第1章_基础知识(ghl测控)
测控技术综合课程设计
测控技术综合课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握测控技术的基本原理和应用方法，具备一定的实际操作能力。
具体来说，知识目标包括：了解测控技术的基本概念、原理和特点；掌握测控系统的组成和功能；熟悉各种测控技术和方法的应用。
技能目标包括：能够运用所学知识分析和解决测控技术问题；具备一定的实验操作能力和数据分析能力。
情感态度价值观目标包括：培养学生对测控技术的兴趣和热情，提高学生的人文素养和社会责任感。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括测控技术的基本概念、原理和特点，测控系统的组成和功能，以及各种测控技术和方法的应用。
具体安排如下：1.第一章：测控技术概述，介绍测控技术的基本概念、原理和特点，让学生对测控技术有一个整体的认识。
2.第二章：测控系统的组成与功能，讲解测控系统的各个组成部分及其功能，帮助学生理解测控系统的运作机制。
3.第三章：信号处理技术，介绍信号处理的基本方法和应用，培养学生运用信号处理技术解决实际问题的能力。
4.第四章：数据采集与处理，讲解数据采集的方法和数据处理的技术，提高学生的实验操作能力和数据分析能力。
5.第五章：测控技术在工程中的应用，介绍测控技术在各个领域的应用案例，拓宽学生的视野。
三、教学方法为了实现课程目标，我们将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握测控技术的基本概念、原理和特点，以及测控系统的组成和功能。
2.讨论法：学生进行小组讨论，引导学生运用所学知识分析和解决实际问题，提高学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：通过分析测控技术在工程中的应用案例，让学生了解测控技术的应用场景和效果，拓宽学生的视野。
4.实验法：安排学生进行实验操作，培养学生的动手能力和实验技能，使学生能够将理论知识运用到实际中。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的《测控技术》教材，作为学生学习的主要参考资料。
chap01测控绪论ppt课件
▪ 例：分辨率为1000的编码器,输出波形（A，B相，示意）
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2，绝对码信号
绝对码信号是一种与状态相对应的信号 例：绝对式码盘：每个角度方位对应一组编码。 Y=kx (以4位编码为例 k=360/（2^4) )
1.2.2 动态特性好
▪ 包括响应快和动态失真小 ▪ 实时动态测量已成为测量技术发展的主要方向 ▪ 对高速运动的系统,控制的滞后可能引起系统振荡,
导致系统失去稳定.
▪ 例:雷达/火炮防空系活
▪ 1)模/数及数/模转换 A/D,D/A
▪ 计算机控制 传感器/执行机构的输入/出为模拟信号
▪ 4,数字化
▪ 数字电路易于集成，抗干扰性强，便于与计算机连接， 但不能完全代替模拟电路，客观世界的许多参数都是模 拟量；许多前级信号需经模拟电路调理后，再转换成数 字信号；执行机构需要模拟信号；模拟运算的速度比数 字电路或软件要快。
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发展趋势(续)
▪ 5,通用化,模块化（复杂电路的分解） ▪ 6,智能化
前级电路，安排散热。
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精度问题(续)
▪ 3 线性与低失真(高保真)
▪ 输入与输出具有线性关系。(万用表测量电阻，非线性)
▪ 测量不失真，测控电路在信号所占有的频率范围内，具 有良好的频率特性。
▪ 不失真测量的条件
▪ Y= kX(t) y=kX(t-t0) 时域
▪ 频域：幅频
A K
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课程的性质、内容与学习方法(续)
▪ 学习方法
测 控 基 础(1)
注水量。
井下产量计：准确地测量出油不同层段
的产量。
对于摸清井下状况，指导油田开发、 生产，具有十分重要的意义。
课程内容
第一章 测控基本概念（2)
第一节 生产过程自动化 第二节 测量过程、仪表的性能指标
第二章 压力的测量与变送（4） 第三章 物位的测量与变送（4） 第四章 流量的测量与变送（4） 第五章 温度的测量变送与显示（6）
关乎安全生产中的测控
空气包 泥浆泵
水龙带
立管
水龙头
泥浆吸入管
泥 浆 池 泥 浆 返 出 口 泥浆灌 注泵
排出口
泥浆返出口
钻杆
泥浆净化池
砂泵 砂 泵
振动筛
除 砂 器 除 泥 器 井眼
泥 浆 循 环 系 统
