測量控制與儀器儀表工程師資格培訓(xùn)教材大綱

1、.測量控制與儀器儀表工程師資格培訓(xùn)教材大綱測量控制與儀器儀表現(xiàn)代系統(tǒng)集成技術(shù)1. 緒論1.1 儀器儀表在國民經(jīng)濟(jì)中的地位1.2 儀器儀表技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀1.3 現(xiàn)代儀器儀表系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與組成1.4 儀器儀表系統(tǒng)集成的基本概念及意義思考題2. 儀器儀表中的傳感集成技術(shù)2.1 現(xiàn)代傳感技術(shù)的發(fā)展2.2 現(xiàn)代傳感技術(shù)在儀器儀表集成系統(tǒng)中的位置和作用2.3 測量系統(tǒng)的基本功能2.3.1 測量系統(tǒng)的功能模塊組成2.3.2 功能模塊間的相互作用2.4 傳感器的分類2.4.1 按被測量進(jìn)行的分類2.4.2 按作用原理進(jìn)行的分類2.4.3 按能量轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行的分類2.4.4 常用傳感器的種類列表2.5 典型傳

2、感器及其在儀器儀表系統(tǒng)集成中的應(yīng)用2.5.1 電阻式傳感器及其應(yīng)用 2.5.2 電感式傳感器及其應(yīng)用2.5.3 渦流傳感器及其應(yīng)用2.5.4 電容式傳感器及其應(yīng)用2.5.5 壓電傳感器及其應(yīng)用2.5.6 磁電式傳感器及其應(yīng)用2.6 光電傳感技術(shù)2.6.1 光電傳感技術(shù)基礎(chǔ)2.6.2 光譜測試技術(shù)2.6.3 莫爾條紋測量技術(shù)2.6.4 干涉測量技術(shù)2.6.5 光纖傳感技術(shù)2.7 微型傳感集成系統(tǒng)2.7.1 概述2.7.2 微型傳感器2.7.3 微型傳感集成系統(tǒng)應(yīng)用思考題3. 系統(tǒng)及系統(tǒng)特性描述3.1 系統(tǒng)集成概念3.1.1 系統(tǒng)集成概念的提出和發(fā)展3.1.2 系統(tǒng)集成的基本結(jié)構(gòu)形式3.2 基本集

3、成模塊3.2.1 物理層配置3.2.2 應(yīng)用層3.3 系統(tǒng)建模及仿真3.3.1 系統(tǒng)需求分析3.3.2 建模及仿真3.4 系統(tǒng)控制3.4.1 分散型控制系統(tǒng)（DCS）3.4.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）3.4.3 可編程邏輯控制（PLC）3.4.4 數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor ，簡記為DSP）3.4.5 嵌入式控制器3.4.6 PID控制器3.4.7 最優(yōu)控制3.4.8 自適應(yīng)控制思考題4. 儀器儀表計算機(jī)系統(tǒng)集成技術(shù)4.1 計算機(jī)集成儀器儀表系統(tǒng)的基本功能結(jié)構(gòu)4.1.1 數(shù)據(jù)的融合與綜合利用4.1.2 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議4.1.3 Internet

4、國際互聯(lián)網(wǎng)4.1.4 現(xiàn)場總線技術(shù)4.2 系統(tǒng)集成中的計算機(jī)接口技術(shù)4.2.1 接口技術(shù)概述4.2.2 簡單I/O接口4.2.3 中斷4.3 智能儀器系統(tǒng)的硬件處理技術(shù)4.3.1 概述4.3.2 智能儀器的輸入通道及數(shù)據(jù)采集4.3.3 智能儀器的輸出通道4.3.4 智能儀器的通信原理與人機(jī)接口4.4 智能儀器系統(tǒng)處理技術(shù)4.4.1 智能儀器典型處理功能4.4.2 智能儀器硬件電路的抗干擾4.4.3 智能儀器的設(shè)計與實現(xiàn)4.5 基于虛擬儀器技術(shù)的系統(tǒng)集成4.5.1 虛擬儀器概念及系統(tǒng)構(gòu)成4.5.2 虛擬儀器軟件技術(shù)4.5.3 虛擬儀器硬件技術(shù)思考題5. 典型儀器儀表集成系統(tǒng)應(yīng)用實例 5.1 集成

5、多傳感技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量檢測系統(tǒng)5.1.1 概述5.1.2 融合接觸與非接觸測量技術(shù)的產(chǎn)品集成檢測系統(tǒng)5.1.3 系統(tǒng)模塊設(shè)計與功能介紹5.1.4 傳感器的選擇與系統(tǒng)的集成5.1.5 測量裝置的協(xié)調(diào)與測量過程自動化5.2 基于虛擬儀器的大型橋梁結(jié)構(gòu)動態(tài)特性測試系統(tǒng)集成5.2.1 橋梁結(jié)構(gòu)動態(tài)特性測試需求分析5.2.2 橋梁結(jié)構(gòu)動態(tài)特性測試系統(tǒng)功能設(shè)計5.2.3 基于虛擬儀器技術(shù)實現(xiàn)大型橋梁測試系統(tǒng)集成5.2.4 便攜式橋梁結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)集成案例5.2.5 長期監(jiān)測的橋梁結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)集成案例5.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)5.3.1 概述5.3.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測常用傳感器5.3.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械

