智能仪器第四章1讲解学习

合集下载

智能仪器原理及应用教学大纲

赵茂泰
电子工业出版社
先修课程：传感器、电子技术基础、测控电路、大纲审核人：专业教学指导组
单片机原理及应用
适ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ专业：测控技术与仪器
一、课程目标 1. 能画出智能仪器的总体结构框图，并根据实际需求对所需模块做出增减。在设计、研制智能仪器时能依据其一般过程对智能仪器的开发做出规划，以便今后能从事智能仪器的设计、研发工作。 2. 能根据设计要求设计适合的数据采集部分（包括信号调理部分、模拟多路开关、A/D 转换部分），能根据性能要求选取合适的 A/D 转换器、D/A 转换器。 3. 能根据系统对键盘/显示的要求选取合适的键盘、LED 等的驱动方式，能设计出满足设计要求的键盘/显示系统（显示只包括 LED）。 4. 能分析串行、并行通信的优缺点并选用合适的通讯方式运用到设计中，能根据串行通讯中数据量的大小、通讯距离、干扰大小以及应用场合等因数选择合适的串行通讯标准（协议）（只要求在 RS-232C 标准、RS-485 标准中选择）。 5. 能根据设计要求完成自动测量功能的硬件系统设计。能根据实际情况选用合适的方法对粗大误差、随机误差、系统误差进行处理以提高测量精度。 6. 能在设计中考虑到不同测量的特殊性，采用高共模抑制比电路、自举电路、四线法、信号隔离以及其它方法实现高精度测量。
二、教学内容第一章导论（支撑课程目标 1） 1. 智能仪器的组成及特点，包括智能仪器的基本结构、智能仪器的主要特
点。 2. 智能仪器及测试系统的发展，包括独立式智能仪器及自动测试系统、个
人仪器系统计 VXI 总线仪器系统、软件技术的高速发展及虚拟仪器系统。 3. 智能仪器的设计要点，包括设计研究智能仪器的一般过程、智能仪器主
GP-IB 接口设计、控制器的 GP-IB 接口设计。 2. 串行通信总线，包括串行通信基本方式、串行通讯协议、RS-232C 标准、

19280智能仪器原理及应用

课程名称：智能仪器原理及应用课程代码： 09280第一部分课程性质与特点一、课程性质与特点1．课程性质《智能仪器》是高等教育自学考试电子工程本科专业必修的专业基础课程之一。

智能仪器在通信、家电、自动控制、仪器仪表中得到了广泛的应用。

通过本课程的学习，使学生掌握利用微处理器系统使电子仪器实现智能化的具体方法，包括硬件和软件两个方面。

2．课程特点智能仪器课程侧重讨论智能仪器实际设计过程中所涉及的具体方法与技巧。

旨在使学生运用所学的微型计算机和电子技术等方面的基础知识，解决现代电子仪器开发过程中的实际问题，逐步具备能够设计以微型计算机为核心的电子系统的能力。

本课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程，软件与硬件必须同时兼顾。

因此本课程具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点二、课程目标与基本要求1．课程目标使学生运用所学的微型计算机和电子技术等方面的基础知识，解决现代电子仪器开发过程中的实际问题，逐步具备能够设计以微型计算机为核心的电子系统的能力。

2．基本要求掌握智能仪器的结构、设计要点，模拟量输入输出通道，人机接口，通信接口，以及典型处理功能，掌握电压测量为主的智能仪器、智能电子计数器和数字存储示波器的工作原理和结构组成，还要掌握个人仪器和虚拟仪器的基本概念、组成原理和设计方法，了解VXI和LabVIEW仪器系统的组成原理。

三、与本专业其他课程的联系1．学习本课程主要涉及模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理课程中有关接口和汇编程序、微机控制方法等方面的有关知识。

因此，应当尽可能地在先修《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《微机原理》和《微机接口技术》，《单片机原理与应用》等课程或者学过“电路基础”、“数字电路”、“单片机原理与应用”等课程的基础上进行自学.2．本课程将为有关智能仪器系统设计方面的课题打下必要的基础。