除气器
关乎安全生产中的测控
现场数据时实 传输，对现场 进行实时监测。 上海基地
泥浆池
泵仓
钻台 振动筛
测 控 基 础
主讲人：隋秀香
2009年4月
绪 论
学习本课程意义
测控是一门综合性的技术学科。 测控与生产过程有紧密的联系。 测控系统充分利用了计算机技术。
课程意义
科学的利用测量仪表是获取可靠信息的主要途径
和手段。 测量技术的应用：
日常生活中：汽车 钻井生产中：综合录井仪，随钻测量 航空航天中：阿波罗10号
测量过程（续）
2. 测量方法（续） （2）按接触方式分类
接触式测量：测量敏感元件直接与被测介质接触得 到被测结果的方法。如：体温计、EVF热电敏式水温 传感器
测量过程（续）
非接触式测量：测量过程中测量仪表的任何部分都不与 被测介质接触就能得到测量结果的方法。它不干扰被测 对象，特别是在一些接触式测量方法不能胜任的场合， 例如：多普勒超声流量计。
热控仪表知识培训-第一讲-基础知识
热控仪表知识培训-第一讲-基础知识热控仪表知识培训周亚明第一讲基础知识第一章、测量1.仪表主要由传感器、变换器、显示装置、传输通道四部分，其中传感器是仪表的关键环节。
2.测量过程有三要素：一是测量单位、二是测量方法、三是测量工具。
3.按参数种类不同，热工仪表可为温度、压力、流量、料位、成分分析及机械量等仪表。
4.根据分类的依据不同，测量方法有直接测量与间接测量、接触测量与非接触测量、静态测量与动态测量。
*.什么叫绝对误差，相对误差？绝对误差是指示值与实际值的代数差，即绝对误差=测量值—真值相对误差是绝对误差与实际值之比的百分数相对误差=p×100%第二章、检测第一节、温度检测：1.温度：温度（temperature）是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。
温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。
它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。
目前国际上用得较多的温标有华氏温标（°F）、摄氏温标（°C）、热力学温标(K)和国际实用温标。
从分子运动论观点看，温度是物体分子平均平动动能的标志。
温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义。
对于个别分子来说，温度是没有意义的。
温度测量：分为接触式和非接触式两类。
接触式测温法接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。
这种方法优点是直观可靠，缺点是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等都会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。
接触式仪表主要有：膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶、热电阻及半导体二极管温度计。
非接触式测温法非接触式测温法的特点是感温元件不与被测对象相接触，而是通过辐射进行热交换，故可以避免接触式测温法的缺点，具有较高的测温上限。
测控课程设计大纲
测控课程设计大纲一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握测控专业的基本知识和技能，能够运用所学知识进行简单的测控系统设计和分析。
具体包括：1.知识目标：学生能够理解测控系统的原理、组成和分类，掌握常见的测控算法和信号处理方法。
2.技能目标：学生能够使用测控设备和软件进行数据采集和分析，具备一定的实际操作能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对测控技术的兴趣和热情，使其认识到测控技术在工程和科研中的重要性，培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.测控系统的基本概念和原理：包括测控系统的定义、分类、组成和功能。
2.测控系统的硬件和软件：包括传感器、执行器、信号处理电路和测控软件等。
3.测控算法和信号处理方法：包括误差分析、数据采集、信号滤波、参数估计等。
4.实际测控系统案例分析：分析具体的测控系统应用实例，让学生了解测控技术在实际工程中的应用。
5.实验和实践：进行测控系统的搭建和调试，培养学生的实际操作能力。
三、教学方法为了达到课程目标，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，包括：1.讲授法：系统讲解测控系统的原理、组成和分类，让学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，探讨测控系统的设计和应用问题，培养学生的思考和交流能力。