6、狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測5.3.4 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的機(jī)理與診斷5.3.5 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷典型系統(tǒng)介紹5.4 鍋爐燃燒質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)5.4.1 概述5.4.2 鍋爐燃燒質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計5.5 慣性儀表自動測試系統(tǒng)5.5.1 性能指標(biāo)要求5.5.2 總體方案5.5.3 部件選擇 5.5.4 控制器及接口電路5.5.5 控制系統(tǒng)框圖思考題6. 現(xiàn)代測控與儀器微納米系統(tǒng)集成技術(shù)6.1 微納米測試系統(tǒng)集成技術(shù)6.1.1 微納米測試技術(shù)概述6.1.2 表面粗造度測試系統(tǒng)6.1.3 線條寬度測試系統(tǒng)6.1.4 臺階高度測試系統(tǒng)6.1.5 膜厚測量系統(tǒng)6.2 生物工程中測控集成技術(shù) 6.2.1 生物單元測控集

7、成技術(shù)6.2.2 典型應(yīng)用系統(tǒng)6.3 納米自組裝技術(shù) 6.3.1 納米自組裝技術(shù)概述6.3.2 納米自組裝技術(shù)6.3.3 納米自組裝技術(shù)典型應(yīng)用思考題參考文獻(xiàn)測量控制與儀器儀表工程師資格培訓(xùn)教材大綱測量控制與儀器儀表的前沿技術(shù)及發(fā)展趨勢第一篇 總論第一章 概述 §1.1 測量控制和儀器儀表§1.1.1 測量控制與儀器儀表概述§1.1.2 測量控制與儀器科學(xué)的學(xué)科內(nèi)涵§1.1.3 儀器儀表分類§1.2 測量控制與儀器儀表的作用與地位§1.2.1 儀器儀表的重要作用§1.2.2 儀器儀表的地位§1.2.3 儀器儀表的市

8、場需求§1.3 測量控制與儀器儀表的評價§1.3.1 評價內(nèi)容§1.3.2 評價儀器儀表的技術(shù)體系§1.3.3 測量控制與儀器儀表誤差與分析§1.4 測量、單位制、量值的傳遞與溯源§1.4.1 測量與計量§1.4.2 單位制§1.4.3 量值的傳遞與溯源§1.5 測量信息論§1.5.1 信息的概念§1.5.2 信息的作用§1.5.3 測量信息論習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)第二章 現(xiàn)代測量控制與儀器儀表的發(fā)展動向 §2.1 從“兩彈一星”到“神舟五號飛船”§2.1.

9、1 輝煌的技術(shù)成就§2.1.2 中國載人航天工程的七大系統(tǒng)§2.1.3 神舟號飛船的的發(fā)射與回收§2.1.4 神舟號飛船的現(xiàn)狀與展望§2.2 中國計量事業(yè)的發(fā)展§2.2.1 我國計量事業(yè)的發(fā)展§2.2.2 差距與挑戰(zhàn)§2.2.3 今后發(fā)展展望§2.3 我國儀器儀表發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢§2.3.1 我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀§2.3.2 我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨的壓力§2.3.3 我國儀器儀表發(fā)展的趨勢§2.4 現(xiàn)代測量控制與儀器儀表的的發(fā)展動向§2.4.1 國外儀器行業(yè)發(fā)

10、展呈現(xiàn)出的發(fā)展趨勢§2.4.2 國外儀器行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出技術(shù)特點§2.4.3 未來十年儀器儀表關(guān)鍵技術(shù)習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)第二篇 測量控制與儀器儀表前沿技術(shù)第三章 傳感與測試前沿技術(shù)§3.1 概述§3.1.1 傳感器與傳感技術(shù)的概念§3.1.2 傳感器的地位與作用§3.1.3 傳感器的分類§3.1.4 傳感器的主要性能指標(biāo)§3.1.5 傳感技術(shù)的發(fā)展§3.2 前沿傳感技術(shù)§3.2.1 微型傳感器§3.2.2 智能傳感器§3.2.3 光電傳感器§3.2.4 光纖傳感器&

11、#167;3.2.5 生物傳感器§3.3 前沿測試技術(shù)§3.3.1 MEMS測試技術(shù)§3.3.2 動態(tài)測試技術(shù)§3.3.3 視覺在線檢測技術(shù)§3.3.4 三維數(shù)字化技術(shù)§3.3.5 分布式網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)§3.3.6 醫(yī)學(xué)中的前沿測試技術(shù)§3.3.7 無損檢測前沿技術(shù)習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)第四章 模擬信號調(diào)理技術(shù) §4.1 引言§4.2 信號放大一、高輸入阻抗運算放大器二、具數(shù)字增益控制的精密儀表放大器三、在系統(tǒng)可編程模擬器件ispPAC系列§4.3 開關(guān)電容濾波器一、開關(guān)電容濾波器的工作原