第二部分考核内容与考核目标第一章导论一、学习目的与要求通过本章学习，学生应重点掌握智能仪器的组成及特点、智能仪器及测试系统的发展以及智能仪器设计的要点。

《智能仪器仪表》课件

空气质量监测
01
智能仪器仪表可以实时监测空气质量，为环境保护部门和公众
提供准确的数据。
水质监测
Байду номын сангаас
02
通过智能仪器仪表，可以检测水体的各种参数，如pH值、浊度
、溶解氧等，确保水质安全。
气象监测
03
智能仪器仪表在气象监测中发挥着重要作用，如风速、风向、
温度、湿度等参数的监测。
05
智能仪器仪表的未来展望与挑战
1 2
医疗诊断设备
智能仪器仪表广泛应用于医疗诊断设备中，如心电图机、血压计等，提高诊断准确率。
病人监护系统
通过智能仪器仪表，可以实时监测病人的生理参数，为医护人员提供及时准确的病人信息。
3
医疗影像设备
智能仪器仪表在医疗影像设备中发挥着重要作用，如CT、MRI等设备中的图像处理和数据分析。
环境监测领域的应用
总结词
随着智能仪器仪表的普及，安全与隐私保护成为亟待解决的问题，需要加强数据加密、访问控制和安全审计等方面的措施。
详细描述
由于智能仪器仪表通常需要收集和处理大量敏感数据，因此需要采用强大的加密技术和访问控制机制来保护数据安全。同时，应加强安全审计和监控，及时发现和应对潜在的安全威胁。
成本与普及率的考量
04
智能仪器仪表的实际应用案例
工业自动化领域的应用
自动化生产控制
智能仪器仪表在工业自动化领域中主要用于实时监测和控制生产流程，确保产品质量和生产效率。
智能传感器
通过智能传感器，可以实时监测机器的运行状态，预测潜在故障，并及时采取措施，减少停机时间。
数据集成与分析
智能仪器仪表能够收集大量生产数据，通过数据分析，帮助企业优化生产流程，降低成本。

智能仪器》复习要点

第5章测量算法与系统优化设计
系统误差及处理方法： (2)偏移和增益误差的自动校准基本思想：开机后或每隔一定时间自动测量仪器内部的基准参数（如数字电压表中的基准电压或地电位）、计算误差模型，获得并存贮误差因子。正式测量时，根据测量结果和误差因子，计算校准方程，得到较准确的测量结果。实现方法：数字电压表输入单元的自动校准校准存贮器方式
第4章
人机接口技术
7289接口芯片：控制指令分为三大类：不带数据的纯指令--6条（单字节）带有数据的指令读键盘数据指令 (1)带有数据的指令（双字节） ①按方式0译码 ②按方式1译码 ③不译码：对位控制，对段控制 (2)读键盘数据指令双字节：第一字节输入；第二字节输出当前按键的键值。
8279接口芯片 FIFO RAM：8个单元，存放被按键信息键扫描方式的格式格式传感器方式的格式显示RAM： 16个单元，用来存放显示字符的段码，段码输入有左边输入和右边输入两种方式。最多可接16 位七段LED显示器。

第4章
人机接口技术
7289接口芯片：可连接64键的矩阵键盘、驱动8个共阴极数码管。当检测到有效按键时，会产生中断请求信号。含译码电路，可直接接受BCD码或16进制码，有两种译码方式。具有SPI串行总线的键盘\显示器接口芯片 7289 的结构、引脚信号、控制命令及其用法。
第1章绪论
智能积分式数字电压表的工作原理及特点。虚拟仪器系统的基本构架是：高性价比的通用计算机，模块化的通用硬件设备，功能强大的专业测试软件系统。智能仪器的监控程序及其结构。智能仪器设计的主要任务、研制的步骤及注意事项。
第3章预处理电路及数据采集
微机控制的数据采集和处理系统框图。模拟信号预处理电路：传感器及其应用；模拟信号放大电路。 D/A接口及产生各种信号波形的程序（带/不带锁存器、运放；8位或多于8位的）。典型的例子：0832与80C51单片机的接口。

