測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)（第4版）

第1章 緒 論

1.1 測(cè)控系統(tǒng)的地位與作用

1.2 測(cè)控系統(tǒng)微機(jī)化的重要意義

1.3 微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)的類(lèi)型和組成

1.3.1 微機(jī)化檢測(cè)系統(tǒng)

1.3.2 微機(jī)化控制系統(tǒng)

1.3.3 微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)

1.4 本課程的內(nèi)容與性質(zhì)

思考題與習(xí)題

第2章 測(cè)控通道(輸入/輸出通道)

2.1 模擬輸入通道

2.1.1 模擬輸入通道的基本類(lèi)型與組成結(jié)構(gòu)

2.1.2 傳感器的選用

2.1.3 信號(hào)調(diào)理電路的參數(shù)設(shè)計(jì)和選擇

2.1.4 采集電路的參數(shù)設(shè)計(jì)和選擇

2.1.5 模擬輸入通道的誤差分配與綜合

2.2 模擬輸出通道

2.2.1 模擬輸出通道的基本理論

2.2.2 模擬輸出通道的基本結(jié)構(gòu)

2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用

2.3 開(kāi)關(guān)量輸入/輸出通道

2.3.1 開(kāi)關(guān)量輸入通道

2.3.2 開(kāi)關(guān)量輸出通道

2.3.3 開(kāi)關(guān)量輸入/輸出通道設(shè)計(jì)舉例

2.4 單元電路的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)

2.4.1 電氣性能的相互匹配

2.4.2 信號(hào)耦合與時(shí)序配合

2.4.3 電平轉(zhuǎn)換接口

思考題與習(xí)題

第3章 主機(jī)及其接口

3.1 主機(jī)電路

3.1.1 基于PC機(jī)的主機(jī)電路

3.1.2 基于單片機(jī)的主機(jī)電路

3.2 輸入通道接口

3.2.1 并行A/D接口

3.2.2 串行 A/D接口

3.2.3 VFC接口

3.3 輸出通道接口

3.3.1 并行D/A 接口

3.3.2 串行D/A 接口

3.3.3 功率接口

3.4 人機(jī)接口

3.4.1 顯示器接口

3.4.2 鍵盤(pán)接口

3.4.3 鍵盤(pán)/顯示器接口

3.4.4 打印機(jī)接口

3.4.5 報(bào)警器接口

3.5 通信接口

3.5.1 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)

3.5.2 串行通信接口電路

3.5.3 MCS 51單片機(jī)與IBM PC計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信

3.5.4 RS 422標(biāo)準(zhǔn)和RS-423標(biāo)準(zhǔn)

思考題與習(xí)題

第4章 測(cè)控總線(xiàn)技術(shù)

4.1 測(cè)控總線(xiàn)概述

4.1.1 總線(xiàn)的基本概念

4.1.2 總線(xiàn)的性能和標(biāo)準(zhǔn)

4.1.3 常用的測(cè)控總線(xiàn)

4.2 測(cè)控機(jī)箱底板總線(xiàn)

4.2.1 VXI總線(xiàn)

4.2.2 PCI和CPCI總線(xiàn)

4.2.3 PXI總線(xiàn)

4.3 測(cè)控機(jī)箱與計(jì)算機(jī)互聯(lián)總線(xiàn)

4.3.1 GPIB總線(xiàn)

4.3.2 USB總線(xiàn)

4.3.3 IEEE 1394總線(xiàn)

思考題與習(xí)題

第5章 測(cè)量數(shù)據(jù)處理

5.1 測(cè)量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生過(guò)程和影響因素

5.1.1 測(cè)量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生過(guò)程

5.1.2 測(cè)量數(shù)據(jù)的影響因素

5.2 零位和靈敏度的誤差校正

5.2.1 零位誤差和靈敏度誤差

5.2.2 軟件校正方法

5.2.3 硬件校正方法

5.3 量程自動(dòng)切換

5.3.1 量程切換的依據(jù)

5.3.2 量程切換的方法

5.4 超限自動(dòng)報(bào)警

5.4.1 超限報(bào)警處理程序設(shè)計(jì)

