本書從培養(yǎng)高技能應用型人才的目標出發(fā)，注重理論與實踐的結合，突出應用能力的培養(yǎng)。本書除介紹智能儀器的發(fā)展過程外，重點闡述了智能儀器的典型處理功能及其實現(xiàn)方法，其中包括儀器的故障自檢功能、自動測量功能、測量誤差和典型誤差處理方法以及數(shù)字濾波等。本書還介紹了智能儀器的設計方法，介紹了制造、應用過程中的常見故障、干擾及其處理方法，并以三種智能儀器的典型實例論述了智能儀器的組成原理、結構特點以及應用方法，目的是使讀者掌握智能儀器的一般分析方法和提高實際應用的能力，能夠做到舉一反三、融會貫通。
本書每章均配有思考題與習題，可作為高職高專院校電類、機電類專業(yè)的專業(yè)課教材，亦可供工程技術人員學習參考。
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 3
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 7
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(nèi)容、教學目標及要求 8
1.3.1 課程內(nèi)容及教學目標 9
1.3.2 課程學習要求 9
1.4 實訓項目一電壓波形的測量與分析 10
1.4.1 項目描述 10
1.4.2 相關知識準備 10
1.4.3 項目實施 12
1.4.4 結論與評價 14
本章小結 15
思考題與習題 15
第2章 智能儀器典型處理功能 16
2.1 智能儀器故障的自檢 16
2.1.1 自檢方式的種類及特點 17
2.1.2 自檢的方法 17
2.1.3 自檢軟件的結構及特點 21
2.2 自動測量功能 22
2.2.1 自動零點調(diào)整 22
2.2.2 標度變換及自動量程轉(zhuǎn)換 23
2.2.3 自動校準 25
2.3 儀器測量精度的提高 26
2.3.1 測量誤差的表示及誤差的分類 26
2.3.2 隨機誤差的處理方法 28
2.3.3 系統(tǒng)誤差的處理方法 29
2.3.4 粗大誤差的處理方法 34
2.4 數(shù)字濾波 36
2.4.1 中值濾波法 36
2.4.2 平均濾波法 37
2.4.3 低通數(shù)字濾波 40
2.4.4 復合濾波法 41
2.5 實訓項目二高精度數(shù)字電子秤方案分析 41
2.5.1 項目描述 41
2.5.2 相關知識準備 42
2.5.3 項目實施 44
2.5.4 結論與評價 46
本章小結 47
思考題與習題 48
第3章 智能儀器的數(shù)據(jù)通信與接口技術 49
3.1 串行數(shù)據(jù)通信技術 49
3.1.1 串行通信的基本概念 49
3.1.2 RS232標準串行接口總線 52
3.1.3 RS422A與RS423A標準串行接口總線 55
3.1.4 RS485標準串行接口總線 55
3.2 并行數(shù)據(jù)通信技術 58
3.2.1 Centronics標準并行接口 58
3.2.2 GPIB（IEEE 488）總線 58
3.2.3 VXI總線 63
3.3 USB總線技術 66
3.3.1 USB的系統(tǒng)描述 66
3.3.2 USB總線協(xié)議 68
3.3.3 USB數(shù)據(jù)流 68
3.3.4 USB的容錯性能 69
3.3.5 USB設備 69
3.3.6 USB系統(tǒng)設置 70
3.3.7 USB系統(tǒng)中的主機 70
3.3.8 USB總線儀器 70
3.4 智能卡接口技術 74
3.4.1 IC卡的接口設備 76
3.4.2 IC卡存儲區(qū)的分配和功能 76
3.4.3 接觸型IC卡及接口 77
3.4.4 非接觸型IC卡及接口 78
3.5 無線通信技術 81
3.5.1 信號的調(diào)制與解調(diào) 81
3.5.2 無線電波的發(fā)射與接收 83
3.5.3 無線通信技術分類 84
3.5.4 短距離無線通信技術 90
3.5.5 無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng) 96
3.6 實訓項目三智能家居系統(tǒng)方案分析 97
3.6.1 項目描述 97
3.6.2 相關知識分析 97
3.6.3 項目實施 101
3.6.4 結論與評價 101
本章小結 103
思考題與習題 104
第4章 智能型溫度測量儀 105
4.1 智能型溫度測量儀原理 105
4.1.1 智能型溫度測量儀基本功能 106
4.1.2 基本結構與工作流程 106
4.2 智能型溫度測量儀電路結構及特點 108
4.2.1 主機電路 108
4.2.2 溫度檢測電路 110
4.2.3 過程輸入/輸出通道 112
4.2.4 人機接口部件 114
4.2.5 智能儀表的硬件抗干擾電路 134
4.3 軟件結構和程序框圖 135
4.3.1 監(jiān)控程序結構 135
4.3.2 中斷管理程序結構 138
4.3.3 測量控制方法 138
