本书主要介绍智能仪器的设计原理及设计技术。结合现代科学技术的新进展,介绍与智能仪器设计相关的基本原理及新技术、新方法和新器件。最后,通过几个具体的与工程应用紧密相关的智能仪器实例,清晰地介绍智能仪器设计的全过程,使学习者掌握智能仪器的设计思路、设计方法和实现过程。全书共八章,包括概述、智能仪器中数字量的输入/输出、智能仪器中模拟量的输入/输出、智能仪器的人机接口、数据处理技术、智能仪器的总线和通信技术、智能仪器的抗干扰技术、智能仪器设计实例。为便于组织教学,每章都附有思考题若干。

本书可作为高等学校测控技术与仪器专业和其他相关专业的本科生教材,也可作为仪器科学与技术学科研究生及相关专业研究生和本科生的教学参考书,同时还可供仪器仪表行业的科研人员和工程技术人员阅读参考。

前辅文
1 概述
  1.1 智能仪器的结构与特点
   1.1.1 智能仪器的基本结构
   1.1.2 智能仪器的主要特点
  1.2 推动智能仪器发展的新技术
   1.2.1 传感器技术
   1.2.2 DSP技术
   1.2.3 嵌入式计算机技术
   1.2.4 EDA技术及FPGA/CPLD
   1.2.5 网络技术
   1.2.6 标准化模块仪器技术
   1.2.7 虚拟仪器技术
  思考题
2 智能仪器中数字量的输入/输出
  2.1 开关量输入/输出
   2.1.1 开关量输入
   2.1.2 开关量输出
  2.2 脉冲量输入/输出
   2.2.1 常用的数字化测频方法
   2.2.2 脉冲宽度调制（PWM）
   2.2.3 步进电机的驱动及控制
  思考题
3 智能仪器中模拟量的输入/输出
  3.1 多通道数据采集系统的配置方案
  3.2 信号放大
   3.2.1 概述
   3.2.2 仪用放大器
   3.2.3 程控增益放大器
  3.3 信号滤波
   3.3.1 概述
   3.3.2 低通滤波器
  3.4 采样保持器和模拟多路开关
   3.4.1 采样保持器
   3.4.2 模拟多路开关
  3.5 模/数转换器
   3.5.1 ADC的理想传输特性
   3.5.2 ADC的特性参数
   3.5.3 ADC的种类及特点
   3.5.4 ∑Δ型ADC的原理
   3.5.5 ∑Δ型ADC AD771
   3.5.6 逐次逼近式ADC AD765
  3.6 数/模转换器
   3.6.1 概述
   3.6.2 MAX543及其与微处理器的接口
  思考题
4 智能仪器的人机接口
  4.1 键盘
   4.1.1 去抖动
   4.1.2 独立式键盘和矩阵式键盘
   4.1.3 键盘信号的获取
   4.1.4 键盘接口设计
  4.2 LED显示器
   4.2.1 LED显示器的基本结构和工作原理
   4.2.2 LED数码显示器接口设计
   4.2.3 点阵LED显示器接口设计
  4.3 LCD
   4.3.1 段码式LCD及其接口设计
   4.3.2 点阵字符式LCD及其接口
   4.3.3 点阵图形液晶显示器
  4.4 触摸屏简介
   4.4.1 触摸屏的工作原理
   4.4.2 触摸屏的基本技术特性
   4.4.3 电阻式触摸屏
  思考题
5 数据处理技术
  5.1 标度变换
   5.1.1 线性标度变换
   5.1.2 非线性参数的标度变换
  5.2 非线性校正
   5.2.1 代数插值法
   5.2.2 曲线拟合法
  5.3 自动测量补偿
   5.3.1 零位及零偏补偿
   5.3.2 标度漂移补偿
   5.3.3 传感器的温度补偿
  5.4 数字滤波技术
   5.4.1 程序判别法（限幅滤波法）
   5.4.2 莱特准则法（剔除粗大误差）
   5.4.3 中值滤波法
   5.4.4 算术平均滤波法
   5.4.5 去极值平均滤波法
   5.4.6 滑动平均滤波法
   5.4.7 加权滑动平均滤波
  思考题
6 智能仪器的总线和通信技术
  6.1 串行外设接口总线SPI
   6.1.1 SPI概述
   6.1.2 SPI工作原理
   6.1.3 SPI的工作方式
   6.1.4 MCS51系列单片机的SPI模拟
  6.2 内部集成(I2C)总线
   6.2.1 I2C总线的特点
   6.2.2 I2C总线的基本工作原理
   6.2.3 I2C总线的数据传输方式
   6.2.4 MCS51系列单片机的I2C总线模拟
  6.3 RS232标准和RS422/485标准
   6.3.1 RS232标准及应用
   6.3.2 RS422/485标准及应用
  6.4 USB
   6.4.1 USB的主要特点
   6.4.2 USB的硬件和软件
   6.4.3 USB版本及数据率
   6.4.4 USB数据传输类型
   6.4.5 USB接口及应用
  6.5 以太网接口
   6.5.1 以太网和TCP/IP协议简述
   6.5.2 智能仪器的以太网接口
  思考题
7 智能仪器的抗干扰技术
  7.1 干扰源和干扰的耦合方式
   7.1.1 干扰源
   7.1.2 干扰耦合方式
  7.2 差模干扰和共模干扰
   7.2.1 差模干扰
   7.2.2 共模干扰
  7.3 数字量输入/输出通道的电气隔离
   7.3.1 光电耦合器的特性及应用
   7.3.2 电磁式继电器的特性及应用
   7.3.3 固态继电器的原理、特性及应用
  7.4 模拟量输入/输出通道的电气隔离
   7.4.1 信号隔离设置在模拟量输入/输出通道的数字部分
   7.4.2 信号隔离设置在模拟输入端
  7.5 交流电源干扰及抑制
   7.5.1 电源干扰类型及其基本的抗干扰方法
   7.5.2 EMI电源滤波器
   7.5.3 电源变压器的屏蔽和隔离
   7.5.4 交流电源的供电抗干扰方案
  7.6 直流供电侧电源和开关电源干扰及抑制
   7.6.1 直流供电侧电源干扰抑制措施
   7.6.2 开关电源干扰的抑制措施
  7.7 数字系统的干扰和抑制
   7.7.1 数字电路中瞬态尖峰电流的抑制
   7.7.2 微处理器监控定时器和微处理器监控电路
  思考题
8 智能仪器设计实例
  8.1 谐振式微机械加速度计数据采集系统设计
   8.1.1 系统主要功能及技术指标
   8.1.2 系统测量原理数据采集方案
   8.1.3 数据采集系统硬件设计
   8.1.4 数据采集系统软件设计
   8.1.5 数据采集系统的测试
  8.2 基于AD7656的微型惯性测量组合数据采集系统
   8.2.1 系统主要功能、技术指标及设计方案
   8.2.2 数据采集系统的硬件设计
   8.2.3 数据采集系统的软件设计
   8.2.4 数据采集系统的测试及应用
  8.3 继电保护测试仪
   8.3.1 仪器主要功能及技术指标
   8.3.2 仪器结构
   8.3.3 硬件设计要点
   8.3.4 主要参数的测量
   8.3.5 测试与数据分析
   8.3.6 抗干扰设计
  8.4 光学粉尘测量仪设计
   8.4.1 仪器的用途及设计原理
   8.4.2 仪器的组成及工作原理
   8.4.3 粉尘测量仪的软件设计
   8.4.4 测试及结论
参考文献

“十一五”国家规划教材