3.案例分析法：分析具体的测控系统应用实例，让学生了解测控技术在实际工程中的应用。
4.实验法：进行测控系统的搭建和调试，培养学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的测控教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供相关的测控技术书籍，供学生深入学习和参考。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的测控实验设备，确保每个学生都能进行实际操作。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化方式进行，以全面、客观地评价学生的学习成果。
测控仪器知识点总结.doc
第一章测控仪器设计概论1.从计量测试角度可将仪器分为计量测试仪器、计算仪器、控制仪器及控制装置。
2.计算仪器是以信息数据处理和运算为主的仪器。
3.测控仪器是利用测量与控制的原理，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机结合的一种范围广泛的测量仪器。
4.仪器中与被测量相比较的标准量以及与其对应的装置一起，称为仪器的基准部件。
5.测控仪器中的传感器是仪器的感受转换部件，它的作用是感受被测量，拾取原始信号并将它转换为易于放大或处理的信号。
6.测量范围：测量仪器误差允许范围内的被测量值。
7.灵敏度：测量仪器响应 (输出 )的变化除以对应的激励 (输入 ) 的变化。
8.测控的分辨力是指显示装置的能有效辨别的最小示值。
9.测量仪器的准确度是指测量仪器输出接近真值的响应能力。
10.测量仪器的示值误差是指测量仪器的示值与对应输入量的真值之差。
示值误差越小，仪器的准确度越高。
11.测量仪器的重复性：在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，仪器提供相近示值的能力。
重复性误差越小，则仪器的随机误差越小。
第二章仪器精度理论12. 估读误差：观测者估读指示器位于两相邻标尺标记间的相对位置而引起的误差，有时也称为内插误差。
13. 读数误差：由于观测者对计量器具示值读数不准确所引起的误差，它包括视差和估读误差。
14.绝对误差：被测量测得值与其真值(或相对真值 )之差。
15.相对误差：绝对误差与被测量真值的比值。
16.正确度：它是系统误差大小的反映，表征测量结果稳定地接近真值的程度。
17.精密度：它是随机误差大小的反映，表征测量结果的一致性或误差的分散性。
18. 准确度：它是系统误差和随机误差两者的综合的反映。
表征测量结果与真值之间的一致程度。
19. 螺旋测微机构的误差分析。
如图所示，由于制造或装配的不完善，使得螺旋测微机构的轴线与滑块运动方向成一夹角θ，求由此引起的滑块位置误差L。
机构传动方程为 L P ，2式中，L 为螺旋移动距离；为螺旋转角； P 为螺距。
测控仪器设计知识点总结
测控仪器设计知识点总结一、测控仪器概述测控仪器是指能够对各种物理量进行测量和控制的仪器，常见的有温度、压力、流量、电流等。
它们通常由传感器、信号调理、数据采集、信号处理和控制执行等部分组成。
测控仪器是现代工业生产中重要的测量和控制工具，广泛应用于自动化生产线、航空航天、医疗设备等领域。
二、测控仪器的基本要求1. 精度要求：测控仪器的测量和控制精度直接影响到生产和产品质量，因此其精度要求非常高，通常要求误差不大于规定范围。
2. 可靠性要求：测控仪器在工作过程中需要保持稳定可靠，能够长时间连续工作，因此对其可靠性和稳定性要求也很高。
3. 实时性要求：有些测控仪器需要实时采集和处理数据，能够及时作出响应和调整，满足生产线上的实时控制需求。
4. 界面友好性：工作人员需要通过仪器上的显示屏或按键来进行操作和监视，因此测控仪器的界面需要简单直观，易于使用。
三、测控仪器的设计流程1. 系统需求分析：根据具体的测控任务，进行系统需求分析，明确测量和控制的物理量、精度要求、环境条件等。
2. 方案设计：制定测控仪器的整体设计方案，包括硬件设计、软件设计、结构设计等。
3. 详细设计：对方案进行进一步详细设计，确定具体的传感器类型、信号处理方案、数据采集系统等。
4. 制造生产：根据设计方案进行制造生产，包括PCB制作、元器件组装、软件编程等。
5. 调试验收：进行测控仪器的调试和验收，验证其性能和功能是否符合设计要求。
四、传感器的选型与设计1. 传感器类型：根据测量的物理量选择合适的传感器类型，常见的有温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
2. 精度要求：根据测量的精度要求选择合适的传感器精度，通常要求传感器的量程和分辨率能够满足测量要求。
