智能仪器设计与实践
出版时间:
2018-09
版次:
1
ISBN:
9787030587329
定价:
90.00
装帧:
平装
开本:
16开
纸张:
胶版纸
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《智能仪器设计与实践》结合作者长期的教学科研实践工作，论述了智能仪器设计的基础知识，并结合多年来从事的具体科研项目，选择与智能仪器设计相关的实例讲述仪器设计的基本方法。基础知识部分仅撰写了智能仪器设计必不可少的相关内容，实践案例部分选择了由单片机构成的系统、由 DSP 构成的系统和由 PC 构成的系统，方便读者全面学习各种 CPU 构成系统的方法。 目录
前言
第1章 概述 1
1.1智能仪器发展史 1
1.1.1智能仪器的分类 1
1.1.2现代仪器仪表的重要性 2
1.1.3智能仪器的发展趋势 2
1.2智能仪器技术要素 3
1.2.1现代传感器技术 3
1.2.2数据采集技术5
1.2.3微处理器技术5
1.2.4嵌入式系统 7
1.2.5现代数字逻辑设计技术 8
1.2.6网络与通信技术 9
1.3智能仪器的设计要点9
1.3.1设计和研制智能仪器的一般过程 9
1.3.2智能仪器主机的选择 11
1.3.3市场调研 12
第2章 智能仪器系统构成 13
2.1智能仪器的基本构成 13
2.2前向通道设计 15
2.2.1传感器 15
2.2.2模拟信号调理 17
2.3后向通道设计 18
2.3.1 D/A转换原理 19
2.3.2 D/A转换器的主要技术指数 19
2.3.3 D/A转换电路输入与输出形式 20
2.3.4 D/A转换器与微型计算机接口 21
2.3.5 D/A转换器应用举例 22
2.3.6开关量输出通道 23
2.4人机接口 28
2.4.1键盘与接口 28
2.4.2键盘接口电路及控制程序 31
2.4.3显示接口电路 36
2.5数据通信 38
2.5.1RS-232C总线标准及应用 38
2.5.2RS-422A/485标准总线 39
2.5.3通用串行总线及应用 40
第3章 智能仪器的基本数据处理算法 43
3.1克服随机误差的数字滤波算法 43
3.1.1克服大脉冲干扰的数字滤波法 43
3.1.2抑制小幅度高频噪声的平均滤波法 46
3.1.3复合滤波法 47
3.2消除系统误差的算法 48
3.2.1仪器零位误差和增益误差的校正方法 48
3.2.2系统非线性校正 49
3.2.3系统误差的标准数据校正法 52
3.2.4传感器温度误差的校正方法 53
3.3工程量的标度变换 53
第4章 微弱信号检测技术 55
4.1微弱信号检测基本方法 55
4.1.1频域信号的窄带化技术 56
4.1.2时域信号的积累平均法 56
4.1.3并行检测的多道分析 57
4.2低噪声放大器设计 57
4.3锁相放大器 59
4.3.1相敏检测器 59
4.3.2数字相敏检波器 61
4.3.3锁相放大器主要性能参数说明 63
4.4锁相放大器微弱信号检测方案的应用 66
4.4.1在测定化学阻抗中的应用 66
4.4.2在金属探测器中的应用 68
4.4.3在涡流探伤仪中的应用 68
4.4.4在金属材料张力试验中的应用 69
第5章 设计实例 71
5.1智能仪器设计原则与研发步骤 71
5.1.1智能仪器设计的基本要求 71
5.1.2智能仪器的设计原则 72
5.1.3智能仪器的研发步骤 74
5.2 EIlog-05地面系统自检装置设计 75
5.2.1地面系统自检装置总体设计 75
5.2.2主控电路工作原理 77
5.2.3电缆驱动电路 94
5.2.4辅助电路 98
5.2.5箱体和面板功能设计 103
5.3过套管电阻率测井超低信道噪声测量系统设计 104
5.3.1研究内容及技术要求 104
5.3.2过套管电阻率测量系统模型组成及工作原理105
5.3.3测量系统组成及关键技术106
