在當前信息化、智能化的社會中,作為獲取信息的智能儀器越來越重要,智能化是儀器儀表的發展方向。智能儀器是一種新型儀器,它是測量技術、傳感器、計算機、微電子、信息處理、人工智能等多種技術相結合的產物。智能儀器的功能強,性能指標高,具有自校準、自診斷等功能,目前廣泛應用在工業、國防軍事、科學研究等部門。
智能儀器是測控技術與儀器等相關專業的主要專業課之一,本書講述智能儀器的原理及其設計方法,重視基礎理論,強調理論聯系實際,特別注重先進性和實用性,培養學生分析問題和解決問題的能力?紤]到本科教學計劃和課程設置,本書主要介紹以單片機為主的智能儀器設計理論和方法。書中對DSP和ARM進行簡單介紹,學生只要掌握智能儀器的設計方法,在熟悉DSP和ARM的基礎上,完全可以設計基于DSP和ARM的智能儀器。另外考慮到程序設計的需要,書中的程序全部采用C51語言編制,這也是本書和目前流行的各種同類教材的區別。通過本書的學習,學生可以掌握利用微處理器和電子元器件設計測量儀器和系統的方法。
全書共分9章:第1章緒論,簡要介紹智能儀器的結構、特點和發展,以及智能儀器中常用的微處理器;第2章數據采集技術,介紹測量放大器、模擬多路開關、采樣保持器、常用的A/D轉換器及其接口電路;第3章模擬量與開關量信號輸出系統,介紹D/A轉換器及其接口電路、光電耦合器和繼電器輸出與接口電路;第4章智能儀器外設處理技術,介紹智能儀器外設,包括鍵盤、LED、LCD和觸摸屏及其處理技術;第5章智能儀器中的通信接口技術,介紹通信接口,包括RS-232C、RS-485標準串行接口、GP-IB(IEEE-488)總線、USB、以太網、CAN和藍牙接口技術;第6章數據處理及程序設計,介紹查表、排序等非數值處理方法和系統誤差及隨機誤差的處理方法,并介紹智能儀器系統軟件設計,包括監控主程序、鍵盤管理、中斷管理及處理和子程序模塊;第7章介紹智能儀器的自檢、自校準和自動測量技術;第8章智能儀器的抗干擾技術,在分析智能儀器干擾源的基礎上,介紹硬件抗干擾技術和軟件抗干擾技術;第9章智能儀器設計,介紹智能儀器的設計方法,以智能工頻電參數測量儀和諧波測試儀的設計等儀器為例,講述智能儀器的設計過程。
本書是作者及哈爾濱工業大學電測教研室教師多年從事智能儀器教學和科研工作的總結。1990年趙新民教授主編了《智能儀器原理及設計》,是國內較早出版的智能儀器的教材。1999年對原書進行修改,出版了《智能儀器設計基礎》(原機械工業部九五重點教材)。2010年出版的《智能儀器設計基礎》是教育部高等學校儀器儀表學科教學指導委員會選定的“十一五”國家級規劃教材,F在為滿足教學的需要,并根據科學技術的發展對原書再次修訂,由王祁任主編,趙永平和魏國任副主編,參加編寫的還有逮仁貴、王啟松、宋凱和國添棟。作者編寫分工如下:第1章由王祁編寫,第2,3章由趙永平編寫,第4章由魏國編寫,第5章由逯仁貴編寫,第6章由王啟松編寫,第7,8章由宋凱編寫,第9章由國添棟編寫。全書由王祁、趙永平和魏國統稿。
由于作者的水平有限,書中疏漏和不足之處在所難免。另外,該科技領域發展日新月異,編寫中可能掛一漏萬,殷切希望各位老師和廣大讀者批評指正。