儀器設計技術基礎（第2版）

第1章儀器設計技術概論

1.1儀器及測量基本概念

思考題

1.2儀器儀表技術

思考題

1.3儀器設計過程

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)行器的主要技術特性指標及評價方法

1.4.4關于儀器與傳感器的同名測量性能指標

思考題

第2章傳感器設計技術

2.1熱效應及溫度傳感器設計

2.1.1熱電阻效應溫度傳感器設計

2.1.2熱電偶效應溫度傳感器設計

2.1.3熱輻射效應溫度傳感器設計

思考題

2.2光電效應及光電傳感器設計

2.2.1外光電效應敏感器技術

2.2.2內光電效應敏感器技術

2.2.3結構型光電傳感器設計

2.2.4光纖傳感器設計

思考題

2.3磁效應及磁電傳感器設計

2.3.1磁光效應傳感器設計

2.3.2磁導效應傳感器設計

2.3.3霍爾效應傳感器設計

2.3.4磁電感應效應傳感器設計

2.3.5電磁互感效應傳感器設計

2.3.6渦流效應傳感器設計

2.3.7壓磁效應傳感器設計

思考題

2.4機電效應及機電傳感器設計

2.4.1壓電效應及電荷傳感器設計

2.4.2電阻傳感器設計

2.4.3電容傳感器設計

2.4.4電感傳感器設計

思考題




2.5表征測量傳感器設計

2.5.1機械諧振效應傳感器設計

2.5.2聲波測量傳感器設計

2.5.3射線測量傳感器設計

2.5.4隧道效應傳感器設計

2.5.5原子力效應傳感器設計

思考題

第3章儀器功能電路設計

3.1信號放大電路設計

3.1.1理想運放與實際運放電路設計

3.1.2單片儀器放大電路設計

3.1.3隔離放大電路設計

3.1.4可控增益信號放大電路設計

思考題

3.2信號濾波電路設計

3.2.1濾波電路分類及其特性

3.2.2普通濾波電路設計

3.2.3開關電容濾波電路設計

思考題

3.3調制解調電路設計

3.3.1幅度調制測量信號的解調電路設計

3.3.2相位調制測量信號的解調電路設計

3.3.3頻率調制測量信號的解調電路設計

思考題

3.4模數轉換電路設計

3.4.1模數轉換方法及相關概念

3.4.2D/A轉換原理

3.4.3逐次逼近式A/D轉換器

3.4.4雙積分式A/D轉換器

3.4.5ΔΣ型A/D轉換器

思考題

3.5單片機及其功能擴展電路設計

3.5.1單片機相關概念

3.5.2單片機并行功能擴展電路設計

3.5.3單片機同步串行功能擴展電路設計

3.5.4單片機異步串行功能擴展電路設計

3.5.5單片機I/O端口功能電路設計

3.5.6信號隔離傳輸接口電路設計

3.5.7大功率高壓交流負載高速控制接口電路設計

3.5.8直流電機驅動接口電路設計

思考題

3.6儀器控制面板電路設計

3.6.1儀器鍵盤輸入電路設計

3.6.2儀器信息顯示電路設計

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)數據交互方法

4.2.1CRC校驗碼技術

4.2.2USB總線接口電路設計

4.2.3CAN總線接口電路設計

4.2.4以太網接口電路設計

4.2.5無線連接接口電路設計

思考題

4.3分布式測控系統(tǒng)設計方法

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分布式測控網絡模型

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

4.4.2信息管道器件

4.4.3IPT測控節(jié)點電路設計

4.4.4信息管道構建方法及DMCS信息集成

思考題

第5章儀器精度設計

5.1測量誤差的基本性質

5.1.1儀器測量結果及有效數字

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測量結果的本質含義

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測量數據最優(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)精度設計

5.4.1等作用設計原則

5.4.2等精度設計原則

5.4.3最經濟設計原則

5.4.4成熟前端優(yōu)先設計原則

思考題

第6章儀器可靠性設計

6.1可靠性特征參數及技術指標

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測

6.2.1可靠性系統(tǒng)模型

6.2.2串聯系統(tǒng)及其可靠度預測方法

6.2.3并聯系統(tǒng)及其可靠度預測方法

6.2.4r/n表決系統(tǒng)及其可靠度預測方法

6.2.5非工作儲備系統(tǒng)及其可靠度預測方法

6.2.6復雜系統(tǒng)及其可靠度預測方法

思考題

6.3系統(tǒng)可靠度分配及其可靠性設計

6.3.1平均分配設計原則

6.3.2失效率相對比分配設計原則

6.3.3AGREE分配設計原則

6.3.4最小花費設計原則

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