5.4.2 超限報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

5.5 標(biāo)度變換

5.5.1 硬件實(shí)現(xiàn)方法

5.5.2 軟件實(shí)現(xiàn)方法

5.6 非線(xiàn)性校正算法

5.6.1 查表法

5.6.2 插值法

5.6.3 擬合法

5.7 數(shù)字濾波

5.7.1 限幅濾波和中位值濾波

5.7.2 平均濾波

5.7.3 低通濾波

5.7.4 復(fù)合濾波

思考題與習(xí)題

第6章 PID 控制算法

6.1 PID控制原理與程序流程

6.1.1 過(guò)程控制的基本概念

6.1.2 模擬PID調(diào)節(jié)器

6.1.3 數(shù)字PID控制器

6.1.4 PID算法的程序流程

6.2 標(biāo)準(zhǔn)PID算法的改進(jìn)

6.2.1 微分項(xiàng)的改進(jìn)

6.2.2 積分項(xiàng)的改進(jìn)

6.3 數(shù)字PID的參數(shù)整定

6.3.1 采樣周期的選擇

6.3.2 數(shù)字PID控制的參數(shù)整定

6.4 數(shù)字PID控制的工程實(shí)現(xiàn)

6.4.1 給定值和被控量處理

6.4.2 偏差處理

6.4.3 控制算法的實(shí)現(xiàn)

6.4.4 控制量處理

6.4.5 自動(dòng)/手動(dòng)切換

思考題與習(xí)題

第7章 監(jiān)控程序設(shè)計(jì)

7.1 監(jiān)控程序的功能和組成

7.2 監(jiān)控主程序和初始化管理

7.2.1 監(jiān)控主程序

7.2.2 初始化管理

7.3 鍵盤(pán)管理

7.3.1 一鍵一義的鍵盤(pán)管理

7.3.2 一鍵多義的鍵盤(pán)管理

7.3.3 自動(dòng)/手動(dòng)切換

7.4 顯示、中斷與時(shí)鐘管理

7.4.1 顯示管理

7.4.2 中斷管理

7.4.3 時(shí)鐘管理

7.5 硬件故障的自檢

7.5.1 自檢方式

7.5.2 自檢算法

7.5.3 自檢軟件

思考題與習(xí)題

第8章 抗干擾技術(shù)

8.1 噪聲干擾的形成

8.1.1 噪聲源

8.1.2 噪聲的耦合方式

8.1.3 噪聲的干擾模式

8.2 硬件抗干擾技術(shù)

8.2.1 接地技術(shù)

8.2.2 屏蔽技術(shù)

8.2.3 長(zhǎng)線(xiàn)傳輸?shù)母蓴_及抑制

8.2.4 共模干擾的抑制

8.2.5 差模干擾的抑制

8.2.6 供電系統(tǒng)抗干擾

8.2.7 印刷電路板抗干擾

8.3 軟件抗干擾技術(shù)

8.3.1 軟件冗余技術(shù)

8.3.2 軟件陷阱技術(shù)

8.3.3 “看門(mén)狗”技術(shù)

思考題與習(xí)題

第9章 微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)例

9.1 設(shè)計(jì)要求和研制過(guò)程

9.1.1 設(shè)計(jì)的基本要求

9.1.2 設(shè)計(jì)的研制過(guò)程

9.2 總體設(shè)計(jì)

9.3 硬件設(shè)計(jì)

9.3.1 元器件的選擇

9.3.2 電路設(shè)計(jì)的原則

9.3.3 硬件電路研制過(guò)程

9.4 軟件設(shè)計(jì)

9.4.1 軟件研制過(guò)程

9.4.2 軟件設(shè)計(jì)的依據(jù)———系統(tǒng)定義

9.4.3 軟件設(shè)計(jì)方法

9.4.4 軟件的測(cè)試和運(yùn)行

9.5 設(shè)計(jì)實(shí)例

9.5.1 電冰箱溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

9.5.2 防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

思考題與習(xí)題

第10章 測(cè)控系統(tǒng)新技術(shù)

10.1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)

10.1.1 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程

10.1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

10.1.3 幾種主要的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)

10.2 網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)

10.2.1 網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展

10.2.2 網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

10.2.3 網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)功能與特點(diǎn)

10.3 虛擬儀器

10.3.1 虛擬儀器的概念

10.3.2 虛擬儀器的組成特點(diǎn)

10.3.3 虛擬儀器的體系結(jié)構(gòu)

10.4 無(wú)線(xiàn)電測(cè)控與5G技術(shù)

10.4.1 無(wú)線(xiàn)電測(cè)控系統(tǒng)概述

10.4.2 5G技術(shù)及應(yīng)用

10.4.3 5G無(wú)人機(jī)技術(shù)及應(yīng)用

思考題與習(xí)題

參考文獻(xiàn)