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第1章 仪器科学与测控系统工程技术 1

1.1 科学与技术的关系 1

1.2 工程技术的特点及其思维方法 3

1.2.1 工程技术的特点 3

1.2.2 创新思维 5

1.2.3 工程技术中的逻辑思维 6

1.3 仪器科学与技术学科内涵和组成 9

1.3.1 仪器科学与技术学科的内涵 9

1.3.2 仪器科学与技术学科的组成 10

1.4 测控系统的基本组成 10

1.4.1 测试系统的构成 10

1.4.2 智能测控系统的组成 11

1.5 测控系统工程技术的内容和学习方法 13

第2章 测控系统工程技术应用基础 15

2.1 信号测取和放大应用技术 15

2.1.1 传感器的选用 15

2.1.2 信号调理概述 16

2.1.3 前置放大器的低噪声技术 17

2.1.4 差动放大器技术的应用 22

2.1.5 隔离放大器的使用 26

2.2 测控接口应用技术 32

2.2.1 A/D与微型机接口及程序 33

2.2.2 VFC与微型机接口 36

2.2.3 D/A与微型机接口 37

2.2.4 功率接口 39

2.2.5 通信接口 41

2.3 信息通道转换应用技术 41

2.3.1 单元电路电气性能的相互匹配 41

2.3.2 信号耦合与时序配合 42

2.3.3 电平转换接口 43

2.4 测控系统数字PID控制及工程实现 44

2.4.1 过程控制方法概述 44

2.4.2 数字PID控制算法 46

2.4.3 PID控制算法的改进 47

2.4.4 数字PID控制器的工程实现 50

第3章 测控系统总体设计技术 56

3.1 测控系统总体设计概述 56

3.1.1 设计方法概述 56

3.1.2 测控系统设计过程的划分 57

3.1.3 总体设计及其内容 59

3.2 测控系统设计需求分析 59

3.2.1 设计任务分析 60

3.2.2 功能规划和指标确定 62

3.2.3 设计原则 65

3.3 硬件总体设计原则与步骤 68

3.3.1 单元模块的选择与优化 68

3.3.2 参数的确定与预估 69

3.4 软件系统设计方法与步骤 76

3.4.1 软件开发环境与编辑语言的选用 76

3.4.2 结构化程序设计和软件系统结构分析 77

3.4.3 软件系统的规划和设计步骤 80

3.4.4 软件设计实例 85

3.5 总体设计的验证和评审 89

3.5.1 总体设计的验证 89

3.5.2 总体设计的评审 89

第4章 仪器仪表可靠性工程和环境适应性技术 90

4.1 基本概念与主要技术指标 90

4.1.1 仪器可靠性技术的基本概念 90

4.1.2 仪器环境适应性技术的基本概念 91

4.1.3 可靠性特征参数与主要技术指标 92

4.2 测控系统可靠性工程技术 97

4.2.1 系统可靠性模型 97

4.2.2 可靠性预计 99

4.2.3 系统可靠性分配与设计技术 102

4.2.4 软件可靠性 111

4.3 仪器仪表环境适应性设计技术 116

4.3.1 主要研究内容 116

4.3.2 热设计技术 117

4.3.3 耐腐蚀设计技术 121

4.3.4 耐振设计技术 123

4.3.5 电磁兼容性设计 125

第5章 测量技术的正交实验设计 138

5.1 实验设计简介 138

5.1.1 实验设计的概念 138

5.1.2 实验设计的发展概况 139

5.1.3 实验设计的基本概念和原则 140

5.1.4 设计实验指南 144

5.2 正交试验设计的基本方法 147

5.2.1 正交表 148

5.2.2 单指标正交试验设计 149

5.2.3 多指标正交试验设计 153

5.3 考虑交互作用的正交试验设计 156

5.3.1 交互作用 156

5.3.2 交互作用的处理原则 156

5.3.3 试验方案设计 157

5.3.4 试验结果的极差分析 159

5.4 正交试验设计结果的方差分析 161

5.4.1 方差分析的必要性和基本思想 161

5.4.2 正交试验结果方差分析的基本步骤 161

5.4.3 重复试验的方差分析 165

第6章 测控系统工程实践 169

6.1 测量技术实验 169

6.1.1 位移的测量实验 169

6.1.2 温度的测量实验 174

6.2 测控电路技术实验 183

6.2.1 低噪声前置放大器实验 183

6.2.2 测量用差动放大器实验 185

6.3 微机、嵌入式系统的接口与控制实践 188

6.3.1 微机接口技术实验 188

6.3.2 嵌入式接口与控制实验 194

6.4 控制技术实践 205

6.4.1 电机控制技术实验 205

6.4.2 温度控制技术实验 210

6.5 仪器工程设计与实践 214

第7章 实验报告与科技论文 224

7.1 概述 224

7.2 实验程序与实验报告的撰写 225

7.2.1 实验程序 225

7.2.2 实验报告的撰写 226

7.3 科技论文 228

7.3.1 科技论文概述 228

7.3.2 科技论文的基本格式 228

7.3.3 论文的写作过程 231

参考文献 235