12、理二、開關(guān)電容濾波器器件舉例§4.4 高速24位-型模數(shù)轉(zhuǎn)換器一、概述二、工作原理與性能三、接口設(shè)計四、應(yīng)用建議§4.5 模擬信號調(diào)理技術(shù)的發(fā)展趨勢一、高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器二、SoC技術(shù)三、在系統(tǒng)編程、下載四、高速運算五、非易失性大容量存儲器§4.6 結(jié)束語習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)第五章 數(shù)字信號處理中的前沿技術(shù) §5.1 儀器儀表與信號處理§5.2 信號濾波技術(shù)§5.2.1 數(shù)字濾波器§5.2.2 維納濾波§5.2.3 自適應(yīng)濾波§5.3 信號分析§5.3.1 平穩(wěn)隨機(jī)過程的數(shù)據(jù)處理方法§

13、5.3.2 時頻分析§5.3.3 短時傅立葉變換§5.3.4 小波變換§5.4 非高斯信號處理習(xí)題與思考題第六章 智能控制與系統(tǒng) §6.1 新型微控制器§6.1.1 ARM處理器§6.1.2 DSP處理器§6.1.3 可編程器件FPGA/CPLD§6.2 儀器儀表與系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)總線§6.2.1 現(xiàn)場總線技術(shù)概述§6.2.2 CAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述§6.2.3 工業(yè)以太網(wǎng)§6.2.4 儀器儀表總線§6.3 虛擬儀器及嵌入式系統(tǒng)§6.3.1 虛擬儀器§6

14、.3.2 嵌入式系統(tǒng)§6.4 智能控制技術(shù)§6.4.1 人工智能§6.4.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)§6.4.3 混沌學(xué)§6.4.4 模糊控制習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)第七章 現(xiàn)代儀器儀表的設(shè)計與制造技術(shù) §7.1 先進(jìn)設(shè)計制造技術(shù)對儀器儀表的作用§7.2 儀器儀表的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)§7.2.1 光機(jī)電一體化設(shè)計§7.2.2 智能化設(shè)計§7.2.3 信息化設(shè)計§7.2.4 產(chǎn)品與系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計§7.3 儀器儀表的前沿制造技術(shù)§ 7.3.1 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)技術(shù)§ 7.3.2

15、 柔性制造系統(tǒng)§ 7.3.3 虛擬制造技術(shù)§ 7.3.4 綠色制造技術(shù)§7.4 微納米制造技術(shù)與儀器科學(xué)§ 7.4.1 微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)§ 7.4.2 納米技術(shù)§ 7.4.3 微納米制造技術(shù)§ 7.4.4 微納米技術(shù)的融合§ 7.4.5 微納米技術(shù)對現(xiàn)代儀器科學(xué)的影響習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)第三篇 典型測量控制與儀器儀表的發(fā)展趨勢 第八章 典型工業(yè)過程參數(shù)檢測與控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 §8.1 工業(yè)自動化儀表的地位作用和特點§8.2 典型工業(yè)過程參數(shù)檢測的發(fā)展與趨勢§8.2.1 溫度

16、測量§8.2.2 壓力測量§8.2.3 流量測量§8.2.4 物位測量§8.3 工業(yè)過程控制的發(fā)展與趨勢§8.3.1 過程工業(yè)的特點§8.3.2 過程控制發(fā)展的回顧§8.3.3 過程控制的發(fā)展趨勢§8.3.4 過程控制面臨的問題§8.3.5 智能控制的發(fā)展習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)第九章 典型科學(xué)儀器的發(fā)展趨勢 §9.1 科學(xué)儀器的地位、作用和前沿技術(shù)§9.1.1 什么是科學(xué)儀器§9.1.2 科學(xué)儀器的地位和作用§9.1.3 科學(xué)儀器事業(yè)的發(fā)展方向和前沿§9.2

17、 典型科學(xué)儀器的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢§9.2.1 光學(xué)儀器的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢§9.2.2 分析儀器的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢§9.2.3 其他實驗室和現(xiàn)場、在線科學(xué)儀器§9.3 科學(xué)儀器發(fā)展的融合與分蘗§9.3.1 科學(xué)儀器科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的融合趨勢§9.3.2 科學(xué)儀器發(fā)展中的分蘗趨勢習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)第十章 典型電子與電工測量儀器的發(fā)展趨勢 §10.1 電子與電工測量儀器的作用和基本特性§10.1.1 概述§10.1.2 電子測量儀器的作用和特點§10.1.3 電工測量儀器儀表§10.2 典型電子與電工測量儀器的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢§10.2.1 電子測量儀