3. 抗干扰能力：传感器需要具有良好的抗干扰能力，避免外界干扰对测量结果产生影响。
4. 界面设计：传感器需要与测控仪器进行有效的接口设计，能够传输信号和被控制。
五、数据采集与信号处理1. 数据采集：采集传感器输出的模拟信号，并将其转换为数字信号，以便进行数字化处理。
第1章(89)教材配套课件
第1章微机测控系统的外貌——绪论
2.微机控制系统
微机控制系统是以微机为核心，单纯以“控制”为目的 的系统，其基本组成如图1-2所示。这是一种开环控制系统， 其基本思想是将被控对象的动作次序和各类参数输入微机， 微机执行固定的程序，一步一步地控制被控对象的动作，以 达到预期的目的。例如机床的计算机控制，预先输入切削量、 裕量、进给量、工件尺寸及加工步骤等参数，运行时由计算 机控制刀具的动作，最后加工出成品。
第1章微机测控系统的外貌——绪论 图1-1微机检测系统的基本组成
第1章微机测控系统的外貌——绪论
被测参数经传感器转换成模拟信号，再由模拟量输入通 道进行信号调理和数据采集，转换成微机要求的数字形式送 入微机进行必要的处理，再送到磁带机、打印机等数据记录 器记录下来，这样就得到了供今后进一步分析和处理的测量 数据记录。为了对测量过程进行集中实时监视，模拟量输出 通道将微机处理后的测量数据换成模拟信号在示波器或图示 仪等模拟显示器上显示出来。在某些对生产过程进行监测的 场合，如果被测参数超过规定限度，微机还将及时启动报警 器发出报警信号。
第1章微机测控系统的外貌——绪论
从图1-3可以看出，一个微机测控系统由过程通道、微 机系统、人机接口和被控对象四部分组成。微机测控系统 借助过程通道中的传感器从生产过程（被控对象）中收集 信息，对生产过程进行监视并提供控制信号。被收集的信 息在不同层次上进行分析计算，得出对生产装置的调节量， 并通过过程通道对被控对象实施控制，或者为生产管理人 员、工程师和操作员提供所需要的信息。
（7）复杂控制规律。利用计算机技术不仅可以实现经典 的PID控制，还可以实现各种复杂的控制规律，例如，自适应 控制、模糊控制等。
第1章微机测控系统的外貌——绪论
大学物理实验基础知识文档1(共2个文档)
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误差传递
一个测量值的误差会传递到其他测量值中，需进行误差修正。
03 实验安全与注意事项
实验安全须知
实验前必须仔细阅读实验指导书 ，了解实验原理、步骤和注意事 项。
实验中要保持安静，避免分散注 意力，不要做与实验无关的事情 。
实验过程中要严格遵守操作规程 ，不要随意改变实验步骤或操作 顺序。
实验结束后，要按照指导书要求 正确处理实验数据和实验器材。
积分法
通过积分运算来计算物理量，适用于测量连 续变化的物理量。
最小二乘法
通过最小化误差的平方和来拟合数据，适用 于多组数据拟合直线或曲线。
误差分析
系统误差
由测量仪器或实验方法本身引起的误差，具有固定偏移量或固定变化规律。
随机误差
由随机因素引起的误差，具有随机性，不可预测。
粗大误差
由人为因素或偶然因素引起的明显错误数据，应剔除。
实验目的与要求
认真观察实验现象，准确记录数据
分析实验结果，得出正确结论
实验原理
01
光的干涉
02
光的波动性
03
干涉现象及其产生条件
实验原理
01
干涉图样的特点和解释
02
密立根油滴实验
03
油滴所受重力与空气阻力平衡的条件
实验原理
油滴带电及电量测量原理
油滴比荷的测量方法及误差分析
实验步骤与操作
实验前的准备 检查实验器材是否齐全、完好
熟悉实验操作流程和注意事项
实验步骤与操作
安全措施
穿戴实验服，保持实验室整洁等。
实验设备安装与调试
按照实验要求安装、调试设备，确保实验条件符合要求。
第一章检测与控制基础
指定真值：指的是由国际上约定或国家设 立的各种尽可能维持不变的实物基准和标 准器，指定它的数值作为参考标准。
实际真值：也叫相对真值。高级计量器的 值可以认为是低级仪表的真值。
三、测量与误差的基本概念
第一章 检测与控制基础
一、检测仪表的基本概念
1、检测仪表的基本概念 检测：是指利用各种物理和化学效应，将 物质世界的有关信息通过测量方法赋予定 性或定量结果的过程。
定性指通过测量能大致判断被测量的存在 与否或在某个数量范围内。
定量指用一定精度等级的测量仪器对被测 量进行测量并取得比较精确的数据。
一、检测仪表的基本概念
检测仪表：在生产过程中，完成工艺参数 检测处理的仪表。 检测系统：用各种检测仪表对生产过程中 各种工艺变量自动、连续地进行测量、显 示或记录以供操作者观察或自动监督生产 情况的系统称为自动检测系统。
一、检测仪表的基本概念
2、自动检测系统的构成 自动检测系统中主要的自动化装置为传感器、显
示器、及数据处理装置。
三、测量与误差的基本概念
（4）精密度、正确度、准确度 ➢ 精密度：表示在多次重复测量中测量值的
