儀器設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)（第2版）

第1章儀器設(shè)計技術(shù)概論

1.1儀器及測量基本概念

思考題

1.2儀器儀表技術(shù)

思考題

1.3儀器設(shè)計過程

思考題

1.4傳感器與執(zhí)行器的性能評價

1.4.1傳感器的靜態(tài)特性指標及評價方法

1.4.2傳感器的動態(tài)特性指標及評價方法

1.4.3執(zhí)行器的主要技術(shù)特性指標及評價方法

1.4.4關(guān)于儀器與傳感器的同名測量性能指標

思考題

第2章傳感器設(shè)計技術(shù)

2.1熱效應(yīng)及溫度傳感器設(shè)計

2.1.1熱電阻效應(yīng)溫度傳感器設(shè)計

2.1.2熱電偶效應(yīng)溫度傳感器設(shè)計

2.1.3熱輻射效應(yīng)溫度傳感器設(shè)計

思考題

2.2光電效應(yīng)及光電傳感器設(shè)計

2.2.1外光電效應(yīng)敏感器技術(shù)

2.2.2內(nèi)光電效應(yīng)敏感器技術(shù)

2.2.3結(jié)構(gòu)型光電傳感器設(shè)計

2.2.4光纖傳感器設(shè)計

思考題

2.3磁效應(yīng)及磁電傳感器設(shè)計

2.3.1磁光效應(yīng)傳感器設(shè)計

2.3.2磁導(dǎo)效應(yīng)傳感器設(shè)計

2.3.3霍爾效應(yīng)傳感器設(shè)計

2.3.4磁電感應(yīng)效應(yīng)傳感器設(shè)計

2.3.5電磁互感效應(yīng)傳感器設(shè)計

2.3.6渦流效應(yīng)傳感器設(shè)計

2.3.7壓磁效應(yīng)傳感器設(shè)計

思考題

2.4機電效應(yīng)及機電傳感器設(shè)計

2.4.1壓電效應(yīng)及電荷傳感器設(shè)計

2.4.2電阻傳感器設(shè)計

2.4.3電容傳感器設(shè)計

2.4.4電感傳感器設(shè)計

思考題




2.5表征測量傳感器設(shè)計

2.5.1機械諧振效應(yīng)傳感器設(shè)計

2.5.2聲波測量傳感器設(shè)計

2.5.3射線測量傳感器設(shè)計

2.5.4隧道效應(yīng)傳感器設(shè)計

2.5.5原子力效應(yīng)傳感器設(shè)計

思考題

第3章儀器功能電路設(shè)計

3.1信號放大電路設(shè)計

3.1.1理想運放與實際運放電路設(shè)計

3.1.2單片儀器放大電路設(shè)計

3.1.3隔離放大電路設(shè)計

3.1.4可控增益信號放大電路設(shè)計

思考題

3.2信號濾波電路設(shè)計

3.2.1濾波電路分類及其特性

3.2.2普通濾波電路設(shè)計

3.2.3開關(guān)電容濾波電路設(shè)計

思考題

3.3調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計

3.3.1幅度調(diào)制測量信號的解調(diào)電路設(shè)計

3.3.2相位調(diào)制測量信號的解調(diào)電路設(shè)計

3.3.3頻率調(diào)制測量信號的解調(diào)電路設(shè)計

思考題

3.4模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計

3.4.1模數(shù)轉(zhuǎn)換方法及相關(guān)概念

3.4.2D/A轉(zhuǎn)換原理

3.4.3逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器

3.4.4雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器

3.4.5ΔΣ型A/D轉(zhuǎn)換器

思考題

3.5單片機及其功能擴展電路設(shè)計

