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測量控制與儀器儀表工程師資格培訓教材大綱

時間:2011-11-28 作者:專家委 點擊:5558

《測量控制與儀器儀表現代系統集成技術》

1. 緒論

  1.1 儀器儀表在國民經濟中的地位

  1.2 儀器儀表技術的發展現狀

  1.3 現代儀器儀表系統的基本結構與組成

  1.4 儀器儀表系統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

  2.1 現代傳感技術的發展

  2.2 現代傳感技術在儀器儀表集成系統中的位置和作用

  2.3 測量系統的基本功能

    2.3.1 測量系統的功能模塊組成

    2.3.2 功能模塊間的相互作用

  2.4 傳感器的分類

    2.4.1 按被測量進行的分類

    2.4.2 按作用原理進行的分類

    2.4.3 按能量轉換關系進行的分類

    2.4.4 常用傳感器的種類列表

  2.5 典型傳感器及其在儀器儀表系統集成中的應用

    2.5.1 電阻式傳感器及其應用

    2.5.2 電感式傳感器及其應用

    2.5.3 渦流傳感器及其應用

    2.5.4 電容式傳感器及其應用

    2.5.5 壓電傳感器及其應用

    2.5.6 磁電式傳感器及其應用

  2.6 光電傳感技術

    2.6.1 光電傳感技術基礎

    2.6.2 光譜測試技術

    2.6.3 莫爾條紋測量技術

    2.6.4 干涉測量技術

    2.6.5 光纖傳感技術

  2.7 微型傳感集成系統

    2.7.1 概述

    2.7.2 微型傳感器

    2.7.3 微型傳感集成系統應用

    思考題

3. 系統及系統特性描述

  3.1 系統集成概念

    3.1.1 系統集成概念的提出和發展

    3.1.2 系統集成的基本結構形式

  3.2 基本集成模塊

    3.2.1 物理層配置

    3.2.2 應用層

  3.3 系統建模及仿真

    3.3.1 系統需求分析

    3.3.2 建模及仿真

  3.4 系統控制

    3.4.1 分散型控制系統(DCS)

    3.4.2 現場總線控制系統(FCS)

    3.4.3 可編程邏輯控制(PLC)

