智能化儀器原理及應用

第1章 導論1

1.1 智能儀器概述 1

1.1.1 智能儀器的發(fā)展概況 1

1.1.2 智能儀器的基本組成 2

1.1.3 智能儀器的主要功能和特點 4

1.1.4 智能儀器的發(fā)展趨勢 5

1.2 智能儀器應用實例簡介 6

1.2.1 電話遙控的基本原理 6

1.2.2 智能型電話遙控器的電路結構及工作原理 7

1.3 本課程的內容、 教學目標及要求 8

1.3.1 課程內容及教學目標 9

1.3.2 課程學習要求 9

本章小結 9

思考題與習題 10

第2章 智能儀器典型處理功能及實現(xiàn)方法 11

2.1 智能儀器故障的自檢 11

2.1.1 自檢方式的種類及特點 12

2.1.2 自檢的方法 12

2.1.3 自檢軟件的結構及特點 16

2.2 自動測量功能 17

2.2.1 自動零點調整 17

2.2.2 自動量程轉換 18

2.2.3 自動校準 20

2.3 測量誤差及典型的誤差處理方法 20

2.3.1 測量誤差的表示及誤差的分類 20

2.3.2 隨機誤差的處理方法 22

2.3.3 系統(tǒng)誤差的處理方法 24

2.3.4 粗大誤差的處理方法 29

2.4 數(shù)字濾波 31

2.4.1 中值濾波法 31

2.4.2 平均濾波法 32

2.4.3 低通數(shù)字濾波法 35

2.4.4 復合濾波法 36

2.5 實訓項目一--電壓波形的測量與分析 37

2.5.1 項目描述 37

2.5.2 相關知識準備 37

2.5.3 項目實施 39

2.5.4 結論與評價 42

本章小結 42

思考題與習題 43

第3章 智能儀器的數(shù)據(jù)通信技術 45

3.1 串行數(shù)據(jù)通信技術 45

3.1.1 串行通信的基本概念 45

3.1.2 RS-232C標準串行接口總線 47

3.1.3 RS-422A與RS-423A標準串行接口總線 51

3.1.4 RS-485標準串行接口總線 52

3.2 并行數(shù)據(jù)通信技術 54

3.2.1 Centronics標準并行接口 54

3.2.2 GP-IB(IEEE 488)總線 55

3.2.3 VXI總線 60

3.3 USB總線技術 63

3.3.1 USB系統(tǒng)描述 64

3.3.2 USB總線協(xié)議 65

3.3.3 USB數(shù)據(jù)流 65

3.3.4 USB的容錯性能 66

3.3.5 USB設備 66

3.3.6 USB系統(tǒng)設置 67

3.3.7 USB系統(tǒng)中的主機 67

3.3.8 USB總線儀器 67

3.4 無線通信技術 73

3.4.1 信號的調制與解調 73

3.4.2 無線電波的發(fā)射與接收 75

3.4.3 無線通信技術的分類 76

3.4.4 短距離無線通信技術 81

3.4.5 無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng) 84

3.4.6 典型應用實例 84

3.5 實訓項目二--溫室無線測控系統(tǒng)設計 87

3.5.1 項目描述 87

3.5.2 相關知識準備 88

3.5.3 項目實施 89

3.5.4 結論與評價 89

本章小結 91

思考題與習題 93

第4章 智能型溫度測量儀 94

4.1 智能型溫度測量儀的原理 94

4.1.1 智能型溫度測量儀的基本功能 95

4.1.2 智能型溫度測量儀的基本結構與工作流程 95

4.2 智能型溫度測量儀的電路結構及特點 97

4.2.1 主機電路 97

4.2.2 溫度檢測電路 99

4.2.3 過程輸入/輸出通道 101

4.2.4 人-機接口部件 103

4.2.5 智能儀器的硬件抗干擾電路 124

4.3 軟件結構和程序框圖 124

4.3.1 監(jiān)控程序的結構 124

4.3.2 中斷管理程序的結構 127

4.3.3 測量控制方法 128

4.4 典型智能型溫度測量儀實例 130

4.4.1 智能型溫度巡檢儀 130

