定 價(jià):49 元
叢書(shū)名:高等院校電工電子技術(shù)規(guī)劃教材
- 作者:孫曉華 劉曉暉 烏江
- 出版時(shí)間:2017/11/14
- ISBN:9787111583837
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP212
- 頁(yè)碼:292
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16K
本書(shū)整合了傳感器測(cè)試技術(shù)、LabVIEW編程設(shè)計(jì)、基于Multisim的電路設(shè)計(jì)與仿真、測(cè)試系統(tǒng)集成和拓展等相關(guān)內(nèi)容,依據(jù)“基礎(chǔ)實(shí)踐”“設(shè)計(jì)應(yīng)用”和“綜合拓展”三大模塊呈現(xiàn)全部實(shí)踐、設(shè)計(jì)和系統(tǒng)案例。第1章主要涉及常用基本物理量的測(cè)量方法及相應(yīng)傳感器介紹;第2章主要介紹虛擬儀器LabVIEW2015與Multisim13兩款仿真軟件的使用方法,以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與NI數(shù)據(jù)采集設(shè)備;第3章主要介紹基于LabVIEW仿真軟件的測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法;第4章主要介紹如電阻應(yīng)變片、霍爾傳感器等的建模與測(cè)量電路仿真方法;第5章主要介紹基于虛擬儀器的各種測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建與評(píng)價(jià)的案例。本書(shū)可作為高等院校學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的教材,也可供工程技術(shù)人員參考。
實(shí)踐能力是研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo),是研究生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。西安交通大學(xué)“非電量測(cè)量技術(shù)”課程是面向工科碩士研究生開(kāi)設(shè)的校級(jí)公共基礎(chǔ)課程和學(xué)位課程,開(kāi)設(shè)于1983年。30多年來(lái),“非電量測(cè)量技術(shù)”課程形成了內(nèi)容豐富、實(shí)踐性強(qiáng)、受益面廣和深受學(xué)生歡迎的特色,為培養(yǎng)學(xué)生傳感器技術(shù)和測(cè)量系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力提供了重要的理論和實(shí)踐支撐。
當(dāng)今傳感器技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn),為配合學(xué)!半p一流”建設(shè),我們不斷加強(qiáng)和深入課程教育教學(xué)改革,不斷加強(qiáng)課程建設(shè)和教學(xué)手段改革,將電氣信息和電子信息的最新理論和技術(shù)融入課程,充分反映學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)。為了不斷提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量,在重塑原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,將虛擬儀器技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系有機(jī)地結(jié)合起來(lái),進(jìn)行了卓有成效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,開(kāi)設(shè)了基于虛擬儀器技術(shù)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用和綜合拓展等大量實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
本書(shū)根據(jù)工科碩士研究生的特點(diǎn)和專業(yè)需求,特別是非電類工科學(xué)生的特點(diǎn),在編寫(xiě)過(guò)程中注重以學(xué)生為主體,以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為基調(diào),以研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線,研究、設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)教學(xué);將傳感器測(cè)試技術(shù)、LabVIEW編程設(shè)計(jì)、基于Multisim的電路設(shè)計(jì)與仿真 因本書(shū)采用電路仿真軟件、電路圖中的器件符號(hào)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有不同之處,特此說(shuō)明!庉嬜 y(cè)試系統(tǒng)集成和拓展等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有機(jī)融合,通過(guò)創(chuàng)建“基礎(chǔ)實(shí)踐”“設(shè)計(jì)應(yīng)用”和“綜合拓展”的模塊式、階段式、漸進(jìn)式、互動(dòng)式的實(shí)踐過(guò)程設(shè)計(jì),強(qiáng)力支撐學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐和培養(yǎng)。同時(shí),以基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ酿B(yǎng)成為基礎(chǔ),將多種方法和手段融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主實(shí)踐、自主設(shè)計(jì)和自主拓展的積極性和主觀能動(dòng)性,提高了學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,培養(yǎng)了學(xué)生測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建和研發(fā)能力。
本書(shū)內(nèi)容豐富而全面,所有例子和程序均通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,兼顧了代表性、實(shí)用性和先進(jìn)性。編排按照先易后難、由淺入深、先基礎(chǔ)后設(shè)計(jì)再綜合的順序進(jìn)行,結(jié)構(gòu)清晰,便于各個(gè)院校選用。
本書(shū)由孫曉華、劉曉暉和烏江編寫(xiě)。劉曄教授作為主審,對(duì)全書(shū)進(jìn)行了細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶忛啠岢隽藢氋F的意見(jiàn)和建議。研究生焦朝勇和原曉楠等參與了電路仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。書(shū)稿的撰寫(xiě)得到了美國(guó)國(guó)家儀器(中國(guó))有限公司大學(xué)計(jì)劃部的徐征工程師和劉晉東工程師的大力支持。作者向所有關(guān)心和支持本書(shū)工作的單位和個(gè)人致以誠(chéng)摯的謝意!