    3.4.4 數字信號處理器(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 最優控制

    3.4.8 自適應控制

      思考題

4. 儀器儀表計算機系統集成技術

  4.1 計算機集成儀器儀表系統的基本功能結構

    4.1.1 數據的融合與綜合利用

    4.1.2 網絡體系結構與網絡協議

    4.1.3 Internet國際互聯網

    4.1.4 現場總線技術

  4.2 系統集成中的計算機接口技術

    4.2.1 接口技術概述

    4.2.2 簡單I/O接口

    4.2.3 中斷

  4.3 智能儀器系統的硬件處理技術

    4.3.1 概述

    4.3.2 智能儀器的輸入通道及數據采集

    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接口

  4.4 智能儀器系統處理技術

    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 智能儀器的設計與實現

  4.5 基于虛擬儀器技術的系統集成

    4.5.1 虛擬儀器概念及系統構成

    4.5.2 虛擬儀器軟件技術

    4.5.3 虛擬儀器硬件技術

      思考題

5. 典型儀器儀表集成系統應用實例

  5.1 集成多傳感技術的產品質量檢測系統

    5.1.1 概述

    5.1.2 融合接觸與非接觸測量技術的產品集成檢測系統

    5.1.3 系統模塊設計與功能介紹

    5.1.4 傳感器的選擇與系統的集成

    5.1.5 測量裝置的協調與測量過程自動化

  5.2 基于虛擬儀器的大型橋梁結構動態特性測試系統集成

    5.2.1 橋梁結構動態特性測試需求分析

    5.2.2 橋梁結構動態特性測試系統功能設計

    5.2.3 基于虛擬儀器技術實現大型橋梁測試系統集成

    5.2.4 便攜式橋梁結構測試系統集成案例

    5.2.5 長期監測的橋梁結構測試系統集成案例

  5.3 旋轉機械狀態監測與故障診斷系統

    5.3.1 概述

    5.3.2 旋轉機械狀態監測常用傳感器

    5.3.3 旋轉機械狀態參數監測

    5.3.4 旋轉機械故障的機理與診斷

    5.3.5 設備狀態監測與故障診斷典型系統介紹

  5.4 鍋爐燃燒質量監測控制系統

    5.4.1 概述

    5.4.2 鍋爐燃燒質量監測控制系統設計

  5.5 慣性儀表自動測試系統

    5.5.1 性能指標要求

    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 控制系統框圖

      思考題

6. 現代測控與儀器微納米系統集成技術

  6.1 微納米測試系統集成技術

    6.1.1 微納米測試技術概述

    6.1.2 表面粗造度測試系統

    6.1.3 線條寬度測試系統

    6.1.4 臺階高度測試系統

    6.1.5 膜厚測量系統

  6.2 生物工程中測控集成技術

6.2.1 生物單元測控集成技術

    6.2.2 典型應用系統

  6.3 納米自組裝技術

    6.3.1 納米自組裝技術概述

    6.3.2 納米自組裝技術

    6.3.3 納米自組裝技術典型應用

      思考題

參考文獻


測量控制與儀器儀表工程師資格培訓教材大綱

《測量控制與儀器儀表的前沿技術及發展趨勢》

•  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的學科內涵

§ 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 儀器儀表的市場需求

§ 1.3 測量控制與儀器儀表的評價

§ 1.3.1 評價內容

§ 1.3.2 評價儀器儀表的技術體系

§ 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

習題與思考題

參考文獻

第二章 現代測量控制與儀器儀表的發展動向

§ 2.1 從“兩彈一星”到“ 神舟五號飛船”

