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第1章 数字式传感器 1

1.1 引言 1

1.1.1 传感器的定义 1

1.1.2 传感器的分类 1

1.1.3 数字式传感器 1

1.2 数码输出型数字式传感器 2

1.2.1 光电码盘型直接编码器的工作原理 2

1.2.2 二进制码盘 2

1.2.3 循环码及二进制码与循环码的转换 3

1.3 计数脉冲型数字式传感器 4

1.3.1 光栅传感器 5

1.3.2 增量编码器 8

1.3.3 感应同步器 10

1.4.1 振弦式传感器 14

1.4 谐振式数字传感器 14

1.4.2 石英晶体谐振式传感器 17

练习题 18

第2章 智能传感器 19

2.1 智能传感器概述 19

2.1.1 智能传感器的定义 19

2.1.2 智能传感器的基本功能 19

2.1.3 智能传感器与传统传感器的区别 20

2.1.4 智能传感器的分类 21

2.2 智能传感器系统实现的途径 21

2.1.1 智能合成手段 21

2.2.2 应用人工智能材料 28

2.3 应用MEMS技术的智能传感器 30

2.3.1 微机电系统简介 30

2.3.2 微机械加工技术 31

2.4 智能传感器发展趋势 39

思考题 41

第3章 数据采集系统 42

3.1 信号调理电路 43

3.1.1 滤波电路 43

3.1.2 放大电路 55

3.1.3 调理电路的抗干扰 61

3.2 模拟多路开关 69

3.2.1 模拟多路开关的结构 69

3.2.2 模拟多路开关的主要参数 69

3.2.3 常用集成模拟多路开关 70

3.2.4 模拟多路开关应用举例 73

3.3 采样／保持器 74

3.3.1 采样／保持器的工作原理 74

3.3.2 采样／保持器的主要参数 75

3.3.3 几种常用的采样／保持器 76

3.4.1 A/D转换器的主要性能指标 77

3.4 模／数转换器 77

3.4.2 A/D转换器的种类 78

3.4.3 A/D转换器应用举例 82

3.5 单片数据采集系统 87

3.5.1 低功耗8通道串行12位数据采集系统MAX186 88

3.5.2 低功耗可编程数据采集系统TC534 88

3.5.3 AduC824高精度单片数据采集系统 91

3.6 数据采集系统的设计 92

3.6.1 数据采集系统结构形式的确定 93

3.6.2 系统参数设计和器件选择 95

3.6.3 高速数据采集系统 100

思考题与习题 101

第4章 计算机与测控网络 102

4.1 现场总线 102

4.1.1 简介 102

4.1.2 现场总线的几种类型 106

4.1.3 结论 117

4.1.4 互联网技术对现场总线技术发展的影响 119

4.2 测控网络 126

4.2.1 简介 126

4.2.2 现场总线的网络拓扑结构 127

4.2.3 现场总线的数据通信模式 128

4.2.4 网络扩展与网络互连 129

4.2.5 测控网络的应用 131

第5章 虚拟仪器 133

5.1 虚拟仪器概述 133

5.1.1 仪器与虚拟仪器 133

5.1.2 虚拟仪器与传统仪器的比较 135

5.1.3 虚拟仪器的特点 135

5.1.4 虚拟仪器技术在国际和国内的发展现状 136

5.2 虚拟仪器系统的构成 136

5.2.2 GPIB仪器控制系统的构成方法 137

5.2.1 数据采集系统的构成方法 137

5.2.3 虚拟仪器控制系统的构成方法 138

5.3 DAQ（Date Acquisition）数据采集卡 139

5.4 VXI总线系统 141

5.4.1 VXI总线的产生背景 141

5.4.2 VXI总线系统的总线构成 143

5.4.3 VXI总线系统扩展的总线 145

5.4.4 VXI总线系统的机械规范 146

5.4.5 VXI总线系统的系统控制和资源管理 147

5.4.6 VXI总线系统的软件 151

5.4.7 VXI即插即用 152

5.5 软件 153

5.5.1 概述 153

5.5.2 BASIC语言 154

5.5.3 面向对象程序设计（OOP） 154

5.5.4 图形编程环境（GUI）设计工具 154

5.5.5 可视编程方法Labview 156

5.5.6 可视编程方法Labview程序设计实例 157

5.6 基于PC和DSP系统的虚拟仪器设计实例 159

第6章 测量不确定度 166

6.1 测量不确定度理论产生的背景和作用 166

6.2 测量不确定度理论中的有关术语及其概念 167

6.2.1 实验标准偏差（Experimental Standard Deviation，简称标准差） 167

6.2.2 测量结果的重复性（Repeatability of Results of Measurements，简称重复性） 167

6.2.3 测量结果的复现性（Reproducibility of Results of Measurement，简称复现性 167

6.2.4 自由度v（Degree of Freedom） 167

6.3 经典误差理论及其缺陷 168

6.3.1 经典误差理论概述 168

6.3.2 经典误差理论存在的缺陷 168

6.4 测量不确定度的概念 169

6.4.1 测量不确定度的定义及其理解 169

6.4.2 测量不确定度与测量误差的联系和区别 170

6.4.3 测量不确定度较测量误差在评定测量结果中的优势 171

6.5 测量不确定度的分类及表示 172

6.5.1 测量不确定度的分类 172

6.5.2 测量不确定度的表示 172

6.5.3 自由度 172

6.6 测量不确定度的评定方法 173

6.6.1 测量不确定度的评定过程 173

6.6.2 建立数学模型 173

6.6.3 分析不确定度来源 174

6.6.4 标准不确定度的A类评定 175

6.6.5 标准不确定度的B类评定 178

6.6.6 标准不确定度A类、B类评定的区别和联系 179

6.6.7 合成标准不确定度的评定 180

6.6.8 扩展（展伸）不确定度 181

6.6.9 不确定度的最后报告 183

参考文献 184

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