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第1章 绪论1

1.1 仪器仪表基础1

1.1.1 仪器仪表的概念与认识1

1.1.2 仪器仪表的基本结构与组成2

1.1.3 仪器仪表的分类3

1.1.4 仪器仪表的作用与地位4

1.2 仪器仪表产业现状与发展方向6

1.2.1 国外仪器仪表产业特点和发展趋势6

1.2.2 我国仪器仪表产业现状与发展方向8

1.3 仪器科学与技术学科概况12

1.3.1 仪器科学与技术学科专业教育的历史与现状12

1.3.2 仪器科学与技术学科内涵13

1.3.3 仪器科学与技术学科组成与研究范围14

1.3.4 仪器科学与技术学科的发展15

1.3.5 我国仪器科学与技术学科发展的需求与研究方向17

思考题19

第2章 仪器科学与技术学科基础21

2.1 测量基础21

2.1.1 测量过程21

2.1.2 测量方法23

2.1.3 测量信息论26

2.2 计量基础28

2.2.1 测量、计量与测试29

2.2.2 量的概念和分类29

2.2.3 单位制32

2.2.4 量值的传递与溯源35

2.3 误差理论与数据处理38

2.3.1 误差的基本概念与性质38

2.3.2 测量不确定度的概念与评定45

2.3.3 数据处理的基本方法52

2.4 测试系统特性分析基础54

2.4.1 线性系统及其主要性质55

2.4.2 测试系统的静态响应特性55

2.4.3 测试系统的动态响应特性56

2.4.4 实现不失真测量的条件59

2.4.5 测量控制与仪器仪表的评价60

思考题62

第3章 仪器仪表信息技术64

3.1 仪器仪表系统的基本结构64

3.1.1 仪器仪表的功能模块64

3.1.2 功能模块间的相互作用65

3.2 传感器技术66

3.2.1 传感器定义与分类66

3.2.2 传感器的应用68

3.2.3 传感器的发展趋势70

3.3 测试技术74

3.3.1 测试技术基础74

3.3.2 精密测试技术78

3.4 模拟信号调理技术82

3.4.1 信号调理的基本概念与分类82

3.4.2 典型模拟信号调理技术83

3.4.3 模拟信号调理技术的发展趋势87

3.5 数字信号处理技术91

3.5.1 数字信号处理技术概论91

3.5.2 微处理器与控制器94

3.6 通信技术101

3.7 控制技术104

3.7.1 过程控制技术104

3.7.2 计算机控制技术107

3.7.3 智能控制技术109

3.8 信号输出技术112

3.8.1 概述112

3.8.2 信号输出形式与分类113

3.8.3 显示和指示类信号输出114

3.8.4 记录类信号输出115

思考题118

第4章 仪器仪表的应用领域119

4.1 工业自动化仪表与系统119

4.1.1 综合自动化技术119

4.1.2 现场总线控制系统技术121

4.1.3 先进自动化软件技术124

4.2 科学仪器127

4.2.1 科学仪器概述127

4.2.2 “嫦娥一号”携带的科学仪器134

4.3 电子与电工测量仪器及系统138

4.3.1 电子与电工测量仪器概述138

4.3.2 电子测量仪器的特点与分类139

4.3.3 典型电子测量仪器介绍141

4.3.4 典型电工测量仪器仪表介绍147

4.3.5 电子与电工测量仪器发展趋势151

4.4 医疗仪器154

4.4.1 医疗仪器的作用、特点与发展现状154

4.4.2 典型医疗仪器介绍156

4.4.3 医疗仪器技术与产业发展趋势161

4.5 其他各类测量仪器及系统162

4.5.1 环境监测设备162

4.5.2 食品品质快速测定系统169

思考题173

第5章 虚拟仪器与自动测试系统175

5.1 虚拟仪器175

5.1.1 虚拟仪器的概念与特点175

5.1.2 虚拟仪器的硬件平台177

5.1.3 虚拟仪器的软件结构182

5.1.4 虚拟仪器开发环境183

5.1.5 虚拟仪器的发展趋势184

5.2 网络化仪器186

5.2.1 网络化仪器概述186

5.2.2 网络化仪器的组成187

5.2.3 网络化仪器示例189

5.2.4 网络化仪器发展趋势190

5.3 自动测试系统190

5.3.1 自动测试系统的概念190

5.3.2 自动测试系统的发展192

5.3.3 自动测试设备的组成、功能与分类195

5.3.4 自动测试系统的应用领域197

5.3.5 下一代自动测试系统涉及的关键技术198

5.4 测试系统设计技术200

5.4.1 测试系统的顶层设计200

5.4.2 测试接口适配器设计206

5.4.3 测试软件的设计与开发206

5.4.4 测试系统设计实例209

思考题216

第6章 现代仪器仪表的设计与制造技术217

6.1 仪器仪表总体设计217

6.1.1 设计任务分析217

6.1.2 确定主要参数与技术指标218

6.1.3 总体方案的制定218

6.1.4 仪器仪表设计原则219

6.2 仪器仪表精度设计220

6.2.1 测量误差的合成220

6.2.2 误差分配与仪器精度设计222

6.2.3 仪器精度设计中的微小误差取舍223

6.3 仪器仪表可靠性设计224

6.3.1 可靠性特征参数与技术指标224

6.3.2 系统可靠性模型与可靠性预测225

6.3.3 系统可靠性分配与设计229

6.3.4 提高系统可靠性的方法232

6.4 仪器仪表人机工程设计234

6.4.1 显示装置234

6.4.2 操纵装置238

6.4.3 作业空间与作业用具242

6.4.4 作业环境和作业安全243

6.5 仪器仪表现代设计方法243

6.6 仪器仪表的制造技术247

6.6.1 仪器仪表制造概述247

6.6.2 制造自动化技术248

6.6.3 先进制造生产模式250

思考题252

第一章 现代仪器科学与技术教育254

7.1 学科专业的培养目标254

7.1.1 学科与专业254

7.1.2 仪器科学与技术专业的培养目标和规格258

7.1.3 课程的设置及体系259

7.1.4 专业课程知识结构261

7.2 仪器科学与技术专业的教学条件269

7.3 制定仪器科学与技术专业规范的主要参考指标270

7.3.1 制定专业人才培养方案的原则270

7.3.2 制定仪器科学与技术专业规范的主要参考指标271

思考题271

参考文献272