4.4.2 溫度測量儀使用、 維護后的檢定 136

4.5 實訓項目三--智能溫控系統(tǒng)調測 138

4.5.1 項目描述 138

4.5.2 相關知識準備 139

4.5.3 項目實施 142

4.5.4 結論與評價 143

本章小結 144

思考題與習題 145

第5章 智能型電壓測量儀 146

5.1 智能型DVM的功能、 技術指標及特點 146

5.1.1 智能型DVM的結構 146

5.1.2 智能型DVM的功能及主要技術指標 147

5.1.3 智能型DVM的特點 149

5.1.4 智能型DVM的分類 149

5.2 智能型DVM的原理 150

5.2.1 輸入電路 150

5.2.2 智能型DVM中的A/D轉換技術 152

5.2.3 典型智能型DVM產(chǎn)品介紹 157

5.3 智能型DMM的原理及應用 158

5.3.1 智能型DMM的工作原理 158

5.3.2 典型智能型DMM實例介紹 162

5.4 實訓項目四--DT9205數(shù)字萬用表的調測 173

5.4.1 項目描述 173

5.4.2 相關知識準備 173

5.4.3 項目實施 176

5.4.4 結論與評價 179

本章小結 179

思考題與習題 180

第6章 智能型電子計數(shù)器 182

6.1 電子計數(shù)器的技術性能 182

6.1.1 電子計數(shù)器的分類 182

6.1.2 電子計數(shù)器的主要技術性能 183

6.2 通用電子計數(shù)器的基本組成 183

6.2.1 基本組成 183

6.2.2 控制電路的工作過程 186

6.2.3 通用電子計數(shù)器的基本功能 186

6.3 通用電子計數(shù)器的測量原理 187

6.3.1 測量頻率 187

6.3.2 測量周期 188

6.3.3 測量頻率比 189

6.3.4 測量時間間隔 189

6.3.5 累加計數(shù) 190

6.3.6 自校 191

6.3.7 通用計數(shù)器測量誤差的類型 191

6.4 電子計數(shù)器中的智能技術 193

6.4.1 多周期同步測量技術 193

6.4.2 內插模擬擴展技術 195

6.5 典型智能電子頻率計實例 197

6.5.1 頻率計的系統(tǒng)結構 197

6.5.2 主要電路工作原理 198

6.5.3 軟件設計 199

6.5.4 提高測量準確度的方法 200

6.6 實訓項目五--采用測頻法和測周法測量頻率的誤差分析 201

6.6.1 項目描述 201

6.6.2 相關知識準備 202

6.6.3 項目實施 203

6.6.4 結論與評價 204

本章小結 205

思考題與習題 205

第7章 智能儀器常見故障與調試 207

7.1 智能儀器常見故障診斷與處理 207

7.1.1 常見故障類型 207

7.1.2 故障診斷的基本方法 208

7.1.3 故障的處理方法 210

7.1.4 儀器設備故障診斷步驟 212

7.2 智能儀器的調試方法 217

7.2.1 硬件電路調試方法 217

7.2.2 軟件調試方法 218

7.2.3 軟、 硬件聯(lián)合調試 219

7.3 智能儀器抗干擾技術及使用注意事項 220

7.3.1 干擾及干擾的抑制 220

7.3.2 智能儀器抗干擾實用技術 223

本章小結 238

思考題與習題 239

第8章 新型智能儀器 240

8.1 個人儀器 240

8.1.1 個人儀器的原理及特點 240

8.1.2 典型個人儀器實例 243

8.2 虛擬儀器 249

8.2.1 虛擬儀器的原理及特點 249

8.2.2 Lab VIEW虛擬儀器開發(fā)平臺簡介 253

8.2.3 虛擬儀器開發(fā)舉例 258

8.3 現(xiàn)場總線儀器 260

8.3.1 現(xiàn)場總線技術 260

8.3.2 現(xiàn)場總線儀器的原理及特點 266

8.3.3 現(xiàn)場總線儀器實例 274

本章小結 280

思考題與習題 281

參考文獻 282