分散程度和重复性。随机误差小，重复测 量数据就密集，精密度高，仪表有效位数 越多，则精密度高。 ➢ 正确度：表示测量值与被测量真值的偏离 程度。系统误差小，正确度高。 ➢ 准确度：精密度和真确度的综合反映。系 统误差和随机误差小，准确度高。
三、测量与误差的基本概念
(5) 测量系统的误差 ➢ 在实际测量过程中总是有多个仪表装置组
成的测量系统，测量系统的误差用下面公 式计算：
三、测量与误差的基本概念
测控仪器设计教案
第一章：测控仪器概述1.1 教学目标让学生了解测控仪器的定义、分类和基本原理。
使学生熟悉测控仪器在工程应用中的重要性。
1.2 教学内容测控仪器的概念与定义测控仪器的分类及特点测控仪器的基本原理测控仪器在工程应用中的案例分析1.3 教学方法讲授法：讲解测控仪器的定义、分类和基本原理。
案例分析法：分析测控仪器在工程应用中的实际案例。
1.4 教学评估课堂问答：检查学生对测控仪器概念的理解。
课后作业：要求学生分析某个具体的测控仪器应用案例。
第二章：测控仪器的设计与实现2.1 教学目标让学生掌握测控仪器的设计方法和步骤。
使学生了解测控仪器的实现技术。
2.2 教学内容测控仪器的设计方法测控仪器的实现技术2.3 教学方法讲授法：讲解测控仪器的设计方法和步骤。
实践教学法：引导学生参与测控仪器的实际设计过程。
2.4 教学评估课堂问答：检查学生对测控仪器设计方法的理解。
实践报告：评估学生在实际设计过程中的表现。
第三章：测控仪器的性能评价3.1 教学目标让学生了解测控仪器性能评价的指标和方法。
使学生能够对不同测控仪器的性能进行评价和比较。
3.2 教学内容测控仪器性能评价的指标测控仪器性能评价的方法测控仪器性能评价的实际案例3.3 教学方法讲授法：讲解测控仪器性能评价的指标和方法。
案例分析法：分析测控仪器性能评价的实际案例。
3.4 教学评估课堂问答：检查学生对测控仪器性能评价指标的理解。
课后作业：要求学生对给定的测控仪器进行性能评价。
第四章：现代测控技术及其应用4.1 教学目标让学生了解现代测控技术的发展趋势。
使学生熟悉现代测控技术在各个领域的应用。
4.2 教学内容现代测控技术的发展趋势现代测控技术在工程领域的应用现代测控技术的案例分析4.3 教学方法讲授法：讲解现代测控技术的发展趋势。
案例分析法：分析现代测控技术在工程领域的应用案例。
4.4 教学评估课堂问答：检查学生对现代测控技术发展趋势的理解。
课后作业：要求学生分析现代测控技术在某个领域的应用案例。
检测技术与控制工程基础讲义
在测量过程中，把传感器安装在被测对象上，相当于加一负载在上面，负载效应会影响测量的精度，并且，有些被测物体上根本不可能安装传感器，例如测量高速旋转轴的振动、转矩等。
国际上都在研究采用非接触式的测试技术，例如目前已采用的光电式传感器、电涡流式传感器、同位素仪表都是在这个要求上发展起来的，而且还在继续研究其它的原理和方法来进行非接触式的测量。
信息变换功能可以按照各个参数之间的关系式，通过软件计算作参数变换，因而可以通过某些参数的测试而自动求出一系列其它有关的参数，便于实现多功能参数测量，或者通过最易测量的参数测量，而获得较难测量或者无法直接测量的参数。
统计处理功能可以将测量得到的数据，根据误差理论对测得的数据进行计算，求出误差，并从测量结果中扣除，这就提高了仪器的测量精度；可以根据工作条件的变化（如环境温度、相对湿度、大气压力等），根据相应的公式计算修正值，并修正测量结果，这样就使测量的精度提高，使结果更可靠（例如加油机）；还可以对一段时间的检测量进行统计得到累加数据，例如如化工生产中既要测量管道的瞬时流量，还要测量累积流量。
利用检测技术手段，可以有效地揭示出表征各种生产工艺和技术操作过程特征的有关物理参量，能更深刻地认识和把握客观过程的本质和规律性，从而有利于生产工艺和生产设备的研究与改造。
检测反馈环节是构成高精度闭环控制系统的必要环节，检测技术的发展推动了生产过程的机械化与自动化水平，推动了科学技术向高、精、尖方向的发展，例如机器人技术、海洋石油钻探、航空航天以及外太空探索等都依赖高精度、高可靠性的检测技术的发展。
机械工程中许多理论和计算方法只具有粗略估算性质，往往不是很准确，因此只能通过测试获得数据并进行分析，才能了解与实际工况较接近的承载及变形情况、动态过程的载荷特征和运动参数的情况。所以，测试技术的研究也是检验理论、探讨和发展新理论的有效途径。
测控仪器知识点总结
第一章 测控仪器设计概论1. 从计量测试角度可将仪器分为计量测试仪器、计算仪器、控制仪器及控制装置。
2. 计算仪器是以信息数据处理和运算为主的仪器。
3. 测控仪器是利用测量与控制的原理，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计 算机结合的一种范围广泛的测量仪器。
4. 仪器中与被测量相比较的标准量以及与其对应的装置一起，称为仪器的基准部件。
5. 测控仪器中的传感器是仪器的感受转换部件，它的作用是感受被测量，拾取原始信号并 将它转换为易于放大或处理的信号。