3.5.1單片機相關(guān)概念

3.5.2單片機并行功能擴展電路設(shè)計

3.5.3單片機同步串行功能擴展電路設(shè)計

3.5.4單片機異步串行功能擴展電路設(shè)計

3.5.5單片機I/O端口功能電路設(shè)計

3.5.6信號隔離傳輸接口電路設(shè)計

3.5.7大功率高壓交流負載高速控制接口電路設(shè)計

3.5.8直流電機驅(qū)動接口電路設(shè)計

思考題

3.6儀器控制面板電路設(shè)計

3.6.1儀器鍵盤輸入電路設(shè)計

3.6.2儀器信息顯示電路設(shè)計

3.6.3FPGA和CPLD可編程邏輯電路簡介

思考題

第4章儀器系統(tǒng)集成方法

4.1集總式儀器系統(tǒng)集成方法

思考題

4.2儀器系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互方法

4.2.1CRC校驗碼技術(shù)

4.2.2USB總線接口電路設(shè)計

4.2.3CAN總線接口電路設(shè)計

4.2.4以太網(wǎng)接口電路設(shè)計

4.2.5無線連接接口電路設(shè)計

思考題

4.3分布式測控系統(tǒng)設(shè)計方法

4.3.1分布式測控儀器系統(tǒng)集成方法的演變過程

4.3.2分布式測控網(wǎng)絡(luò)模型

4.3.3信號分布式測控系統(tǒng)

思考題

4.4信息分布式測控儀器系統(tǒng)

4.4.1信息管道技術(shù)

4.4.2信息管道器件

4.4.3IPT測控節(jié)點電路設(shè)計

4.4.4信息管道構(gòu)建方法及DMCS信息集成

思考題

第5章儀器精度設(shè)計

5.1測量誤差的基本性質(zhì)

5.1.1儀器測量結(jié)果及有效數(shù)字

5.1.2隨機誤差特性

5.1.3系統(tǒng)誤差特性

5.1.4粗大誤差特性及剔除方法

5.1.5測量結(jié)果的本質(zhì)含義

思考題

5.2精度表征及其標定方法

5.2.1測量誤差的傳遞與合成方法

5.2.2儀器精度的測量誤差表征方法

5.2.3儀器精度的測量不確定度表征方法

5.2.4精度標定和校準方法

思考題

5.3測量數(shù)據(jù)最優(yōu)估計及其曲線擬合

5.3.1最小二乘法最優(yōu)估計原理

5.3.2線性回歸分析及最優(yōu)直線擬合方法

5.3.3非線性回歸分析與最優(yōu)曲線擬合方法

思考題

5.4測量誤差分配與系統(tǒng)精度設(shè)計

5.4.1等作用設(shè)計原則

5.4.2等精度設(shè)計原則

5.4.3最經(jīng)濟設(shè)計原則

5.4.4成熟前端優(yōu)先設(shè)計原則

思考題

第6章儀器可靠性設(shè)計

6.1可靠性特征參數(shù)及技術(shù)指標

6.1.1可靠性概率特征指標

6.1.2可靠性壽命特征指標

6.1.3產(chǎn)品壽命的典型分布規(guī)律

思考題

6.2系統(tǒng)可靠性模型及其可靠度預(yù)測

6.2.1可靠性系統(tǒng)模型

6.2.2串聯(lián)系統(tǒng)及其可靠度預(yù)測方法

6.2.3并聯(lián)系統(tǒng)及其可靠度預(yù)測方法

6.2.4r/n表決系統(tǒng)及其可靠度預(yù)測方法

6.2.5非工作儲備系統(tǒng)及其可靠度預(yù)測方法

6.2.6復(fù)雜系統(tǒng)及其可靠度預(yù)測方法

思考題

6.3系統(tǒng)可靠度分配及其可靠性設(shè)計

6.3.1平均分配設(shè)計原則

6.3.2失效率相對比分配設(shè)計原則

6.3.3AGREE分配設(shè)計原則

6.3.4最小花費設(shè)計原則

思考題

6.4儀器系統(tǒng)可靠性保障方法

6.4.1硬件電路可靠性保障方法

6.4.2軟件可靠性保障方法

6.4.3抗電磁干擾可靠性保障方法

思考題