4.4 典型智能溫度測量儀實例 140
4.4.1 智能型溫度巡檢儀 140
4.4.2 溫度儀表使用、維護后的檢定 146
4.5 實訓項目四智能溫控系統(tǒng)調(diào)測 148
4.5.1 項目描述 148
4.5.2 相關知識準備 149
4.5.3 項目實施 151
4.5.4 結論與評價 152
本章小結 154
思考題與習題 154
第5章 智能型電壓測量儀 155
5.1 智能型DVM的功能、技術指標及特點 155
5.1.1 智能型DVM的結構 155
5.1.2 智能型DVM的功能及主要技術指標 156
5.1.3 智能型DVM的特點 158
5.1.4 智能型DVM的分類 158
5.2 智能型DVM的原理 159
5.2.1 輸入電路 159
5.2.2 智能型DVM中的A/D轉(zhuǎn)換技術 161
5.2.3 典型智能DVM產(chǎn)品介紹 166
5.3 智能型DMM原理及應用 167
5.3.1 智能型DMM工作原理 167
5.3.2 典型智能DMM實例介紹 170
5.4 實訓項目五DT9205數(shù)字萬用表的調(diào)測 181
5.4.1 項目描述 181
5.4.2 相關知識準備 181
5.4.3 項目實施 184
5.4.4 結論與評價 187
本章小結 187
思考題與習題 188
第6章 智能電子計數(shù)器 189
6.1 電子計數(shù)器主要技術性能 189
6.1.1 電子計數(shù)器的分類 189
6.1.2 電子計數(shù)器的主要技術性能 190
6.2 通用電子計數(shù)器的基本組成 191
6.2.1 基本組成 191
6.2.2 控制電路的工作過程 193
6.2.3 通用計數(shù)器的基本功能 193
6.3 通用電子計數(shù)器的測量原理 194
6.3.1 測量頻率 194
6.3.2 測量周期 195
6.3.3 測量頻率比 195
6.3.4 測量時間間隔 196
6.3.5 累加計數(shù) 197
6.3.6 自校 198
6.3.7 通用計數(shù)器測量誤差的類型 198
6.4 電子計數(shù)器中的智能技術 200
6.4.1 多周期同步測量技術 200
6.4.2 內(nèi)插模擬擴展技術 202
6.5 典型智能電子頻率計實例 203
6.5.1 頻率計的系統(tǒng)結構 203
6.5.2 主要電路工作原理 204
6.5.3 軟件設計 205
6.5.4 提高測量準確度的方法 206
6.6 實訓項目六采用測頻法和測周法測量頻率的誤差分析 207
6.6.1 項目描述 207
6.6.2 相關知識準備 208
6.6.3 項目實施 209
6.6.4 結論與評價 210
本章小結 211
思考題與習題 211
第7章 智能儀器的設計與調(diào)試 213
7.1 智能儀器設計方法 213
7.1.1 智能儀器的設計原則 214
7.1.2 智能儀器的研制步驟 215
7.2 智能儀器的硬件設計 217
7.2.1 硬件體系結構的設計 217
7.2.2 器件的選擇 218
7.2.3 儀表中其他功能組件的設計 222
7.2.4 電源及功耗設計 223
7.2.5 硬件中的抗干擾技術 226
7.3 智能儀器的軟件設計 238
7.3.1 軟件設計方法 238
7.3.2 軟件結構 240
7.3.3 軟件低功耗設計 242
7.3.4 軟件中的抗干擾技術 243
7.4 智能儀器的調(diào)試方法 248
7.4.1 硬件電路調(diào)試方法 249
7.4.2 軟件調(diào)試方法 250
7.4.3 軟件、硬件聯(lián)合調(diào)試 251
7.5 智能儀器常見故障診斷與處理 251
7.5.1 常見故障類型 251
7.5.2 故障診斷的基本方法和步驟 253
7.5.3 故障的處理方法 259
7.6 實訓項目七數(shù)字示波器的設計 261
7.6.1 項目描述 261
7.6.2 相關知識分析 261
7.6.3 項目實施 262
7.6.4 結論與評價 262
本章小結 263
思考題與習題 265
第8章 新型智能儀器 266
8.1 個人儀器 266
8.1.1 個人儀器原理及特點 266
8.1.2 典型個人儀器實例 269
8.2 虛擬儀器 274
8.2.1 虛擬儀器原理及特點 274
8.2.2 Lab VIEW虛擬儀器開發(fā)平臺簡介 278
8.2.3 虛擬儀器開發(fā)舉例 283
8.3 現(xiàn)場總線儀器 285
8.3.1 現(xiàn)場總線技術 285
8.3.2 現(xiàn)場總線儀器的原理及特點 291
8.3.3 現(xiàn)場總線儀器實例 300
8.4 網(wǎng)絡化儀器 305
8.4.1 網(wǎng)絡化儀器的體系結構 305
8.4.2 網(wǎng)絡化儀器的類型 307
本章小結 309
思考題與習題 310
參考文獻 311
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