智能仪器课后习题答案

智能仪器课后习题答案1-1 你在学习和生活中，接触、使用或了解了哪些仪器仪表？它们分别属于哪种类型？指出他们的共同之处与主要区别。

选择一种仪器，针对其存在的问题或不足，提出改进设想参考：就测量仪器而言，按测量各种物理量不同可划分为八种：几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。

1-2 结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。

P2 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量（或检测）仪器。

由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用（表现为智能的延伸或加强等），因而被称为智能仪器。

P5- P6 智能仪器的四个层次：聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。

聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础（也可能计算机技术和信号处理技术）。

特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。

初级智能仪器除了应用电子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术，这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。

模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法，这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估，可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型，并对测量误差（静态或动态误差）进行补偿。

高级智能仪器是智能仪器的最高级别，这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。

有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。

1-3 仪器仪表的重要性体现在哪些方面？P3-5（1）仪器及检测技术已经成为促进当代生产的主流环节，仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一（2）先进的科学仪器设备既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主题内容之一和创新成就得重要体现形式，科学仪器的创新是知识创新和及时创新的组成部分。

智能仪器课件

三代仪器仪表： ●第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表 ●第二代为数字式仪器仪表 ●第三代就是智能式仪器仪表
智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪器，它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用(表现为智能的延伸或加强等) 。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
2、八类测试计量仪器 ■几何量：长度、角度、形貌、相互位置、位移、距离测量仪器等 ■机械量：各种测力仪、硬度仪、加速度与速度测量仪、力矩测量仪、振动测量仪等 ■热工量：温度、湿度、流量测量仪器等 ▲光学参数：如光度计、光谱仪、色度计、激光参数测量仪、光学传递函数测量仪等。 ▲电离辐射：各种放射性、核素计量，X、γ射线及中子计量仪器等。
同学在学习和生活中，接触、使用或了解哪些仪器仪表？
★时间频率：各种计时仪器与钟表、铯原子钟、时间频率测量仪等 ★电磁量：交、直流电流表、电压表、功率表、RLC测量仪、静电仪、磁参数测量仪等 ★无线电参数测量仪器：如示波器、信号发生器、相位测量仪、频谱分析仪、动态信号分析仪等。 ★集成电路测试仪器:
软件
插件
接口
插件
仪器插件
电源
PC总线
GPIB总线
扩展底板或外部插件箱
…
PC 机
USB 设备
个人仪器结构图
普通台式PCI
工控机PCI
笔记本PCI
微机扩展式
◆测量过程的软件控制： CPU→ 软件控制测量过程 “以软代硬” →灵活性强、可靠性强 ◆数据处理：数字滤波、随机误、系统误差、非线性校准等处理→改善测量的精确度相关、卷积、反卷积、幅度谱、相位谱、功率谱等信号分析→提供更多高质量的信息 ◆多功能化：一机多用(智能化电力需求分析仪)

智能仪器设计课程教学大纲

《智能仪器设计》课程教学大纲Design of intelligent Instrument一、课程教学目标1、任务和地位：没有测量就没有鉴别，科学技术就不能前进。

要测量就必须有正确的测量方法和先进的仪器仪表。

随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都不得发生了巨大变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测试仪器——智能仪器。

现在很多厂商、研究所以及高等院校都在研制开发各种智能化测量控制仪表，广大的仪表设计、生产和使用人员都不得迫切希望了解和掌握单片机在测量控制仪表中的应用技术。

为了跟上时代的步伐，本课程是测控专业学生必不可少的一门技术基础课。

2、知识要求：要求必须具备电路、电子仪器与测量技术、汇编原理及单片机原理的学习知识，通过本课程的学习为以后学生出去工作打下基础。

3、能力要求：系统地阐述基于单片机的智能化测量控制仪表的基本原理与设计方法，智能化测量控制仪表的人机接口、过程通道接口、串行和并行通讯接口、硬件和软件抗干扰技术、数据处理技术、仪表硬件及软件的设计方法。

