仪器科学与技术概论

《仪器科学与技术概论》为普通高等学校仪器科学与技术专业系列教材之一。书中对仪器科学与技术学科的历史与现状、内涵与组成、基础理论与技术，仪器仪表的设计与制造、应用与发展等相关知识进行了全面阐述，内容广泛，深入浅出，条理分明。全书内容共分7章，内容包括仪器科学与技术学科专业教育的历史与现状、学科内涵、学科组成与研究范围、学科发展需求与趋势；测量、计量、测量误差和测试系统等学科基础理论；传感器与测试技术、模拟信号调理技术、数字信号处理技术、通信技术、控制技术、信号输出技术等学科基础技术；虚拟仪器、网络化仪器和自动测试设备等现代测试系统；仪器仪表应用领域及相关技术；仪器仪表设计与制造技术等基础知识。《仪器科学与技术概论》适合于仪器仪表类、机电类、自动化类、信息类等在校本科生以及相关学科的师生和工程技术人员参考。 

绪论
1.1 仪器仪表基础
1.1.1 仪器仪表的概念与认识
1.1.2 仪器仪表的基本结构与组成
1.1.3 仪器仪表的分类
1.1.4 仪器仪表的作用与地位
1.2 仪器仪表产业现状与发展方向
1.2.1 国外仪器仪表产业特点和发展趋势
1.2.2 我国仪器仪表产业现状与发展方向
1.3 仪器科学与技术学科概况
1.3.1 仪器科学与技术学科专业教育的历史与现状
1.3.2 仪器科学与技术学科内涵
1.3.3 仪器科学与技术学科组成与研究范围
1.3.4 仪器科学与技术学科的发展
1.3.5 我国仪器科学与技术学科发展的需求与研究方向
思考题

仪器科学与技术学科基础
2.1 测量基础
2.1.1 测量过程
2.1.2 测量方法
2.1.3 测量信息论
2.2 、计量基础
2.2.1 测量、计量与测试
2.2.2 量的概念和分类
2.2.3 单位制
2.2.4 量值的传递与溯源
2.3 误差理论与数据处理
2.3.1 误差的基本概念与性质
2.3.2 测量不确定度的概念与评定
2.3.3 数据处理的基本方法
2.4 测试系统特性分析基础
2.4.1 线性系统及其主要性质
2.4.2 测试系统的静态响应特性
2.4.3 测试系统的动态响应特性
2.4.4 实现不失真测量的条件
2.4.5 测量控制与仪器仪表的评价
思考题

仪器仪表信息技术
3.1 仪器仪表系统的基本结构
3.1.1 仪器仪表的功能模块
3.1.2 功能模块间的相互作用
3.2 传感器技术
3.2.1 传感器定义与分类
3.2.2 传感器的应用
3.2.3 传感器的发展趋势
3.3 测试技术
3.3.1 测试技术基础
3.3.2 精密测试技术
3.4 模拟信号调理技术
3.4.1 信号调理的基本概念与分类
3.4.2 典型模拟信号调理技术
3.4.3 模拟信号调理技术的发展趋势
3.5 数字信号处理技术
3.5.1 数字信号处理技术概论
3.5.2 微处理器与控制器
3.6 通信技术
3.7 控制技术
3.7.1 过程控制技术
3.7.2 计算机控制技术
3.7.3 智能控制技术
3.8 信号输出技术
3.8.1 概述
3.8.2 信号输出形式与分类
3.8.3 显示和指示类信号输出
3.8.4 记录类信号输出
思考题

仪器仪表的应用领域
虚拟仪器与自动测试系统
现代仪器表的设计与制造技术
现代仪器科学与技术教育
参考文献

    图1.1所示三个方框中的功能都是通过传感器和不同的测量仪器和装置来实现的，它们构成了一个仪器仪表系统的核心部分。但是，被测对象和观察者也是仪器仪表系统的组成部分，它们同传感器、信号调理部分以及数据显示和记录部分一起构成了一个完整的测试系统。这是因为在用传感器从被测对象获取信号时，被测对象通过不同的连接或耦合方式也对传感器产生了影响和作用。同样地，观察者通过自身的行为和方式也直接或间接地影响着系统的传递特性。因此在评估一个测试系统的性能时也必须考虑这两个因素的影响。
    对于不同的被测参量，仪器或测量系统的构成和作用原理可以不同。另外，根据测试任务的复杂度，一个仪器仪表也可以有简单和复杂之分。较复杂的系统可以包括数个功能部件，而一个简单的系统可能仅包括传感器本身。系统中变化的各种物理量，如力、位移、加速度、电压、电流、光强等称为信号。根据不同的作用原理，仪器仪表系统可以是机械的、电的、液压的等。尽管这些系统所处理的对象有所不同，但它们都可能具有相同的信号传递特性。实际中，在对待属性各异的各类仪器或测试系统时，常略去系统具体的物理含义，而将其抽象为一个理想化的模型，目的是为了得到一类系统共性的规律，客观地研究信号作用于测试系统的变化规律，来揭示系统对信号的传递特性。因此，信号与系统是紧密相关的。信号按一定的规律作用于系统，而系统在输入信号的作用下，对它进行“加工”，并将“加工”后的信号进行输出。通常将输入信号称为系统的激励，而将系统的输出称为系统的响应。 ……