6. 测量范围：测量仪器误差允许范围内的被测量值。
7. 灵敏度：测量仪器响应(输出)的变化除以对应的激励(输入)的变化。
8. 测控的分辨力是指显示装置的能有效辨别的最小示值。
9. 测量仪器的准确度是指测量仪器输出接近真值的响应能力。
10. 测量仪器的示值误差是指测量仪器的示值与对应输入量的真值之差。
示值误差越小，仪器的准确度越高。
11. 测量仪器的重复性：在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，仪器提供相近示值的能力。
重复性误差越小，则仪器的随机误差越小。
第二章 仪器精度理论12. 估读误差：观测者估读指示器位于两相邻标尺标记间的相对位置而引起的误差，有时也称为内插误差。
13. 读数误差：由于观测者对计量器具示值读数不准确所引起的误差，它包括视差和估读误差。
14. 绝对误差：被测量测得值与其真值(或相对真值)之差。
15. 相对误差：绝对误差与被测量真值的比值。
16. 正确度：它是系统误差大小的反映，表征测量结果稳定地接近真值的程度。
17. 精密度：它是随机误差大小的反映，表征测量结果的一致性或误差的分散性。
18. 准确度：它是系统误差和随机误差两者的综合的反映。
表征测量结果与真值之间的一致程度。
19. 螺旋测微机构的误差分析。
如图所示，由于制造或装配的不完善，使得螺旋测微机构的轴线与滑块运动方向成一夹角θ，求由此引起的滑块位置误差 L 。
机构传动方程为P L πϕ2=，式中，L 为螺旋移动距离；ϕ为螺旋转角；P 为螺距。
测控课程设计前言
测控课程设计前言一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握测控领域的基础知识，学会运用相关技能解决实际问题，并培养对测控技术的兴趣和热情。
具体来说，知识目标要求学生了解测量和控制的基本概念、原理和方法；技能目标要求学生能够使用常见的测控仪器和设备，进行数据采集和处理；情感态度价值观目标则在于培养学生对测控技术的认同感，激发他们探索和创新的热情。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括测量和控制的基本原理、常用测控仪器和设备、数据采集和处理方法等。
具体安排如下：1.测量和控制的基本原理：介绍测量的概念、分类和方法，控制系统的组成和功能。
2.常用测控仪器和设备：讲解各种传感器、执行器、显示器等的基本原理和应用。
3.数据采集和处理方法：学习模拟量和数字量的采集、转换和处理技术。
三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
通过这些方法，激发学生的学习兴趣，提高他们的主动性和创新能力。
具体安排如下：1.讲授法：用于讲解基本原理和概念，使学生掌握基础知识。
2.讨论法：鼓励学生就实际问题进行讨论，培养他们的思考和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析典型测控应用案例，让学生了解测控技术在实际工程中的应用。
4.实验法：让学生动手操作，验证理论知识，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书：推荐一些经典、有益的参考书，帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作精美的课件、教学视频等，增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能动手实践。
以上就是本课程的教学设计前言，希望能对您的教学有所帮助。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用多种评估方式，包括平时表现、作业、考试等。
具体安排如下：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和思考能力。
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《单片机原理及应用 》第1章 基础知识东北大学信息学院 高宏亮第1章 基础知识自我介绍高宏亮 信息学院自动化仪表所 办公室：信息楼232室 办公电话 83690071 办公电话： Email:gaohongliang@ise. 第1章 基础知识本课程相关说明本课程名称：《单片机原理及应用》 讲课学时： 40 ;实 实验学时： 14 ) 总学时： 54 (讲 先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、电路原 理、微型计算机原理、C语言程序设计。
本课程介绍8位单片机在我国应用的主流机型MCS51系列单片机及其兼容机型。
