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