通过课程设计加强学生综合知识的应用能力和设计动手能力。

二、教学内容的基本要求和学时分配2、具体要求：第一章绪论[目的要求]让学生了解智能化测量控制仪表的功能特点、智能化测量控制仪表的设计方法[教学内容]学习智能化测量控制仪表的基本与发展、智能化测量控制仪表的功能特点、智能化测量控制仪表的设计方法[重点难点]智能化测量控制仪表的功能特点[教学方法]板书，以教、学相结合来进行讲解。

[作业]课后复习思考题[课时]0.5学时第二章智能化测量控制仪表中专用微处理机[目的要求]让学生掌握MCS－51系列单片机的结构、MCS－51单片机的指令系统[教学内容]介绍了MCS－51系列单片机的特点、 MCS－51系列单片机的结构、CHMOS型单片机的节电工作方式、MCS－51单片机的指令系统[重点难点]MCS－51系列单片机的结构、CHMOS型单片机的节电工作方式、MCS －51单片机的指令系统[教学方法]板书，以教、学相结合来进行讲解。

智能仪器人机交互接口

返回上页下页
4.7.1 条码的特点
（4）可携带和复印。条码作为一种平面的黑白相间的微小标签形式，具有携带方便与容易复印的特性，是所有可流通识读手段中最好的方法。（5）灵活实用。条码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也可以与有关识别设备组成系统实现自动化识别和自动化管理。同时，在没有自动识别设备时，也可实现手工键盘输入。（6）易于制作、经济便宜。条形码称为“可印刷的计算机语言”。条形码标签易于制作，对印刷设备和材料无特殊要求，设备也相对便宜。识别设备结构简单，操作容易。目前，条形码被广泛用于大型超市的商品、火车票、产品流水线、登机牌等物品的识别。（7）具有寿命长和不可更改的特点。条形码用保护膜方式加以保护，便可长期保存，不会变形，不会因为时间而损失信息。而且，条形码不能被随意更改，可防止滥用。
1、一维条码
一维条形码的用途非常广泛，不同的码制可用于不同的应用领域。如
✓EAN 码是国际通用的符号体系，是一种长度固定、无含意的条码，所表达的信息全部为数字，主要应用于商品标识； ✓39码（Code 39）是目前用途广泛的一种条形码，可表示数字、英文字母以及“−”、“.”、“/”、 “*” 等 44 个符号，其中“*”仅作为起始符和终止符； ✓93码（Code93）密度较高，能够替代39码； ✓ISBN用于图书管理； ✓25码主要应用于包装、运输以及国际航空系统的机票顺序编号等。
返回上页下页
4.7.1 条码的分类
随着条形码技术的发展并逐渐渗透到各个技术领域，条形码的种类越来越多，分类方法也有多种。按条形码的维数可分为
➢一维条形码 ➢二维条形码 ➢三维条形码
返回上页下页
1、一维条码
一维条码/一维条形码（Bar code）：由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记。