系列单片机及其兼容机型第1章 基础知识本课程相关说明课程内容主要包括以下四大部分： MCS-51 单片机的片内硬件结构及片内各功能部件 MCS 51的汇编指令系统， MCS-51 的汇编指令系统 MCS-51 MCS 51 汇编语言及C程 序设计(主要) 单片机系统中各种常见扩展接口的软、硬件设计 介绍如何根据应用需求进行单片机应用系统的设计第1章 基础知识本课程的目的(教学目标)：本课程是自动化专业的专业平台课，课程内容侧 重于实际应用。
重于实际应用 本课程的任务是：使学生对单片机的组成原理和 结构有比较深刻的理解，基本掌握单片机应用系统的 设计方法，可比较灵活地使用单片机系统的外围芯片， 具备单片机软件设计和编程能力。
重点培养学生电子技术的应用能力 C51程序设 重点培养学生电子技术的应用能力、 计能力、电子系统调试中的分析能力。
第1章 基础知识本课程的考核方式：期末闭卷考试(60%) 实验课考核(20%) 日常出勤及课后作业(20%)第1章 基础知识第1章 基础知识第1章 基础知识1.1 单片机的概念及其特点1.1.1 单片机的基本概念 单片机属于微型计算机的一种，是把微型计算机 单片机属于微型计算机的 种 是把微型计算机 中的微处理器、存储器、I/O接口、定时器/计数器、 串行接口、中断系统等电路集成在一块集成芯片上 形成的微型计算机 因而被称为单片微型计算机， 形成的微型计算机。
因而被称为单片微型计算机， 简称单片机。
单片机的英文叫法在国内有两种: MCU ：Micro-Controller Unite 微控制器 SCM ：Single Chip Microcomputer 单片机第1章 基础知识第1章 基础知识用单片机设计电子电路 有什么特点？1.1基于微处理器的电子系统与基于逻辑电路的电子系统的区别1.1单片机的概念及其特点系统的区别。
传统数字电路设计方法是根据系统功能要求，通过组合各种独立的集成电路芯片构成系统系统过组合各种独立的集成电路芯片，构成系统。
系统一旦设计好后，功能需要修改时，往往需要重新设计电路；基于微处理器设计方法中是根据系统功能要求，设计相对通用的硬件结构通过软件编程实现系统的设计相对通用的硬件结构，通过软件编程实现系统的逻辑关系和输出内容。
软件编程不仅实现逻辑功能上非常强大(几乎任何逻辑)，设计难度也有所降低，而且当系统功能需要修改时，硬件设备不改动的情况下，只需要重新编写、下载程序即可，大大解决了经济成决济本和人工成本。
1.11.1 单片机的概念及其特点传统数字电路设计1.21.2 单片机的概念及其特点基于微处理器设计传统数字电路设计基于微处理器设计1.1单片机按照用途可分为专用型和通用型两大类。
1.1单片机的概念及其特点专用型主要指芯片厂家专门针对特定企业的某产品开发的MCU ，硬件定制，程序固化，不可修改，专机专用。
(低成本)通用性主要是厂家为发人员提供的集成常用资通用性主要是厂家为开发人员提供的集成常用资源、软件可自行开发的MCU 芯片。
(本课程介绍)计算机应用形式中按照集成程度分可分为计算机应用形式中按照集成程度分，可分为多板机系统、单板机系统、单片机系统几种。
多板机系统典型例子为个人多板机系统，典型例子为个人PC计算机和工控计算机。
把微处理器芯片、存储器芯片、各种I／O接口芯片和驱动电路、电源等装配在不同的印刷电路板上，各印刷电路板插在主机箱内标准总线插槽上，通过系统总线相互连接，构成了一个多插件板的微型计算机。
单板机系统，是早期工业控制系统的实现形式。
将CPU芯片、存储器芯片、I／O接口芯片及简单的输入、输出设备（如小键盘、数码显示器LED）装配在同块印刷电路板上。
装配在同一块印刷电路板上。
单片机系统，是单板机的集成实现形式。
将CPU 芯片、存储器芯片、I/O接口集成在同一块大规模集成电路芯片上，构成控制器，外围配合各种输入、输出设备（如小键盘、数码显示器LED）装配在同一块印刷电路板上。
块印刷电路板上。
与单板机相比单片机系统具有集成度更高、功能更强与单板机相比，单片机系统具有使用更加方便体积小，低功耗、可靠性高价格更低实际应用中，与多板机相比，单片机系统具有应用领域更广泛应根据性能要集成度更高，针对性更强求选择合适配置的系统，实体积小、低功耗、可靠性高价格更低现最高性价比。
处理能力相对差1.1 单片机的概念及其特点1.1.1与单片机类似但应区分的的控制器有几种：（1）单片机(MCU)：强调逻辑控制功能，外围接口：强调逻辑控制功能外围接口丰富，常用于工业检测、智能家电等不需要复杂数学运算，只需完成一定功能的电子设备上。
运算只需完成定功能的电子设备上（2）数字信号处理器(DSP)：强调数学运算处理，FFT变换、多媒体数据编码、解码等。
常用于频谱仪、数字示波器、手机、DV等需要大量数字运算处理的设数字示波器手机备上。
兼顾控制功能与数学（3）嵌入式处理器(ARM等)：兼顾控制功能与数学运算功能，强调丰富的软件功能，构成一个完整的应用系统。
