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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——LabVIEW292

9.2.2 LabWindows/CVI297

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