本書(shū)基于虛擬儀器技術(shù),力圖解決傳感器理論、技術(shù)、應(yīng)用及系統(tǒng)教學(xué)和實(shí)踐中存在的問(wèn)題。但是,傳感器技術(shù)的發(fā)展日新月異,加之作者水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限,書(shū)中定有不少疏漏和不足之處,敬請(qǐng)批評(píng)指正。
1.實(shí)踐教學(xué)目的本書(shū)結(jié)合非電量電測(cè)技術(shù)中各種傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),將虛擬儀器技術(shù)作為實(shí)踐輔助工具,開(kāi)展內(nèi)容豐富、形式多樣、由淺入深、具有實(shí)用性的傳感器技術(shù)實(shí)踐,其教學(xué)應(yīng)該達(dá)到以下目的:
(1) 培養(yǎng)自主實(shí)踐的能力在不斷提升對(duì)實(shí)驗(yàn)探究興趣的同時(shí),用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和講求實(shí)事求是的作風(fēng),要求學(xué)生自己動(dòng)手主動(dòng)實(shí)踐。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器原理的理解和測(cè)量方法的掌握,夯實(shí)學(xué)生非電量電測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。
。2) 培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力突破書(shū)本教學(xué)的傳統(tǒng)方式,結(jié)合虛擬儀器技術(shù),把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容圖形化,并設(shè)置仿真、實(shí)測(cè)等互動(dòng)式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),學(xué)生在協(xié)同互動(dòng)教學(xué)條件下自主高效地學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
(3) 培養(yǎng)自主設(shè)計(jì)的能力通過(guò)在提供的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和虛擬儀器仿真平臺(tái)上的訓(xùn)練,學(xué)生編寫(xiě)LabVIEW程序和設(shè)置Multisim中不同的參數(shù),比較輸出結(jié)果與理論值的差異,找出最合理參數(shù)與最優(yōu)結(jié)果的關(guān)系,提高學(xué)生對(duì)不同規(guī)律的敏感性,培養(yǎng)學(xué)生敏銳發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。
(4) 培養(yǎng)自主應(yīng)用的能力通過(guò)提供的應(yīng)用實(shí)例,結(jié)合學(xué)生在訓(xùn)練中學(xué)習(xí)的局部實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和局部軟件功能模塊,實(shí)驗(yàn)教學(xué)給學(xué)生提出特定的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,或帶有綜合性知識(shí)的實(shí)驗(yàn)任務(wù),學(xué)生集成自己所學(xué)的知識(shí),自主完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題、靈活應(yīng)用的能力。
。5) 培養(yǎng)自主拓展的能力給學(xué)生提供多個(gè)可選擇的實(shí)驗(yàn)任務(wù),或?qū)W生自主命題,根據(jù)測(cè)量對(duì)象和選題,自主提出組建測(cè)量系統(tǒng)的方案,選擇合適的傳感器,對(duì)所搭建的調(diào)理電路參數(shù)具有分析和選擇能力,通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)完成對(duì)系統(tǒng)性能的評(píng)價(jià),最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題、舉一反三和學(xué)以致用的能力。
2.實(shí)踐教學(xué)要求(1) 實(shí)踐預(yù)習(xí)要求傳感器技術(shù)實(shí)踐要求單人單組獨(dú)立完成,因此實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的充分程度是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行的前提。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的內(nèi)容包括:
1) 通過(guò)閱讀實(shí)驗(yàn)教材、課程教材和有關(guān)參考書(shū),明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康、步驟和要求,深入理解實(shí)驗(yàn)原理和測(cè)量方法。
2) 熟悉傳感器結(jié)構(gòu)和調(diào)理電路,了解電路使用之器件、集成電路型號(hào)和參數(shù)。