5.3.4高分辨同步采样技术 113
5.3.5系统测试 117
5.4一种高精度脉冲测量仪的设计 123
5.4.1系统设计整体方案与测量工作原理 124
5.4.2系统硬件设计 130
5.4.3系统软件设计 133
5.4.4频率和脉宽（占空比）测量软件设计 137
5.4.5幅度测量 137
5.4.6人机界面软件设计 140
5.4.7系统调试结果分析 141
5.5基于STM32超声波测风速风向仪的设计 142
5.5.1系统概述 143
5.5.2系统理论分析与计算 146
5.5.3系统整体方案设计 147
5.5.4系统硬件电路设计 148
5.5.5系统软件设计 151
5.5.6测试条件与测试结果分析 155
5.6高精度数据采集系统 158
5.6.1系统概述 158
5.6.2系统整体方案设计 159
5.6.3系统硬件电路设计 164
5.6.4系统软件设计 169
5.6.5数据采集系统调试结果分析 171
5.7基于DDS技术的超低频信号源系统设计 175
5.7.1系统概述 175
5.7.2DDS基本原理 176
5.7.3系统整体方案与工作原理 178
5.7.4系统硬件电路设计 178
5.7.5系统软件设计 182
5.8微振动检测系统设计 189
5.8.1系统概述 189
5.8.2MEMS传感器振动检测技术 190
5.8.3系统整体方案与工作原理 190
5.8.4系统硬件电路设计 192
5.8.5系统软件设计 193
5.9钻井泥浆自动流变仪研制 201
5.9.1系统概述 201
5.9.2系统整体方案与工作原理 201
5.9.3系统硬件电路设计 204
5.9.4系统的软件设计 207
5.10油气管线防盗漏失动态检测系统 214
5.10.1系统概述 214
5.10.2系统整体方案与工作原理 214
5.10.3系统硬件电路设计 217
参考文献 221
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内容简介:
《智能仪器设计与实践》结合作者长期的教学科研实践工作，论述了智能仪器设计的基础知识，并结合多年来从事的具体科研项目，选择与智能仪器设计相关的实例讲述仪器设计的基本方法。基础知识部分仅撰写了智能仪器设计必不可少的相关内容，实践案例部分选择了由单片机构成的系统、由 DSP 构成的系统和由 PC 构成的系统，方便读者全面学习各种 CPU 构成系统的方法。
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目录:
目录
前言
第1章 概述 1
1.1智能仪器发展史 1
1.1.1智能仪器的分类 1
1.1.2现代仪器仪表的重要性 2
1.1.3智能仪器的发展趋势 2
1.2智能仪器技术要素 3
1.2.1现代传感器技术 3
1.2.2数据采集技术5
1.2.3微处理器技术5
1.2.4嵌入式系统 7
1.2.5现代数字逻辑设计技术 8
1.2.6网络与通信技术 9
1.3智能仪器的设计要点9
1.3.1设计和研制智能仪器的一般过程 9
1.3.2智能仪器主机的选择 11
1.3.3市场调研 12
第2章 智能仪器系统构成 13
2.1智能仪器的基本构成 13
2.2前向通道设计 15
2.2.1传感器 15
2.2.2模拟信号调理 17
2.3后向通道设计 18
2.3.1 D/A转换原理 19
2.3.2 D/A转换器的主要技术指数 19
2.3.3 D/A转换电路输入与输出形式 20
2.3.4 D/A转换器与微型计算机接口 21
2.3.5 D/A转换器应用举例 22
2.3.6开关量输出通道 23
2.4人机接口 28
2.4.1键盘与接口 28
2.4.2键盘接口电路及控制程序 31
2.4.3显示接口电路 36
2.5数据通信 38
2.5.1RS-232C总线标准及应用 38
2.5.2RS-422A/485标准总线 39
