测量控制与仪器仪表现代系统集成技术

本书是中国仪器仪表学会开展测量控制与仪器仪表工程师资格认证工作，根据MCIEA培训教学大纲和考试大纲组织专家，教授专门编写的培训教材之一，经MCIEA教材编委员会及有关单位的专家审定正式试用。 本书全面总结了有关测量控制与仪器仪表现代系统集成技术的基础理论和应用成果，充分反映了信息时代的测量控制与仪器仪表系统的组成方式、运行机理和发展水平。 全书内容丰富，深入浅出，在系统阐述测量控制与仪器仪表系统的基本理论、技术和方法的基础上，对测量控制与仪器仪表现代系统集成技术的应用和发展进行重点说明，力求学员领会系统集成技术的本质，提高解决实际问题的能力。本书不仅可作为MCIEA培训教材，同时还适合仪器仪表类、机电类、自动化类、信息类专业在校本科生和研究生，以及相关学科的教师和广大工程技术人员参考。

本书为测量控制与仪器仪表工程师资格认证（MCIEA）培训教材。对现代测量控制与仪器仪表系统集成技术的理论和成果进行了系统全面的阐述，反映了这一学术领域的当代发展水平。 本书共分6章，内容包括绪论、仪器仪表中的传感集成技术、系统及系统特性描述、仪器仪表计算机系统集成技术、典型仪器仪表集成系统应用实例、现代测控与仪器微纳米系统集成技术。 本书可供从事测控技术与仪器、电子精密机械、机电一体化、光学仪器、精密仪器与机械、微纳米机电系统的研究、设计、制造、使用和调修的工程技术人员学习和参考。

1 绪论 1.1 仪器仪表在国民经济中的地位 1.2 仪器仪表技术的发展现状 1.3 现代仪器仪表系统的基本结构与组成 1.4 仪器仪表系统集成的基本概念及意义 思考题 参考文献 2 仪器仪表中的传感集成技术 2.1 现代传感技术的发展 2.2 现代传感技术在仪器仪表集成系统中的置和作用 2.3 测量系统的基本功能 2.3.1 测量系统的功能模块组成 2.3.2 功能模块间的相互作用 2.4 传感器的分类 2.4.1 按被测物理量进行分类 2.4.2 按作用原理进行分类 2.4.3 按能量转换关系进行分类 2.4.4 常用传感器的种类 2.5 典型传感器及其在仪器仪表系统集成中的应用 2.5.1 电阻式传感器及其应用 2.5.2 电感式传感器及其应用 2.5.3 涡流传感器及其应用 2.5.4 电容式传感器及其应用 2.5.5 压电传感器及其应用 2.5.6 磁电式传感器及其应用 2.6 光电传感技术 2.6.1 光电传感技术基础 2.6.2 光谱测试技术 2.6.3 莫尔条纹测量技术 2.6.4 干涉测量技术 2.6.5 光纤传感技术 2.7 微型传感集成系统 2.7.1 概述 2.7.2 微型传感器 2.7.3 微型传感集成系统的应用 思考题 参考文献 3 系统及系统特性描述 3.1 系统集成的概念 3.1.1 系统集成概念的提出和发展 3.1.2 系统集成的基本结构形式 3.2 基本集成模块 3.2.1 物理层配置 3.2.2 应用层 3.3 系统建模及仿真 3.3.1 系统需求分析 3.3.2 建模及仿真 3.4 系统控制 3.4.1 分散型控制系统 3.4.2 现场总线控制系统 3.4.3 可编程逻辑控制 3.4.4 数字信号处理器 3.4.5 嵌入式控制器 3.4.6 PID控制器 3.4.7 最优控制 3.4.8 自适应控制 思考题 参考文献 4 仪器仪表计算机系统集成技术 4.1 计算机集成仪器仪表系统的基本功能结构 4.1.1 数据的融合与综合利用 4.1.2 网络体系结构与网络协议 4.1.3 Internet国际互联网 4.1.4 现场总线技术 4.2 系统集成中的计算机接口技术 4.2.1 接口技术概述 4.2.2 简单I/O接口 4.2.3 中断 4.2.4 异步串行I/O 4.3 智能仪器系统的硬件处理技术 4.3.1 概述 4.3.2 智能仪器的输入通道及数据采集 4.3.3 智能仪器的输出通道 4.3.4 智能仪器的通信原理与人机接口 4.4 智能仪器系统处理技术 4.4.1 智能仪器的典型处理功能 4.4.2 智能仪器硬件电路的抗干扰 4.4.3 智能仪器的设计与实现 4.5 基于虚拟仪器技术的系统集成 4.5.1 虚拟仪器的概念及系统构成 4.5.2 虚拟仪器的软件技术 4.5.3 虚拟仪器的硬件技术 思考题 参考文献 5 典型仪器仪表集成系统应用实例 6 现代测控与仪器微纳米系统集成技术