3) 列出測(cè)量數(shù)據(jù)表格和要觀察的現(xiàn)象,初步估算或分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,了解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。
4) 熟悉實(shí)驗(yàn)中通用和專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的性能及其使用方法。
。2) 實(shí)踐操作要求實(shí)踐過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),也是決定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié):
1) 良好的安全操作習(xí)慣。
●對(duì)于實(shí)驗(yàn)者來(lái)
目錄
出版說(shuō)明
前言
第1章 基礎(chǔ)實(shí)踐1
1.1 轉(zhuǎn)速的測(cè)量1
1.2 電信號(hào)的測(cè)量4
1.3 光強(qiáng)調(diào)制式光纖位移傳感器特性測(cè)試12
1.4 電阻應(yīng)變片傳感器特性和應(yīng)變測(cè)試13
1.5 電感和電容傳感器特性測(cè)試17
1.6 顯示記錄儀器特性和溫度傳感器時(shí)間常數(shù)測(cè)試21
1.7 電渦流傳感器的靜態(tài)標(biāo)定及振幅測(cè)量26
1.8 熱敏電阻溫度與頻率轉(zhuǎn)換電路的應(yīng)用28
1.9 愛(ài)潑斯坦方圈鐵損耗的測(cè)量31
1.10 數(shù)字顯示多溫度傳感器測(cè)溫35
1.11 小型壓縮機(jī)系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)壓力、溫度和轉(zhuǎn)速的測(cè)試40
1.12 壓電傳感器測(cè)量加速度、速度和位移46
第2章 虛擬儀器工具設(shè)計(jì)編程簡(jiǎn)介48
2.1 LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介48
2.1.1 LabVIEW簡(jiǎn)介48
2.1.2 LabVIEW軟件的安裝與啟動(dòng)49
2.1.3 前面板51
2.1.4 程序框圖51
2.1.5 LabVIEW程序運(yùn)行與調(diào)試技術(shù)54
2.1.6 LabVIEW數(shù)據(jù)流的理解56
2.1.7 程序框圖中的條件結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)56
2.1.8 數(shù)組與簇57
2.1.9 波形顯示控件61
2.1.10 子VI64
2.1.11 MathScript節(jié)點(diǎn)66
2.2 Multisim 13開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介67
2.2.1 Multisim 13發(fā)展歷程與特點(diǎn)67
2.2.2 Multisim 13安裝方法69
2.2.3 Multisim 13用戶界面70
2.2.4 Multisim 13電路仿真方法73
2.2.5 Multisim 13電路仿真實(shí)例78
2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與NI數(shù)據(jù)采集設(shè)備80
2.3.1 數(shù)據(jù)采集原理與采集測(cè)量系統(tǒng)組成80
2.3.2 NI myDAQ便攜式學(xué)生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介83
2.3.3 NI myDAQ虛擬儀器軟面板86
2.4 模擬信號(hào)不同輸出模式和測(cè)量系統(tǒng)接線方式91
第3章 虛擬儀器設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐94
3.1 LabVIEW基礎(chǔ)設(shè)計(jì)94
3.1.1 模擬溫度測(cè)量94
3.1.2 溫度的實(shí)時(shí)采集與顯示96
3.1.3 溫度測(cè)量與分析97
3.1.4 具有報(bào)警功能的溫度測(cè)量101
3.1.5 具有數(shù)據(jù)保存功能的溫度測(cè)量104
3.2 LabVIEW的信號(hào)采集105
3.2.1 采樣定理驗(yàn)證和采樣頻率選擇105
3.2.2 量程范圍和分辨率的選擇106
3.2.3 仿真所需數(shù)據(jù)采集設(shè)備109
3.2.4 基于NI MAX的設(shè)備自檢和采集任務(wù)創(chuàng)建111
3.2.5 基于DAQ助手的數(shù)據(jù)采集113
3.2.6 基于NI-DAQmx API的數(shù)據(jù)采集116
3.2.7 基于DAQ助手的模擬輸出121
3.2.8 基于NI-DAQmx API的模擬輸出123
3.2.9 基于MAX和NI-DAQmx API的數(shù)字輸入輸出126
3.3 LabVIEW信號(hào)分析與處理130
3.3.1 仿真信號(hào)產(chǎn)生與時(shí)域分析130
3.3.2 信號(hào)的頻譜分析132
3.3.3 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)137
3.3.4 曲線擬合和非線性擬合142
3.4 基于GPIB接口的儀器控制測(cè)量系統(tǒng)147
3.5 基于LabVIEW軟磁材料交流磁特性自動(dòng)測(cè)試159
3.6 模擬濾波器設(shè)計(jì)和特性測(cè)試及數(shù)字濾波器類型比較166
第4章 傳感器建模和調(diào)理電路設(shè)計(jì)與仿真176