2.5.3通用串行总线及应用 40
第3章 智能仪器的基本数据处理算法 43
3.1克服随机误差的数字滤波算法 43
3.1.1克服大脉冲干扰的数字滤波法 43
3.1.2抑制小幅度高频噪声的平均滤波法 46
3.1.3复合滤波法 47
3.2消除系统误差的算法 48
3.2.1仪器零位误差和增益误差的校正方法 48
3.2.2系统非线性校正 49
3.2.3系统误差的标准数据校正法 52
3.2.4传感器温度误差的校正方法 53
3.3工程量的标度变换 53
第4章 微弱信号检测技术 55
4.1微弱信号检测基本方法 55
4.1.1频域信号的窄带化技术 56
4.1.2时域信号的积累平均法 56
4.1.3并行检测的多道分析 57
4.2低噪声放大器设计 57
4.3锁相放大器 59
4.3.1相敏检测器 59
4.3.2数字相敏检波器 61
4.3.3锁相放大器主要性能参数说明 63
4.4锁相放大器微弱信号检测方案的应用 66
4.4.1在测定化学阻抗中的应用 66
4.4.2在金属探测器中的应用 68
4.4.3在涡流探伤仪中的应用 68
4.4.4在金属材料张力试验中的应用 69
第5章 设计实例 71
5.1智能仪器设计原则与研发步骤 71
5.1.1智能仪器设计的基本要求 71
5.1.2智能仪器的设计原则 72
5.1.3智能仪器的研发步骤 74
5.2 EIlog-05地面系统自检装置设计 75
5.2.1地面系统自检装置总体设计 75
5.2.2主控电路工作原理 77
5.2.3电缆驱动电路 94
5.2.4辅助电路 98
5.2.5箱体和面板功能设计 103
5.3过套管电阻率测井超低信道噪声测量系统设计 104
5.3.1研究内容及技术要求 104
5.3.2过套管电阻率测量系统模型组成及工作原理105
5.3.3测量系统组成及关键技术106
5.3.4高分辨同步采样技术 113
5.3.5系统测试 117
5.4一种高精度脉冲测量仪的设计 123
5.4.1系统设计整体方案与测量工作原理 124
5.4.2系统硬件设计 130
5.4.3系统软件设计 133
5.4.4频率和脉宽（占空比）测量软件设计 137
5.4.5幅度测量 137
5.4.6人机界面软件设计 140
5.4.7系统调试结果分析 141
5.5基于STM32超声波测风速风向仪的设计 142
5.5.1系统概述 143
5.5.2系统理论分析与计算 146
5.5.3系统整体方案设计 147
5.5.4系统硬件电路设计 148
5.5.5系统软件设计 151
5.5.6测试条件与测试结果分析 155
5.6高精度数据采集系统 158
5.6.1系统概述 158
5.6.2系统整体方案设计 159
5.6.3系统硬件电路设计 164
5.6.4系统软件设计 169
5.6.5数据采集系统调试结果分析 171
5.7基于DDS技术的超低频信号源系统设计 175
5.7.1系统概述 175
5.7.2DDS基本原理 176
5.7.3系统整体方案与工作原理 178
5.7.4系统硬件电路设计 178
5.7.5系统软件设计 182
5.8微振动检测系统设计 189
5.8.1系统概述 189
5.8.2MEMS传感器振动检测技术 190
5.8.3系统整体方案与工作原理 190
5.8.4系统硬件电路设计 192
5.8.5系统软件设计 193
5.9钻井泥浆自动流变仪研制 201
5.9.1系统概述 201
5.9.2系统整体方案与工作原理 201
5.9.3系统硬件电路设计 204
5.9.4系统的软件设计 207
5.10油气管线防盗漏失动态检测系统 214
5.10.1系统概述 214
5.10.2系统整体方案与工作原理 214
5.10.3系统硬件电路设计 217
参考文献 221
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