当前位置:首页 > 图书中心 > 教材 > 本科生教材 > 测控仪器设计
测控仪器设计
ISBN:978-7-5624-4853-2
测控技术与仪器专业本科系列教材
作者:韩峻峰
编辑:周立
字数(千):200 页数:119 印次:1-3
开本:16开  平装
出版时间: 2016-08-27
定价:¥15

相关丛书

内容简介

全书共分六章,分别为概论、测控仪器总体设计、仪器误差分析、测控仪器硬件电路设计、测控仪器软件设计和测控仪器设计实例。本书从总体设计角度出发,对测控仪器的总体设计、精度设计和测控电路软硬件设计等进行分析与论述;介绍测控仪器设计中基本、主要的内容和方法;并给出了能突出测控仪器设计的应用性和实践性的综合设计实例。全书内容选择具有代表性和典型性,强调基本知识介绍和基本技能培训,力求使读者学会如何从设计任务出发进行测控仪器的设计分析、计算综合,及独立进行硬件和软件设计。

目录
第1章概论………………………………………………1 1.1概述……………………………………………………1 1.1.1测控仪器的概念…………………………………1 1.1.2测控仪器和系统的地位与作用…………………2 1.2测控仪器的基本构成…………………………………3 1.2.1测控仪器的基本构成……………………………3 1.2.2测控仪器的功能特点……………………………4 1.3测控仪器的发展状况与前景…………………………5 1.3.1测控仪器的发展状况……………………………5 1.3.2虚拟仪器…………………………………………7 1.4本课程的目的与要求………………………………10 第2章测控仪器总体设计…………………………………11 2.1设计指导思想和设计步骤…………………………11 2.1.1测控仪器性能指标……………………………11 2.1.2设计指导思想…………………………………12 2.1.3设计步骤………………………………………13 2.2测控仪器的组成及设计任务分析…………………14 2.2.1测控仪器的组成………………………………14 2.2.2设计任务分析…………………………………16 2.3测控仪器设计原则…………………………………17 2.3.1从原理出发提高精度的原则…………………17 2.3.2变形最小原则…………………………………18 2.3.3坐标系基准统一原则…………………………18 2.3.4最短测量链原则………………………………18 2.3.5精度匹配原则…………………………………18 2.3.6运动学设计原则………………………………19 2.3.7阿贝原则………………………………………19 2.3.8硬件、软件协调优化设计原则…………………19 2.3.9 可靠性原则……………………………………19 2.3.10经济性原则…………………………………19 2.4测控仪器可靠性设计………………………………20 2.4.1可靠性设计意义………………………………20 2.4.2可靠性设计基本原则和任务…………………20 2.4.3 ‘靠性设计基本内容………………………21 2.4.4可靠性设计步骤………………………………23 第3章仪器误差分析………………………………………24 3.1仪器误差基本概念…………………………………24 3.1.1误差定义及表示法……………………………24 3.1.2误差类型………………………………………25 3.1.3精度……………………………………………27 3.2仪器误差来源与性质………………………………28 3.2.1原理误差………………………………………28 3.2.2原始误差………………………………………29 3.3仪器误差分析与计算………………………………29 3.3.1误差独立作用原理……………………………29 3.3.2微分法…………………………………………30 3.3.3,几何法…………………………………………30 3.3.4.逐步投影法……………………………………31 3.3.5作用线与瞬时臂法……………………………32 3.4仪器误差合成………………………………………32 3.4.1随机误差合成…………………………………32 3.4.2系统误差合成…………………………………33 3.4.3系统误差与随机误差合成……………………34 3.5仪器误差分配………………………………………35 3.5.1系统误差分配…………………………………35 3.5.2随机误差和未定系统误差分配………………36 3.5.3按可能性调整公差……………………………36 第4章测控仪器硬件电路设计…………………………38 4.1 电路系统的设计准则………………………………38 4.1.1测控电路的组成及作用………………………38 4.1.2对测控电路的一般要求………………………39 4.1.3电路系统的设计准则…………………………40 4.2典型传感器接口电路设计…………………………41 4.2.1热电阻接口电路………………………………41 4.2.2电容传感器接口电路…………………………42 4.2.3电位器式传感器接口电路……………………43 4.2.4差分变压器式传感器接口电路………………44 4.2.5压阻式压力传感器接口电路…………………45 4.2.6压电晶体传感器接口电路……………………46 4.2.7光电二极管接口电路…………………………46 4.3中央处理模块设计…………………………………47 4.3.1 以计算机为核心的中央处理系统……………47 4.3.2基于单片机的主机电路………………………48 4.3.3基于微型计算机的主机电路…………………56 4.4输入输出通道及通信接口设计……………………57 4.4.1模拟输入通道…………………………………57 4.4.2模拟输出通道…………………………………64 4.4.3开关量输入/输出通道…………………………67 4.4.4测控仪器通信接口……………………………71 4.5测控仪器的抗干扰技术及可靠性没计……………73 4.5.1测控仪器电路系统的抗干扰技术……………73 4.5.2电路系统的可靠性与故障诊断技术…………75 第5章测控仪器软件设计…………………………………77 5.1接口程序设计………………………………………77 5.1.1 ADC0809与8031接口程序…………………77 5.1.2 DAC0832与8031接口程序…………………78 5.1.3人-机接口程序…………………………………79 5.2控制算法……………………………………………84 5.2.1测量数据处理有效性…………………………85 5.2.2克服随机误差的数字滤波法…………………85 5.3数字PID控制算法…………………………………87 5.3.1位置式和增量式PID控制算法………………87 5.3.2改进的PID控制算法…………………………89 5.4自动量程转换与标度变换…………………………92 5.4.1量程自动转换电路的控制……………………92 5.4.2标度变换………………………………………92 5.5校正算法……………………………………………95 5.5.1系统误差模型的建立…………………………95 5.5.2零位误差和增益误差的校正…………………98 5.6硬件故障的自诊断…………………………………99 第6章测控仪器设计实例………………………………101 6.1数字温控器的设计…………………………………101 6.1.1数字温控器的设计要求………………………101 6.1.2数字温控器设计任务分析……………………101 6.1.3数字温控器硬件设计…………………………102 6.1.4数字温控器软件设计…………………………107 6.2光栅位移显示仪的设计……………………………111 6.2.1光栅位移显示仪设计要求……………………111 6.2.2光栅位移检测原理……………………………111 6.2.3光栅位移显示仪总体方案设计………………111 6.2.4光栅位移显示仪硬件设计……………………112 6.2.5光栅位移显示仪软件设计……………………115 参考文献……………………………………………………118