测控仪器设计第4版第四章测控仪器设计方法

二、创新设计方法的训练
1）学习，掌握创造学理论的基本思想，掌握创新思维规律，面对来自于自然界生存压力、社会发展需求压力、经济竞争压力、个人工作压力及自我责任心，事业心的主客观强大压力，激发出积极、主动创造精神。
2）摸索创新设计的方法和技巧
创新设计的诀窍在于
① 充分依靠现代网络信息资源有针对性的检索相关资料，补充掌握不足的信息来达到创新构思。
② 在设计的整个过程中采用集多人智慧，互相启发来寻求解决问题的途径；也可通过有针对性、有系统地提问来激发智慧，寻找解决办法
③ 通过对现有产品的观察，优缺点分析，或采用数学建模，或采用系统分析及形态学矩阵的理论分析方法寻求各种解决办法。
举例子说明：采用系统分析方法解决防止螺纹松动的结构措施。
螺钉锁紧力矩公式为
➢ 敢于标新立异。创新思维的特点不仅是要突破“思维定势”的束缚，而且要敢于标新立异，即敢于提出与前人甚至多数人不同的见解，敢于对似乎完美的现实事物提出怀疑，寻找更合理的解法。
➢ 善于从不同角度思考问题，探索多种解法，设想多个可供选择的方案，这样，成功的几率必然成倍增长。我们称这种思维方法为多向思维或扩散思维。
解决了齿轮测量参数多、测量仪器复杂、测量精度不高的难题。使一台仪器实现了多台仪器和量具才能达到的测量功能，体现了设计者在仪器功能上的创新成就。 3）开关（新技术和新方法的创新）
机械式开关是最早的通断控制形式，但其反映的频率低，定位精度差，结构复杂，惯性大，寿命短。随着科技的发展，人们开发出触摸式、感应式、声控式、光控式、红外线式等多种新的开关。这些新的开关设计反映出设计者对各种新技术和新方法的创新研究。
第三节测控仪器工作原理的选择和系统设计
消除了操作者的人为误差，实现了自动化、数字化、微米级的测量精度。

《智能仪器概述》课件

3 自动化程度
智能仪器能够自动完成测量、监测和分析的过程，减少了人工操作的误差。
4 数据信息化
智能仪器可以将采集的数据进行信息化处理，实现数据的存储、传输和分析。
总结
智能仪器的特点与应用
智能仪器具备自主感知和处理能力，广泛应用于工业、医疗、环保和教育等领域。
未来智能仪器的发展趋势
智能仪器将与人工智能结合，普及到更多领域，并实现自主创新和环保可持续发展。
2 智能化
智能仪器具备学习和适应能力，能够根据不同情境和需求，自主地调整工作模式和参数。
3 高效性
智能仪器能够快速、准确地进行数据采集和分析，大大提高了工作效率。
智能仪器的Leabharlann 型传感器用于测量和检测各种物理量和环境参数的设备，如温度、湿度、光强等。
分析仪器
用于对物质进行定性和定量分析的设备，如光谱仪、质谱仪等。
人工智能与智能仪器
人工智能技术的发展将进一步提升智能仪器的自主感知和决策能力。
智能仪器的自主创新
智能仪器制造商将不断推动技术创新，开发出更智能、高效的仪器设备。
智能仪器的优势
1 可靠性
智能仪器经过严格测试和质量控制，具备较高的可靠性和稳定性。
2 精度
智能仪器采用精密传感器和先进算法，能够提供较高精度的测量和分析结果。
环境监测
智能仪器可用于空气、水质和土壤等环境参数的实时监测和分析。
能源管理
智能仪器在能源生产和消耗中的应用，可以提高能源利用效率和环境可持续性。
智能仪器的发展趋势
1
智能仪器的普及
2
随着科技的进步和成本的降低，智能仪
器将逐渐普及到各个领域和行业中。

智能仪器设计实例课程设计方案

智能仪器设计实例课程设计方案一、课程目标知识目标：1. 学生能理解智能仪器的基本原理，掌握其设计流程和关键参数。

2. 学生能掌握至少一种智能仪器（如温度控制器、压力传感器等）的工作原理及使用方法。

3. 学生了解智能仪器在现实生活中的应用，并能结合实际情境进行分析。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的智能仪器系统，具备初步的创新能力。

2. 学生能通过查阅资料、团队协作等方式，解决智能仪器设计过程中遇到的问题。

3. 学生能熟练使用相关软件和工具，进行智能仪器的仿真与测试。

情感态度价值观目标：1. 学生对智能仪器产生兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。

2. 学生在团队合作中学会相互尊重、倾听他人意见，培养良好的沟通能力和团队精神。

3. 学生了解智能仪器在国家和产业发展中的重要性，增强社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在培养学生的动手能力、创新能力和实际应用能力。

