本書結(jié)合作者長期的教學(xué)科研實(shí)踐工作，論述了智能儀器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，并結(jié)合多年來從事的具體科研項(xiàng)目，選擇與智能儀器設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)例講述儀器設(shè)計(jì)的基本方法。基礎(chǔ)知識(shí)部分僅撰寫了智能儀器設(shè)計(jì)必不可少的相關(guān)內(nèi)容，實(shí)踐案例部分選擇了由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)、由DSP構(gòu)成的系統(tǒng)和由PC構(gòu)成的系統(tǒng)，方便讀者全面學(xué)習(xí)各種CPU構(gòu)成系統(tǒng)的方法。
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目錄
前言
第1章 概述 1
1.1智能儀器發(fā)展史 1
1.1.1智能儀器的分類 1
1.1.2現(xiàn)代儀器儀表的重要性 2
1.1.3智能儀器的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2智能儀器技術(shù)要素 3
1.2.1現(xiàn)代傳感器技術(shù) 3
1.2.2數(shù)據(jù)采集技術(shù)5
1.2.3微處理器技術(shù)5
1.2.4嵌入式系統(tǒng) 7
1.2.5現(xiàn)代數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)技術(shù) 8
1.2.6網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 9
1.3智能儀器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)9
1.3.1設(shè)計(jì)和研制智能儀器的一般過程 9
1.3.2智能儀器主機(jī)的選擇 11
1.3.3市場調(diào)研 12
第2章 智能儀器系統(tǒng)構(gòu)成 13
2.1智能儀器的基本構(gòu)成 13
2.2前向通道設(shè)計(jì) 15
2.2.1傳感器 15
2.2.2模擬信號(hào)調(diào)理 17
2.3后向通道設(shè)計(jì) 18
2.3.1 D/A轉(zhuǎn)換原理 19
2.3.2 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指數(shù) 19
2.3.3 D/A轉(zhuǎn)換電路輸入與輸出形式 20
2.3.4 D/A轉(zhuǎn)換器與微型計(jì)算機(jī)接口 21
2.3.5 D/A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用舉例 22
2.3.6開關(guān)量輸出通道 23
2.4人機(jī)接口 28
2.4.1鍵盤與接口 28
2.4.2鍵盤接口電路及控制程序 31
2.4.3顯示接口電路 36
2.5數(shù)據(jù)通信 38
2.5.1RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用 38
2.5.2RS-422A/485標(biāo)準(zhǔn)總線 39
2.5.3通用串行總線及應(yīng)用 40
第3章 智能儀器的基本數(shù)據(jù)處理算法 43
3.1克服隨機(jī)誤差的數(shù)字濾波算法 43
3.1.1克服大脈沖干擾的數(shù)字濾波法 43
3.1.2抑制小幅度高頻噪聲的平均濾波法 46
3.1.3復(fù)合濾波法 47
3.2消除系統(tǒng)誤差的算法 48
3.2.1儀器零位誤差和增益誤差的校正方法 48
3.2.2系統(tǒng)非線性校正 49
3.2.3系統(tǒng)誤差的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正法 52
3.2.4傳感器溫度誤差的校正方法 53
3.3工程量的標(biāo)度變換 53
第4章 微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù) 55
4.1微弱信號(hào)檢測(cè)基本方法 55
4.1.1頻域信號(hào)的窄帶化技術(shù) 56
4.1.2時(shí)域信號(hào)的積累平均法 56
4.1.3并行檢測(cè)的多道分析 57
4.2低噪聲放大器設(shè)計(jì) 57
4.3鎖相放大器 59
4.3.1相敏檢測(cè)器 59
4.3.2數(shù)字相敏檢波器 61
4.3.3鎖相放大器主要性能參數(shù)說明 63
4.4鎖相放大器微弱信號(hào)檢測(cè)方案的應(yīng)用 66
4.4.1在測(cè)定化學(xué)阻抗中的應(yīng)用 66
4.4.2在金屬探測(cè)器中的應(yīng)用 68
4.4.3在渦流探傷儀中的應(yīng)用 68
4.4.4在金屬材料張力試驗(yàn)中的應(yīng)用 69
第5章 設(shè)計(jì)實(shí)例 71
5.1智能儀器設(shè)計(jì)原則與研發(fā)步驟 71
5.1.1智能儀器設(shè)計(jì)的基本要求 71
5.1.2智能儀器的設(shè)計(jì)原則 72
5.1.3智能儀器的研發(fā)步驟 74
5.2 EIlog-05地面系統(tǒng)自檢裝置設(shè)計(jì) 75
5.2.1地面系統(tǒng)自檢裝置總體設(shè)計(jì) 75
5.2.2主控電路工作原理 77
5.2.3電纜驅(qū)動(dòng)電路 94
5.2.4輔助電路 98
5.2.5箱體和面板功能設(shè)計(jì) 103
5.3過套管電阻率測(cè)井超低信道噪聲測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 104
5.3.1研究內(nèi)容及技術(shù)要求 104
5.3.2過套管電阻率測(cè)量系統(tǒng)模型組成及工作原理105
5.3.3測(cè)量系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)106
5.3.4高分辨同步采樣技術(shù) 113
5.3.5系統(tǒng)測(cè)試 117
5.4一種高精度脈沖測(cè)量儀的設(shè)計(jì) 123
5.4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體方案與測(cè)量工作原理 124
5.4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 130
5.4.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 133
5.4.4頻率和脈寬（占空比）測(cè)量軟件設(shè)計(jì) 137
5.4.5幅度測(cè)量 137
5.4.6人機(jī)界面軟件設(shè)計(jì) 140
5.4.7系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果分析 141
5.5基于STM32超聲波測(cè)風(fēng)速風(fēng)向儀的設(shè)計(jì) 142
5.5.1系統(tǒng)概述 143
5.5.2系統(tǒng)理論分析與計(jì)算 146
5.5.3系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 147
5.5.4系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 148
5.5.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 151
5.5.6測(cè)試條件與測(cè)試結(jié)果分析 155
5.6高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 158
5.6.1系統(tǒng)概述 158
5.6.2系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 159
5.6.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 164
5.6.4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 169
5.6.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果分析 171
5.7基于DDS技術(shù)的超低頻信號(hào)源系統(tǒng)設(shè)計(jì) 175
5.7.1系統(tǒng)概述 175
5.7.2DDS基本原理 176
5.7.3系統(tǒng)整體方案與工作原理 178
5.7.4系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 178
5.7.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 182
5.8微振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 189
5.8.1系統(tǒng)概述 189
5.8.2MEMS傳感器振動(dòng)檢測(cè)技術(shù) 190
5.8.3系統(tǒng)整體方案與工作原理 190
5.8.4系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 192
5.8.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 193
5.9鉆井泥漿自動(dòng)流變儀研制 201
5.9.1系統(tǒng)概述 201
5.9.2系統(tǒng)整體方案與工作原理 201
5.9.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 204
5.9.4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 207
5.10油氣管線防盜漏失動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng) 214
5.10.1系統(tǒng)概述 214
5.10.2系統(tǒng)整體方案與工作原理 214
5.10.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 217
參考文獻(xiàn) 221
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