4.1 電阻應(yīng)變片稱重電路設(shè)計(jì)與仿真176
4.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)176
4.1.2 模型建立與電路設(shè)計(jì)176
4.1.3 稱重電路綜合仿真178
4.2 霍爾傳感器測(cè)量位移電路設(shè)計(jì)與仿真186
4.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)186
4.2.2 模型建立與電路設(shè)計(jì)186
4.2.3 電路仿真分析188
4.3 熱電偶冷端補(bǔ)償測(cè)溫電路設(shè)計(jì)與仿真192
4.3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)192
4.3.2 模型建立與電路設(shè)計(jì)192
4.3.3 測(cè)溫電路綜合仿真194
4.4 鉑電阻測(cè)溫電路設(shè)計(jì)與仿真198
4.4.1 設(shè)計(jì)任務(wù)198
4.4.2 模型建立198
4.4.3 恒壓式鉑電阻測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)與仿真199
4.4.4 電橋式鉑電阻測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)與仿真207
4.4.5 雙恒流源式鉑電阻測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)與仿真210
4.5 電感傳感器測(cè)距電路設(shè)計(jì)與仿真213
4.5.1 設(shè)計(jì)任務(wù)213
4.5.2 模型建立214
4.5.3 測(cè)距電路設(shè)計(jì)與仿真214
4.6 電容傳感器測(cè)距電路設(shè)計(jì)與仿真220
4.6.1 設(shè)計(jì)任務(wù)220
4.6.2 模型建立221
4.6.3 測(cè)距電路的設(shè)計(jì)與仿真221
4.7 壓力傳感器壓力測(cè)量電路設(shè)計(jì)與仿真226
4.7.1 設(shè)計(jì)任務(wù)226
4.7.2 模型建立與電路設(shè)計(jì)226
4.7.3 壓力測(cè)量電路綜合仿真228
4.8 AD590集成溫度傳感器測(cè)溫電路設(shè)計(jì)與仿真230
4.8.1 設(shè)計(jì)任務(wù)230
4.8.2 模型建立231
4.8.3 測(cè)溫電路設(shè)計(jì)與仿真231
第5章 基于虛擬儀器的綜合拓展實(shí)踐234
5.1 基于開(kāi)關(guān)式光電傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)234
5.2 基于FFT的波形分解與合成的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)235
5.3 基于頻譜分析法和相關(guān)法測(cè)量相位差的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)240
5.4 基于光纖位移傳感器測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)246
5.5 基于電阻應(yīng)變片稱重系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)248
5.6 基于差動(dòng)變壓器測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)250
5.7 基于差動(dòng)電容傳感器測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)252
5.8 晶體管電流特性自動(dòng)測(cè)定的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)254
5.9 基于AD590測(cè)溫及其一階動(dòng)態(tài)慣性特性測(cè)定與改善的實(shí)現(xiàn)256
5.10 基于鉑電阻Pt100高精度測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)260
5.11 基于冷端自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)263
5.12 基于電渦流傳感器測(cè)量振幅系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)265
5.13 小型壓縮機(jī)動(dòng)靜態(tài)壓力和轉(zhuǎn)速測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)267
5.14 基于壓電傳感器的加速度、速度和位移測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)269
5.15 硅鋼片鐵損耗特性曲線的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)271
5.16 光電編碼器測(cè)速和PID調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)274
5.17 硅鋼片交流磁特性自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)278
附錄A 相關(guān)儀器介紹281
附錄B 相關(guān)傳感器介紹290
參考文獻(xiàn)293