学生特点：高中生具有一定的物理、数学和电子基础知识，思维活跃，好奇心强，对实际操作和设计有较高的兴趣。

教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践和自主探究，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 智能仪器概述：介绍智能仪器的定义、分类、发展历程及发展趋势。

教材章节：第一章智能仪器概述2. 智能仪器原理：讲解智能仪器的核心组成部分、工作原理及性能指标。

教材章节：第二章智能仪器原理3. 智能仪器设计流程：阐述智能仪器设计的基本步骤，包括需求分析、方案设计、硬件选型、软件开发等。

教材章节：第三章智能仪器设计流程4. 常见智能仪器应用实例：分析温度控制器、压力传感器、流量计等智能仪器的实际应用案例。

教材章节：第四章常见智能仪器应用实例5. 智能仪器设计实践：指导学生进行智能仪器设计，包括选题、方案论证、硬件搭建、软件编程等。

教材章节：第五章智能仪器设计实践6. 智能仪器调试与优化：介绍智能仪器调试的基本方法、技巧以及优化策略。

智能仪器第4章开关量信号的输入输出2010

图4-1 开关量信号输入通道结构
智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出
4.1.2 开关量输入接口
1 扳键开关与单片机的接口电路图中，扳键开关将高电平或低电平经单片机的I／O引脚输入缓冲器74LS244，74LS244 的数据输入端与单片机89C51 的P0口相连接，用于8位数据的传送，89C51的P1.7和/RD作为74LS244的选通信号。当扳键开关合上时，将向P0口的相应引脚送入低电平；反之，当开关打开时，将向P0口送入高电平。
智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出
图4-5D 光电传感器位置检测
图4-5B中当移动的物体一旦挡住红外光线，红外接收三极管就会输出一个脉冲信号。此装置可以用来检测物体的有或无，可以作为运动物体的限位检测电路，可以作为外人侵入的报警检测电路，也可以作为自动门的控制电路。
智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出
5．温度超限检测开关与单片机的接口
图4-6
温度超限开关电路
一般温度测量是想得到开光量（0或者1）。热敏电阻或集成温度传感器测量得到设备的温度后，与某一设定的临界值相比较，根据比较的结果输出高电平或输出低电平，从而实现温度电子开关的方法。
图4-2 扳键开关与单片机的接口电路
智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出
软件上，采用了JC指令逐个移位顺序判别方法编程和用 CJNE指令采取字节比较的判断方法编程。控制转移类指令的本质是改变程序计数器PC的内容，从而改变程序的执行方向。以下是本节用到的MS51汇编语言指令介绍： MOVX：外部数据传送指令；外部RAM只能通过累加器A进行数据传送。累加器A与外部RAM之间传送数据时只能间接寻址方式，间接寻址寄存器为DPTR，R0，R1； RET：子程序返回指令 JC：有进位时转移指令 RLC：循环左移指令 CPL：按位取反指令 LJMP addr16：程序跳转到地址为addr16开始的地方执行 CJNE A,#data,rel：若A≠#data, 则PCPC+rel，否则顺序执行；若 A<#data，则CY=1，否则CY=0（以上指令结果影响程序状态字寄存器PSW的CY标志）

大学生智能仪器课程设计

大学生智能仪器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解智能仪器的原理、结构与分类，掌握常见智能仪器的功能与应用。

2. 学生能够掌握智能仪器设计的基本流程与方法，具备分析、解决实际问题的能力。

3. 学生能够了解智能仪器在工程领域的应用现状及发展趋势。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的智能仪器系统，具备实际操作与调试的能力。