§ 2.1.1 輝煌的技術成就

§ 2.1.2 中國載人航天工程的七大系統

§ 2.1.3 神舟號飛船的的發射與回收

§ 2.1.4 神舟號飛船的現狀與展望

§ 2.2 中國計量事業的發展

§ 2.2.1 我國計量事業的發展

§ 2.2.2 差距與 挑戰

§ 2.2.3 今后發展展望

§ 2.3 我國儀器儀表發展的現狀與趨勢

§ 2.3.1 我國儀器儀表產業的現狀
§ 2.3.2 我國儀器儀表產業的發展面臨的壓力

§ 2.3.3 我國儀器儀表發展的趨勢
§ 2.4 現代測量控制與儀器儀表的的發展動向

§ 2.4.1 國外儀器行業發展呈現出的發展趨勢

§ 2.4.2 國外儀器行業發展呈現出技術特點

§ 2.4.3

未來十年儀器儀表關鍵技術

習題與思考題

參考文獻

•  測量控制與儀器儀表前沿技術

第三章 傳感與測試前沿技術

§ 3.1 概述

§ 3.1.1 傳感器與傳感技術的概念

§ 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

§ 3.1.5 傳感技術的發展

§ 3.2 前沿傳感技術

§ 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

§ 3.2.5 生物傳感器

§ 3.3 前沿測試技術

§ 3.3.1 MEMS 測試技術

§ 3.3.2 動態測試技術

§ 3.3.3 視覺在線檢測技術

§ 3.3.4 三維數字化技術

§ 3.3.5 分布式網絡測試技術

§ 3.3.6 醫學中的前沿測試技術

§ 3.3.7 無損檢測前沿技術

習題與思考題

參考文獻

第四章 模擬信號調理技術

§4.1 引言

§4.2 信號放大

一、高輸入阻抗運算放大器 二、具數字增益控制的精密儀表放大器 三、在系統可編程模擬器件 ispPAC系列
§4.3 開關電容濾波器

一、開關電容濾波器的工作原理 二、開關電容濾波器器件舉例
§4.4 高速24位∑-Δ型模數轉換器

一、概述 二、工作原理與性能 三、接口設計 四、應用建議
§4.5 模擬信號調理技術的發展趨勢

一、高分辨率模數轉換器 二、 SoC技術 三、在系統編程、下載 四、高速運算 五、非易失性大容量存儲器
§4.6 結束語

習題與思考題

參考文獻

•  數字信號處理中的前沿技術

§ 5.1 儀器儀表與信號處理

§ 5.2 信號濾波技術

§ 5.2.1 數字濾波器

§ 5.2.2 維納濾波

§ 5.2.3 自適應濾波

§ 5.3 信號分析

§ 5.3.1 平穩隨機過程的數據處理方法

§ 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

習題與思考題

•  智能 控制與系統

§ 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 儀器儀表與系統控制網絡總線

§ 6.2.1 現場總線技術概述

§ 6.2.2 CAN 網絡技術概述

§ 6.2.3 工業以太網

§ 6.2.4 儀器儀表總線

§ 6.3 虛擬儀器及嵌入式系統

§ 6.3.1 虛擬儀器

§ 6.3.2 嵌入式系統

§ 6.4 智能控制技術

§ 6.4.1 人工智能

§ 6.4.2 人工神經網絡

§ 6.4.3 混沌學

§ 6.4.4 模糊控制

習題與思考題

參考文獻

•  現代儀器儀表的設計與制造技術

§ 7.1 先進設計制造技術對儀器儀表的作用

§ 7.2 儀器儀表的現代設計技術

§7.2.1 光機電一體化設計

§7.2.2 智能化設計

§7.2.3 信息化設計

§7.2.4 產品與系統的創新設計

§ 7.3 儀器儀表的前沿制造技術

§ 7.3.1 計算機集成制造系統技術

§ 7.3.2 柔性制造系統

§ 7.3.3 虛擬制造技術

§ 7.3.4 綠色制造技術

§ 7.4 微納米制造技術與儀器科學

§ 7.4.1 微機電系統( MEMS )技術

§ 7.4.2 納米技術

§ 7.4.3 微納米制造技術

§ 7.4.4 微納米技術的融合

§ 7.4.5 微納米技術對現代儀器科學的影響

習題與思考題

參考文獻

•  典型測量控制與儀器儀表的發展趨勢

•  典型工業過程參數檢測與控制系統的發展趨勢

§ 8.1 工業自動化儀表的地位作用和特點

§ 8.2 典型工業過程參數檢測的發展與趨勢

§ 8.2.1 溫度測量

§ 8.2.2 壓力測量

§ 8.2.3 流量測量

§ 8.2.4 物位測量

§ 8.3 工業過程控制的發展與趨勢

§ 8.3.1 過程工業的特點

§ 8.3.2 過程控制發展的回顧

§ 8.3.3 過程控制的發展趨勢

§ 8.3.4 過程控制面臨的問題

§ 8.3.5 智能控制的發展

習題與思考題

參考文獻

•  典型科學儀器的發展趨勢

§ 9.1 科學儀器的地位、作用和前沿技術

§ 9.1.1 什么是科學儀器

§ 9.1.2 科學儀器的地位和作用

§ 9.1.3 科學儀器事業的發展方向和前沿

§ 9.2 典型科學儀器的發展現狀與趨勢

§ 9.2.1 光學儀器的發展現狀和趨勢

§ 9.2.2 分析儀器的發展現狀和發展趨勢

§ 9.2.3 其他實驗室和現場、在線科學儀器

§ 9.3 科學儀器發展的融合與分蘗

§ 9.3.1 科學儀器科技與產業發展的融合趨勢

§ 9.3.2 科學儀器發展中的分蘗趨勢

習題與思考題

參考文獻

•  典型電子與電工測量儀器的發展趨勢

§ 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展現狀與趨勢

§ 10.2.1 電子測量儀器的發展現狀與趨勢

§ 10.2.2 電工測量儀器的發展現狀與趨勢

習題與思考題

參考文獻

•  典型醫療儀器的發展趨勢

§ 11.1 醫療儀器的作用與特點

§ 11.1.1 醫療儀器的作用

§ 11.1.2 醫療儀器的特點

§ 11.1.3 醫療儀器的發展方向

§ 11.2 典型醫療儀器的發展現狀與趨勢

§ 11.2.1 醫學檢測儀器

§ 11.2.2 近紅外動態光譜技術及其在血液成分檢測

§ 11.2.3 圖像診斷儀器

§ 11.2.4 生物電診斷儀器

習題與思考題

參考文獻

中國儀器儀表學會開展測量控制與儀器儀表工程師資格認證,受到社會特別是儀器儀表行業的廣泛關注和熱情支持,上海精密科學儀器有限公司、上海自動化 儀表股份有限公司、浙江中控技術(集團)有限公司、上海工業自動化儀表研究所、 ABB (中國)有限公司等幾十家國內外知名企業表示對中國儀器表儀表學會認證的工程師資格予以認可。這不僅是對中國儀器儀表學會開展工程師資格認證的巨大鼓舞, 也是廣大申請工程師資格人員的福音。由于眾多企業對測量控制與儀器儀表工程師資格認可表述的內容和格式類似,這里選登上海精密科學儀器有限公司發來的“認 可書”,其他企業的“認可書”不再一一刊登。

(來源:秘書處 )

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