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第1章 智能仪器概述 1

1.1智能仪器的作用 1

1.2智能仪器的发展过程 2

1.3智能仪器的组成、特点及分类 6

1.3.1智能仪器的组成 6

1.3.2智能仪器的特点 6

1.3.3智能仪器的分类 8

1.3.4智能仪器的应用 10

第2章 智能仪器的数据采集与处理 12

2.1数据采集系统的组成 12

2.1.1数据采集系统的一般组成 12

2.1.2集中式数据采集系统 13

2.1.3分散式数据采集系统 14

2.1.4采样定理 15

2.2数据采集系统的主要器件 18

2.2.1仪用放大器 18

2.2.2采样/保持器 29

2.2.3模拟开关 31

2.2.4 A/D转换器 33

2.3数字信号处理器 38

2.3.1数字信号处理器的特点 38

2.3.2数字信号处理器的结构 39

2.3.3 DSP芯片的类型与特点 39

2.4软测量技术 45

2.4.1软测量技术的发展背景 45

2.4.2软测量技术的基本原理 46

2.4.3建立软测量模型的几种方法 46

2.4.4影响软测量模型性能的因素 49

2.4.5软测量技术的实施步骤 51

第3章 智能仪器输出通道 53

3.1智能仪器输出通道的信号种类 53

3.1.1模拟量输出信号 53

3.1.2开关量输出信号 54

3.1.3数字量输出信号 54

3.2模拟量输出及D/A转换 55

3.2.1模拟量输出通道的组成及结构形式 55

3.2.2 D/A转换器及接口 56

3.3开关量输出 61

3.3.1开关量输出隔离 61

3.3.2开关量输出驱动 63

3.3.3固态继电器（SSR） 64

3.4数字波形合成技术 66

3.4.1波形合成 66

3.4.2电压/电流变换 68

第4章 智能仪器的人机接口 73

4.1键盘接口设计 73

4.1.1非编码式键盘接口 74

4.1.2编码式键盘接口 80

4.2显示器接口设计 84

4.2.1 LED显示器接口 84

4.2.2 LCD显示器接口 88

4.3打印机与绘图仪接口 93

4.3.1打印机接口 94

4.3.2绘图仪接口 99

第5章 智能仪器通信接口设计 102

5.1并行通信接口 102

5.1.1 GPIB总线 102

5.1.2 VXI总线 110

5.1.3 PXI总线 118

5.2串行通信接口 120

5.2.1 RS-232C标准串行接口 120

5.2.2 RS-422/485标准串行接口 123

5.2.3通用串行总线（USB） 126

5.3现场总线技术 130

5.3.1现场总线的定义 130

5.3.2现场总线的体系结构 131

5.3.3现场总线系统的技术特点及其优越性 133

5.3.4现场总线的分类 134

5.3.5几种典型的现场总线 135

5.4基于工业以太网的通信接口 139

5.4.1概述 139

5.4.2以太网在SCADA系统中的应用 140

5.4.3基于以太网控制装置的通信程序设计 141

5.4.4 Socket基本技术介绍 141

5.4.5基于PC-104嵌入式控制器的SCADA系统中以太网通信程序的设计 144

5.5蓝牙技术通信 149

5.5.1蓝牙技术的特色与工作原理 149

5.5.2蓝牙芯片组及其实用连接技术 151

5.5.3基于蓝牙技术的便携式数据采集装置 153

第6章 智能仪器的算法设计 159

6.1测量算法 159

6.1.1测量结果的非数值处理算法 159

6.1.2测量结果的数值处理算法 164

6.1.3量程自动转换与标度变换算法 176

6.1.4多传感器信息融合 179

6.2控制算法 182

6.2.1 PID控制算法 183

6.2.2模糊逻辑控制算法 187

6.2.3神经网络算法 193

6.2.4专家系统 199

第7章 智能仪器的自动校准和抗干扰技术 206

7.1自动校准 206

7.1.1误差校准和自检 206

7.1.2仪器的内部自动校准 209

7.1.3仪器的外部自动校准 215

7.2故障诊断 219

7.2.1故障检测和诊断基础 219

7.2.2故障检测与诊断原理 221

7.2.3故障检测与诊断的数学方法 225

7.3智能仪器抗干扰技术 232

7.3.1干扰的来源及分类 233

7.3.2电源抗干扰技术 235

7.3.3串模干扰及其抑制 235

7.3.4共模干扰及其抑制 237

7.3.5模拟电路和数字电路的隔离 239

7.3.6接地方法 239

7.3.7软件的抗干扰技术 240

第8章 智能仪器的设计 245

8.1智能仪器设计方法 245

8.1.1智能仪器设计的原则 245

8.1.2智能仪器设计的一般步骤 248

8.2智能仪器的硬件设计 251

8.2.1硬件体系结构的设计 251

8.2.2器件的选择 255

8.2.3部分硬件电路设计 258

8.3智能仪器的软件设计 263

8.3.1软件设计方法 263

8.3.2智能仪器系统软件的构成与设计 265

8.4智能仪器的调试 269

8.4.1智能仪器调试的方法 269

8.4.2智能仪器硬件静态调试 269

8.4.3智能仪器软件调试 270

8.44动态在线调试 271

8.5智能仪器设计举例 272

8.5.1温度智能仪器设计 272

8.5.2智能RLC测量仪 277

第9章 虚拟仪器设计 289

9.1虚拟仪器基础 289

9.1.1虚拟仪器的发展历程 289

9.1.2虚拟仪器的构成 290

9.1.3虚拟仪器的特点 291

9.2虚拟仪器开发工具及方法 292

9.2.1图形化编程开发平台——LabVIEW 292

9.2.2 LabWindows/CVI 297

9.3虚拟仪器应用 300

9.3.1虚拟相位差计 300

9.3.2虚拟正弦信号频谱分析仪 303

9.3.3虚拟温度测试仪 305

9.3.4虚拟瓦斯监测仪 306

第10章 网络化仪器设计 308

10.1概述 308

10.2网络化测试系统的构成方法 310

10.3网络化仪器的体系结构 313

10.4网络化仪器的类型 315

10.5无线传感器网络 322

10.6网络化智能仪器应用 327

参考文献 330