2. 学生能够运用相关软件工具，对智能仪器进行仿真与优化，提高系统性能。

3. 学生能够通过团队协作，完成具有一定难度的智能仪器项目设计，提高沟通与协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到智能仪器在现代科技领域的重要性，激发对相关领域的学习兴趣。

2. 学生能够树立创新意识，勇于尝试新方法，培养解决复杂问题的自信心。

3. 学生能够遵循工程伦理，关注智能仪器在生活中的应用，具备社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在培养学生的动手能力、创新意识和团队合作精神。

学生特点：大学生具备一定的理论基础，具有较强的学习能力和探索精神，对实际操作和项目设计有较高的兴趣。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 智能仪器原理与结构- 智能仪器的定义、特点与分类- 智能仪器的核心部件及功能- 智能仪器的工作原理与性能指标2. 常见智能仪器及其应用- 数据采集与处理仪器的应用- 控制器与执行器的工作原理及选型- 网络化智能仪器的发展与现状3. 智能仪器设计方法与流程- 系统需求分析- 硬件设计原理与电路图绘制- 软件设计方法与编程实践4. 智能仪器仿真与优化- 常用仿真软件的使用方法- 智能仪器性能指标仿真分析- 系统优化方法与策略5. 智能仪器项目实践- 项目设计与实施流程- 团队协作与沟通技巧- 项目成果展示与评价教学内容安排与进度：1. 第1-2周：智能仪器原理与结构2. 第3-4周：常见智能仪器及其应用3. 第5-6周：智能仪器设计方法与流程4. 第7-8周：智能仪器仿真与优化5. 第9-12周：智能仪器项目实践教材章节关联：1. 第1章：智能仪器概述2. 第2章：智能仪器硬件设计3. 第3章：智能仪器软件设计4. 第4章：智能仪器系统仿真与优化5. 第5章：智能仪器项目实践与案例分析三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 对于智能仪器的原理、结构与分类等基础理论知识，采用讲授法进行教学，使学生在短时间内掌握基本概念和原理。

智能仪器学习指南

智能仪器学习指南智能仪器是计算机化的测量（检测）仪器。

仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向。

因此，学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑是十分重要的。

由于智能仪器课程性质是专业课，有两个显著地特点：一是知识与技术的综合性——电子、传感器、信号采集处理等多门前导课程知识和多种技术的综合运用及系统设计；二是工程实践性强，必须通过课内外实验与项目实践，才能达到目标。

在课程的学习全过程中，国际工程教育的基本模式：“构想—设计—实现—运作”（CDIO）思想贯穿始终。

培养综合运用电子、传感器、电子测量、信号处理、微机（单片机）等知识和技术，设计研制智能仪器。

掌握智能仪器系统原理与特点，建立工程化、系统化思想与设计方法，学习“信号采集、信号处理、软硬件软件集成”等共性技术。

根据智能仪器具有“知识与技术的综合性、工程实践性强”的课程特点，教学内容具有“知识的广泛性、技术的先进性、软件的灵活性和设计的综合性”等较高要求，应采用“课堂启发引导、自主学习、独立实验扎实训练和自主综合设计”三者紧密结合互动的学习方法。

学习内容涉及面广，已经学过紧密相关的多门课程，处理好已有知识的复习总结与新内容的衔接，重点在于如何深入理解重要基础知识和技术的灵活运用；注意系统性思维和综合解决问题的方法培养。

教材及主要参考书：[1]程德福，林君主编.《智能仪器》（第2版）.北京：机械工出版社，2009；[2]林君等编著.《虚拟仪器原理及应用》.北京：科学出版社，2006；[3]赵茂泰．智能仪器原理及应用（第２版）．北京：电子工业出版社，2004；[4]朱欣华等．智能仪器原理与设计．北京：中国计量出版社，2002；[5]林君，程德福．微型计算机卡式仪器原理、设计与应用．北京：国防工业出版社，1996；[6]赵新民．智能仪器设计基础．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999；[7]马明建，周长城．数据采集与处理技术，陕西：西安交通大学出版社，1998。