测量控制与仪器仪表工程师资格培训教材大纲

测量控制与仪器仪表工程师资格培训教材大纲《测量控制与仪器仪表现代系统集成技术》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位置和作用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 按被测量进行的分类2.4.2 按作用原理进行的分类2.4.3 按能量转换关系进行的分类2.4.4 常用传感器的种类列表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 微型传感集成系统应用思考题3. 系统及系统特性描述3.1 系统集成概念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（DCS）3.4.2 现场总线控制系统（FCS）3.4.3 可编程逻辑控制（PLC）3.4.4 数字信号处理器（Digital Signal Processor ，简记为DSP）3.4.5 嵌入式控制器3.4.6PID控制器3.4.7 最优控制3.4.8 自适应控制思考题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4.3 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 虚拟仪器概念及系统构成4.5.2 虚拟仪器软件技术4.5.3 虚拟仪器硬件技术思考题5. 典型仪器仪表集成系统应用实例5.1 集成多传感技术的产品质量检测系统5.1.1 概述5.1.2 融合接触与非接触测量技术的产品集成检测系统5.1.3 系统模块设计与功能介绍5.1.4 传感器的选择与系统的集成5.1.5 测量装置的协调与测量过程自动化5.2 基于虚拟仪器的大型桥梁结构动态特性测试系统集成5.2.1 桥梁结构动态特性测试需求分析5.2.2 桥梁结构动态特性测试系统功能设计5.2.3 基于虚拟仪器技术实现大型桥梁测试系统集成5.2.4 便携式桥梁结构测试系统集成案例5.2.5 长期监测的桥梁结构测试系统集成案例5.3 旋转机械状态监测与故障诊断系统5.3.1 概述5.3.2 旋转机械状态监测常用传感器5.3.3 旋转机械状态参数监测5.3.4 旋转机械故障的机理与诊断5.3.5 设备状态监测与故障诊断典型系统介绍5.4 锅炉燃烧质量监测控制系统5.4.1 概述5.4.2 锅炉燃烧质量监测控制系统设计5.5 惯性仪表自动测试系统5.5.1 性能指标要求5.5.2 总体方案5.5.3 部件选择5.5.4 控制器及接口电路5.5.5 控制系统框图思考题6. 现代测控与仪器微纳米系统集成技术6.1 微纳米测试系统集成技术6.1.1 微纳米测试技术概述6.1.2 表面粗造度测试系统6.1.3 线条宽度测试系统6.1.4 台阶高度测试系统6.1.5 膜厚测量系统6.2 生物工程中测控集成技术6.2.1 生物单元测控集成技术6.2.2 典型应用系统6.3 纳米自组装技术6.3.1 纳米自组装技术概述6.3.2 纳米自组装技术6.3.3 纳米自组装技术典型应用思考题参考文献测量控制与仪器仪表工程师资格培训教材大纲《测量控制与仪器仪表的前沿技术及发展趋势》第一篇总论第一章概述§1.1 测量控制和仪器仪表§1.1.1 测量控制与仪器仪表概述§1.1.2 测量控制与仪器科学的学科内涵§1.1.3 仪器仪表分类§1.2 测量控制与仪器仪表的作用与地位§1.2.1 仪器仪表的重要作用§1.2.2 仪器仪表的地位§1.2.3 仪器仪表的市场需求§1.3 测量控制与仪器仪表的评价§1.3.1 评价内容§1.3.2 评价仪器仪表的技术体系§1.3.3 测量控制与仪器仪表误差与分析§1.4 测量、单位制、量值的传递与溯源§1.4.1 测量与计量§1.4.2 单位制§1.4.3 量值的传递与溯源§1.5 测量信息论§1.5.1 信息的概念§1.5.2 信息的作用§1.5.3 测量信息论习题与思考题参考文献第二章现代测量控制与仪器仪表的发展动向§2.1从“两弹一星”到“神舟五號飞船”§2.1.1 輝煌的技術成就§2.1.2 中国载人航天工程的七大系统§2.1.3 神舟号飞船的的发射与回收§2.1.4 神舟号飞船的现状与展望§2.2 中国计量事业的发展§2.2.1 我国计量事业的发展§2.2.2 差距与挑战§2.2.3 今后发展展望§2.3 我国仪器仪表发展的现状与趋势§2.3.1 我国仪器仪表产业的现状§2.3.2 我国仪器仪表产业的发展面临的压力§2.3.3 我国仪器仪表发展的趋势§2.4 现代测量控制与仪器仪表的的发展动向§2.4.1 国外仪器行业发展呈现出的发展趋势§2.4.2 国外仪器行业发展呈现出技术特点§2.4.3 未来十年仪器仪表关键技术习题与思考题参考文献第二篇测量控制与仪器仪表前沿技术第三章传感与测试前沿技术§3.1 概述§3.1.1 传感器与传感技术的概念§3.1.2 传感器的地位与作用§3.1.3 传感器的分类§3.1.4 传感器的主要性能指标§3.1.5 传感技术的发展§3.2 前沿传感技术§3.2.1 微型传感器§3.2.2 智能传感器§3.2.3 光电传感器§3.2.4 光纤传感器§3.2.5 生物传感器§3.3 前沿测试技术§3.3.1 MEMS测试技术§3.3.2 动态测试技术§3.3.3 视觉在线检测技术§3.3.4 三维数字化技术§3.3.5 分布式网络测试技术§3.3.6 医学中的前沿测试技术§3.3.7 无损检测前沿技术习题与思考题参考文献第四章模拟信号调理技术§4.1 引言§4.2 信号放大一、高输入阻抗运算放大器二、具数字增益控制的精密仪表放大器三、在系统可编程模拟器件ispPAC系列§4.3 开关电容滤波器一、开关电容滤波器的工作原理二、开关电容滤波器器件举例§4.4 高速24位∑-Δ型模数转换器一、概述二、工作原理与性能三、接口设计四、应用建议§4.5 模拟信号调理技术的发展趋势一、高分辨率模数转换器二、SoC技术三、在系统编程、下载四、高速运算五、非易失性大容量存储器§4.6 结束语习题与思考题参考文献第五章数字信号处理中的前沿技术§5.1 仪器仪表与信号处理§5.2 信号滤波技术§5.2.1 数字滤波器§5.2.2 维纳滤波§5.2.3 自适应滤波§5.3 信号分析§5.3.1 平稳随机过程的数据处理方法§5.3.2 时频分析§5.3.3 短时傅立叶变换§5.3.4 小波变换§5.4 非高斯信号处理习题与思考题第六章智能控制与系统§6.1 新型微控制器§6.1.1 ARM处理器§6.1.2 DSP处理器§6.1.3 可编程器件FPGA/CPLD §6.2 仪器仪表与系统控制网络总线§6.2.1 现场总线技术概述§6.2.2 CAN网络技术概述§6.2.3 工业以太网§6.2.4 仪器仪表总线§6.3 虚拟仪器及嵌入式系统§6.3.1 虚拟仪器§6.3.2 嵌入式系统§6.4 智能控制技术§6.4.1 人工智能§6.4.2 人工神经网络§6.4.3 混沌学§6.4.4 模糊控制习题与思考题参考文献第七章现代仪器仪表的设计与制造技术§7.1 先进设计制造技术对仪器仪表的作用§7.2 仪器仪表的现代设计技术§7.2.1 光机电一体化设计§7.2.2 智能化设计§7.2.3 信息化设计§7.2.4 产品与系统的创新设计。