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本书较全面地介绍了智能仪表的基本原理和设计方法。主要内容包括智能仪表的总体设计、硬件设计、软件设计、自动功能、数据处理及控制算法、通信接口技术、可靠性设计和设计实例等。本书注重系统性、实用性,在侧重阐述基本原理与方法的基础上,增加应用技术的篇幅,深入浅出,学用结合。
本书可作为高等工科院校测控技术与仪器专业的教材或参考书,也可供电子测量仪器、自动化、电子技术、计算机等与测控技术相关专业的本科生、研究生、工程技术及科研工作人员参考。

第1章 绪论 
1.1 现代仪表的发展 
1.2 智能仪表的功能特点 
1.3 智能仪表的结构 
1.3.1 硬件系统组成 
1.3.2 软件系统组成 
第2章 智能仪表的总体设计 
2.1 智能仪表的设计原则、 思想及步骤 
2.1.1 智能仪表的设计原则 
2.1.2 智能仪表的设计思想 
2.1.3 智能仪表的设计、 研发步骤 
2.2 智能仪表设计中微处理器的选择 
2.2.1 智能仪表常用微处理器芯片 
2.2.2 智能仪表设计中微处理器选择实例 
第3章 智能仪表的硬件设计 
3.1 智能仪表的信号测量与数据采集 
3.1.1 非电量测量及其接口电路 
3.1.2 测量信号处理电路 
3.1.3 数据采集电路 
3.2 智能仪表的信号输出通道 
3.2.1 输出信号种类及其通道的结构 
3.2.2 D/A转换芯片及其接口技术 
3.2.3 模拟量输出通道设计实例 
3.2.4 开关量输出通道结构及设计实例 
3.3 智能仪表的人—机接口 
3.3.1 键盘与接口 
3.3.2 显示接口技术 
3.3.3 打印输出接口技术 
第4章 智能仪表的软件设计 
4.1 软件设计过程 
4.1.1 总体设计 
4.1.2 详细设计 
4.1.3 编写程序 
4.1.4 程序调试 
4.1.5 软件维护 
4.2 嵌入式实时操作系统及其应用 
4.2.1 嵌入式实时操作系统 
4.2.2 嵌入式实时操作系统应用 
第5章 智能仪表的自动功能 
5.1 自动测量 
5.1.1 自动量程转换 
5.1.2 自动补偿功能 
5.2 误差自动校准 
5.2.1 系统误差及其校准方法 
5.2.2 智能仪表自动校准过程 
5.3 故障自诊断 
5.3.1 环绕自检技术 
5.3.2 数字电路故障自检方法 
5.3.3 模拟电路故障自检方法 
5.3.4 智能仪表故障自检注意事项 
第6章 智能仪表的数据处理及控制算法 
6.1 测量过程的数据处理方法 
6.1.1 测量结果的数值处理方法 
6.1.2 测量结果的非数值处理 
6.1.3 随机信号的处理和分析 
6.1.4 测量信号的频谱分析 
6.1.5 软测量 
6.2 智能仪表中常用的控制算法 
6.2.1 PID控制 
6.2.2 仿人智能控制 
6.2.3 模糊控制 
6.2.4 神经网络控制器的设计 
第7章 智能仪表的数据通信技术 
7.1 智能仪表的标准通信总线 
7.1.1 串行数据通信与接口总线 
7.1.2 串行通信标准RS-485、RS-422及其接口方法 
7.1.3 USB总线及其接口方法 
7.2 现场总线网络系统 
7.2.1 现场总线概述 
7.2.2 控制局域网总线——CAN 
7.2.3 基于SJA1000的CAN总线通信技术 
7.3 无线通信网络技术 
7.3.1 短距离无线数据网络基础 
7.3.2 CC2430无线单片机 
7.3.3 基于CC2430的无线传感器网络结点的设计举例 
第8章 智能仪表的可靠性设计 
8.1 可靠性设计的任务和方法 
8.1.1 可靠性设计任务 
8.1.2 可靠性设计的一般方法 
8.2 硬件抗干扰设计 
8.2.1 信号通道的滤波技术 
8.2.2 屏蔽与接地 
8.2.3 电路板的抗干扰设计与制作 
8.3 电源的抗干扰技术 
8.3.1 电源交流端的**干扰措施 
8.3.2 电源直流端的**干扰措施 
8.4 软件抗干扰原理与方法 
8.4.1 软件可靠性设计 
8.4.2 软件抗干扰技术 
第9章 智能仪表设计实例 
9.1 项目概述及需求分析 
9.1.1 项目概述 
9.1.2 具体需求 
9.1.3 一般性设计要求 
9.2 总体设计 
9.2.1 总体方案描述 
9.2.2 功能详述 
9.2.3 选择微处理器 
9.2.4 硬件总体方案设计 
9.2.5 软件总体方案设计 
9.3 硬件与软件设计 
9.3.1 硬件设计 
9.3.2 软件设计 
9.3.3 仪表的调试 
参考文献

第1章 绪论
1.1 现代仪表的发展
仪器、仪表是对物质世界进行测量与控制的基础手段和设备。任何一个工业生产过程都需要一定的检测技术和相应的仪表,以便于对生产过程进行测量、监视、控制和保护。因此,仪表在生产过程中承担着非常重要的作用。现代仪器、仪表是随着电子管的诞生而出现的电子仪表。1915年,美国首先提出峰值电子电压表的设计,并于1928年达到商品化。自动化仪表工业产生于20世纪40年代。由于当时石油、化工、电力和机械等工业的需要和自动化科学技术的建立,出现了将测量、记录、调节和执行功能组合到一起的仪表,较好地适应了当时自动化程度不高、控制分散的状况。由于这种仪表主要使用在控制系统的现场,因而在仪表的发展过程中被称为“基地式”仪表。20世纪50年代以前,PID调节已很流行,基地式仪表仍为主流热工仪表。功能分离、信号传输、**控制室集中显示操作,这种可应用于多个行业的通用性强的自动化仪表模式还在酝酿之中。
随着大型工业的出现,生产过程的控制开始向综合自动化和功能分离、信号传输、**控制室集中显示操作,可应用于多个行业的通用化仪表的模式发展,于是对仪表提出了新的要求。即,仪表以功能划分,形成相对独立的能完成一定职能的标准单元,各单元之间以规定的标准信号相互联系,通过组合构成各种复杂程度不同的自动控制系统。这就是“DDZ(单元组合式)仪表”。
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