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第1章　微机测控系统的外貌——绪论1

1.1　微机测控系统的含义与作用1

目录1

1.2　微机测控系统的组成和分类2

1.2.1　测控系统微机化的意义2

1.2.2　微机测控系统的基本结构2

1.2.3　微机测控系统的分类5

1.3　微机测控系统的发展概况及趋势11

1.4　本课程的内容与性质12

2.1.1　检测方法13

第2章　微机测控系统的耳目——传感器13

2.1　检测的基本知识13

2.1.2　测量误差及其分类15

2.1.3　误差的处理17

2.1.4　测量系统的性能评价19

2.2　传感器19

2.2.1　传感器基础知识19

2.2.2　温度传感器22

2.2.3　压力传感器29

2.2.4　物位传感器31

2.2.5　流量传感器33

2.2.6　机械量传感器38

2.2.7　其它传感器43

2.2.8　变送器简介48

2.2.9　传感器选用原则50

思考题与习题51

第3章　微机测控系统的大脑——主机及其接口53

3.1　微机测控系统主机的选择53

3.1.1　测控系统中主机的类型53

3.1.2　测控系统中主机的选择原则56

3.2.1　测控系统的显示接口技术57

3.2　微机测控系统的人机接口技术57

3.2.2　测控系统的键盘接口技术68

3.2.3　键盘／显示器混合接口技术75

3.2.4　DIP开关与拨码盘接口技术81

3.3　微机测控系统的通信接口技术85

思考题与习题90

第4章　微机测控系统的入口——输入通道92

4.1　输入通道概述92

4.2　模拟量输入通道93

4.1.1　模拟量输入通道的基本组成与类型93

4.1.2　模拟量输入信号的处理95

4.1.3　模拟量输入信号的采集100

4.1.4　模拟量输入通道的误差分配与综合114

4.2　开关量输入通道117

4.2.1　开关量输入通道的组成118

4.2.2　开关量输入信号的调理118

4.3　单元电路的级联120

4.3.1　电气性能的相互匹配121

4.3.2　信号耦合与时序配合121

4.3.3　电平转换接口123

思考题与习题127

第5章　微机测控系统的消化器——数据处理技术128

5.1　标度变换128

5.1.1　模拟量标度变换128

5.1.2　数字量标度变换129

5.2　零位和灵敏度的误差校正130

5.3　非线性校正131

5.3.1　查表法131

5.3.2　插值法132

5.4　报警处理132

5.4.1　越限报警处理132

5.4.2　常用报警方式133

5.4.3　报警处理实例136

思考题与习题137

第6章　微机测控系统的神经中枢——监控程序138

6.1 测控系统监控程序的功能和组成138

6.1.1 测控系统监控程序的作用与功能138

6.1.2　测控系统监控程序的组成138

6.2　监控主程序和初始化管理139

6.2.1　监控主程序139

6.3　键盘管理140

6.2.2　初始化管理140

6.3.1　一键一义键盘的管理141

6.3.2　一键多义键盘的管理143

6.3.3　自动／手动切换146

6.4　显示、中断与时钟管理147

6.4.1　显示管理147

6.4.2 中断管理148

6.4.3　时钟管理150

6.5　系统自检151

6.5.1　系统自检的方式与内容151

6.5.2　系统自检的实现152

6.5.3　系统自检软件的编写技术154

思考题与习题155

第7章　微机测控系统的督察——PID控制156

7.1 微机测控系统的被控对象及性能指标156

7.1.1　微机测控系统的被控对象156

7.1.2　微机测控系统的性能指标157

7.1.3　被控对象特性对控制性能的影响159

7.2　PID控制技术159

7.3　数字PID控制算法161

7.4　PID算法程序设计163

7.5　PID算式的改进164

7.6.1　PID参数对控制性能的影响166

7.6　PID参数整定166

7.6.2　采样周期T的选择167

7.6.3　PID控制参数的工程整定法168

思考题与习题170

第8章　微机测控系统的出口——输出通道171

8.1　输出通道概述171

8.2　模拟量输出通道172

8.2.1　模拟量输出通道的基本组成与类型172

8.2.2　模拟量输出通道的组成电路175

8.3.1 开关量输出通道的基本组成与作用183

8.3　开关量输出通道183

8.3.2　开关量输出驱动电路184

8.3.3　开关量输出通道设计举例186

思考题与习题193

第9章　微机测控系统的手与脚——执行器194

9.1　执行器概述194

9.1.1　执行器的分类及特点194

9.1.2　执行器的主要技术特征194

9.2　气动执行器194

9.2.1　气动执行器的基本结构和工作原理195

9.3.1　伺服电动机196

9.2.2　气动执行器与计算机的连接196

9.3　电动执行器196

9.3.2　步进电机197

9.3.3　调节阀198

9.3.4　电磁阀199

9.3.5　固体继电器200

9.4　液压执行器201

思考题与习题201

10.1.1　噪声源202

10.1　干扰的来源及传播途径202

第10章　微机测控系统的卫士——抗干扰技术202

10.1.2　噪声干扰的传播途径203

10.1.3　噪声干扰的模式204

10.1.4　抑制干扰的基本原则205

10.2　硬件抗干扰技术206

10.2.1　接地技术206

10.2.2　屏蔽技术212

10.2.3　长线传输的干扰及其抑制213

10.2.4　共模干扰的抑制216

10.2.5　差模干扰的抑制218

10.2.6　供电系统抗干扰技术219

10.2.7　印制电路板抗干扰技术220

10.3　软件抗干扰技术222

10.3.1　模拟输入信号上噪声的软件抑制技术222

10.3.2　程序“跑飞”或“死机”的软件抑制技术225

思考题与习题231

第11章　微机测控系统的设计与实现232

11.1 微机测控系统的设计要求与步骤232

11.1.1　微机测控系统的设计要求232

11.1.2　微机测控系统的设计步骤233

11.2　微机测控系统的总体设计235

11.3　微机测控系统的硬件设计与实现237

11.3.1　元器件的选择原则237

11.3.2　硬件电路的设计原则238

11.3.3　硬件电路的实现238

11.4　微机测控系统的软件设计与实现239

11.4.1　软件设计的基本步骤239

11.4.2　系统定义241

11.4.3　软件设计方法242

11.5　微机测控系统设计实例244

11.4.4　测试244

思考题与习题250

第12章 现场总线与测控网络简介251

12.1　现场总线简介251

12.1.1　现场总线及其特点251

12.1.2　典型现场总线简介253

12.1.3　现场总线的发展趋势254

12.2　测控网络简介255

12.2.1　测控网络技术的演进255

12.2.2　测控网络的基本结构256

参考文献258