软件上通常使用嵌入式操作系统。
第1章 基础知识1 1 2 单片机的主要特点 1.1.2 （1）在存储器结构上，单片机的存储器采用哈佛 （Harvard）结构或冯.诺依曼(普林斯度)结构。
ROM 称为程序存储器，存放程序、固定常数和数据表格。
RAM则为数据存储器，用作工作区及存放数据。
（2）在芯片引脚上，大部分采用分时复用技术。
（3）在内部资源访问上，通过用特殊功能寄存器 ）在内部资源访问上 通过用特殊功能寄存器 （SFR）的形式实现。
（4）在指令系统上，采用面向控制的指令系统。
）在指令系统上 采用面向控制的指令系统 （5）内部一般都集成一个全双工的串行接口。
（6）单片机有很强的外部扩展能力(并行、串行扩展)。
第1章 基础知识1.2 单片机历史发展及其主要分类 4位单片机 1975年TI公司TMS-100，目前日本4位机产品最多。
在电子表、电子秤、电子玩具等产品中份额很大。
8位单片机 在1978年以前各厂家生产的8位单片机，集成度低， 一般都没有串行接口，只提供小范围的寻址空间，性 能相对较低，称为低档8位单片机。
在1978年以后，集成电路水平提高，出现了一些高 性能的8位单片机，使单片机发展进入了新阶段。
这类 单片机称为高档8位单片机。
8位单片机因其功能强， 能够满足目前大多数应用要求 价格较低 种类最多 能够满足目前大多数应用要求，价格较低，种类最多。
到现在仍旧是工业控制应用的主要机型。
本课程介绍的MCS-51 MCS 51单片机就是8位单片机，而且 位单片机 而且 在中国市场占有率最大，应用最多。
第1章 基础知识16位单片机 主要用于高速复杂的控制应用场合 32位单片机 更高性能的机型，但目前在工业检测、 控制领域使用不多。
DSP、ARM、FPGA等芯片占据。
1.3 1 3 单片机的应用 总线式单片机、非总线式单片机。
键盘 DA EEPRO MPort4Port6Port5MCUPort1 Port2 Port3EPROMLCDAD非总线式单片机第1章 基础知识总线式单片机第1章 基础知识1 3 .1 1.3 1 单机应用 （1）工业自动化检测、控制。
（2）智能仪器仪表。
（3）计算机外部设备和智能接口。
数字式测角仪交直流电压电流表第1章 基础知识1 3 .1 1.3 1 单机应用 （4）家用电器第1章 基础知识1.3.2 多机应用 由多片单片机构成大型控制系统，每个单片机形 成 个功能相对独立的子系统，子系统间通过某种方 成一个功能相对独立的子系统，子系统间通过某种方 式通信，构成一个网络，与现场总线技术密切相关。
数控 车床第1章 基础知识1.3.3 单片机的等级 （1）民用级或商用级。
温度适应能力在0°C~70°C，适 用于机房和一般的办公环境。
（ 2） ）工业级。
温度适应能力在 业级 温度适应能力在-40°C~85°C，适用于 ，适用于工 厂和工业控制中，对环境的适应能力较强。
（3）军用级。
温度适应能力在 ）军用级 温度适应能力在-65 65°C~125 C 125°C，运用于 运用于 环境条件苛刻，温度变化很大的野外。
第1章 基础知识1.4 常见的单片机简介 1.4.1 8051内核的单片机 Intel公司的MCS-51系列单片机 Atmel公司的89系列(AT89C5X) Philips公司的51内核（80C55X） TI公司的MSC121X系列 ST公司的uPSD32/33系列 Cygnal公司的C8051F系列(F8051FXX) 华邦公司的W78C51、W77C51系列 ADI公司的ADμC8xx系列 LG公司的GMS90/97系列 Maxim公司的DS89C420高速系列第1章 基础知识1.4 常见的单片机简介 1.4.2 其他内核单片机 Microchip公司的PIC系列单片机 Freescale公司（从Motorola公司分离出来的半导体 公司）的MC68系列单片机， 系列单片机 9S08系列单片机（8位 单片机）和9S12系列单片机（16位单片机） Ti公司的MSP430系列16位单片机 台湾HOLTEK( (合泰)公司的HT系列单片机 National公司的COP8系列单片机 Zilog公司的Z8系列单片机 SUNPLUS 凌阳单片机常用网站、论坛•21IC中国电子网()•周立功单片机（）•中源单片机（）•嵌入开发网（）•51单片机（）•单片机学习网（）•单片机爱好者（www.mcufan.con）此外，还有老古开发网、单片机培训网、51单片机世界、致远电子、南京爱思、北京单片机开发网、电子网站之家、小龙微控、万博门单片机等。
1.51.5 单片机系统开发流程简介方案设计、原理图设计PCB印刷电路板设计电路板制作软件调试人类用什么进行计算计算机如何表示数值信息计算机如何进行数学运算？阿拉伯数字1234567890阿拉伯数字符号，在元朝(1271—1368)传入阿拉伯数字符号在元朝(12711368)传入我国，但始终没有被广泛采用。