智能仪器原理及应用

智能仪器原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:赵茂泰 编
出品人:
页数:307
译者:
出版时间:2004-1
价格:25.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787121000171
丛书系列:
图书标签:
  • 智能仪器
  • 传感器
  • 测量技术
  • 自动化
  • 数据采集
  • 信号处理
  • 嵌入式系统
  • 工业控制
  • 仪器仪表
  • 电子技术
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具体描述

《智能仪器原理及应用(第2版)》系统深入地论述了以微型计算机为核心的智能电子仪器的结构体系,及其硬件与软件的设计原理和实现方法。

全书共分9章。第1章介绍智能仪器的结构、设计要点以及现状与发展;第2章介绍智能仪器模拟量输入/输出通道;第3章介绍智能仪器人机接口;第4章介绍智能仪器通信接口;第5章介绍智能仪器典型处理功能;第6章介绍电压测量为主的智能仪器;第7章介绍智能电子计数器;第8章介绍智能化数字存储示波器;第9章介绍个人仪器及系统。为使理论联系实际,书中含有许多设计实例,每章皆有思考题与习题。

《智能仪器原理及应用(第2版)》可作为高等院校电子类专业教材或专业培训教材,也可作为广大从事电子仪器及测量技术应用和开发的科技人员的参考书。

好的,这是一份关于一本名为《智能仪器原理及应用》的书籍的详细简介,内容完全聚焦于该书所不包含的主题。 --- 图书简介:一部关于现代工业控制、嵌入式系统设计与先进传感技术的前沿综述 书名:《现代工业自动化系统设计与实现》 内容提要: 本书旨在为读者提供一个全面、深入且高度实践性的视角,探讨当代工业自动化领域的核心技术、系统架构设计、关键组件选型以及实际工程部署策略。本书内容聚焦于构建高效、可靠、安全且具备一定智能处理能力的工业控制系统,涵盖从底层数据采集到顶层决策支持的全流程技术栈。我们摒弃了对传统测量仪器基础原理的冗余论述,直接切入现代工业控制系统的复杂性与前沿挑战。 全书结构紧凑,内容以模块化方式组织,确保读者能够清晰地理解各个子系统之间的相互作用,并掌握将理论知识转化为实际生产力的方法。 第一部分:工业控制系统(ICS)架构与标准化 本部分深入解析了当前主流工业控制架构的演进路径,重点阐述了从传统的分布式控制系统(DCS)向基于网络的、信息物理系统(CPS)模型的过渡。 工业通信协议栈的深度解析: 详细对比分析了EtherCAT、PROFINET IRT、TSN(时间敏感网络)等实时以太网协议的底层机制、时钟同步策略及确定性保障。我们着重探讨了这些协议在高动态、高带宽工业场景下的性能瓶颈与优化手段,以及如何利用OPC UA在不同制造层级间实现数据语义的互操作性。 系统冗余与容错设计: 探讨了热备份、冷备份、以及基于多核处理器的软件冗余方案。内容包括故障检测机制(如心跳包分析、数据一致性校验)和故障切换策略的数学模型,旨在确保系统在关键组件失效时仍能维持安全运行。 控制逻辑的软件工程实践: 依据IEC 61131-3标准,我们详细介绍了结构化文本(ST)、功能块图(FBD)等编程语言在复杂状态机和顺序控制中的应用范例,并引入面向对象编程思想在PLC/PAC程序设计中的实践案例,以提升代码的可维护性和模块化程度。 第二部分:嵌入式系统在控制中的前沿应用 本部分将目光聚焦于控制系统“大脑”——嵌入式硬件与固件的深度开发,强调高性能计算与低功耗设计的平衡。 高性能实时操作系统(RTOS)选型与内核优化: 深入分析FreeRTOS、VxWorks、QNX等主流RTOS的调度算法(如固定优先级、轮转法、最早截止时间优先EDF),并指导读者如何针对特定应用需求(如高频伺服控制)裁剪和优化内核以实现微秒级的响应时间。 异构计算平台的集成: 详细介绍了FPGA、GPU(用于并行数据处理和初步AI推理)与微控制器(MCU)之间的数据交换机制(如PCIe、高速SPI)。内容着重于如何利用OpenCL或CUDA框架加速复杂的数字信号处理(DSP)和模型预测控制(MPC)算法的运算。 安全启动与固件保护: 探讨了在嵌入式设备中实现硬件信任根(Root of Trust)的技术,包括使用可信平台模块(TPM)或安全元件(SE)来保护知识产权和防止恶意代码注入的策略。 第三部分:先进过程控制与数字化孪生(Digital Twin) 本部分超越了传统的PID控制范畴,转向高级算法与系统级建模,是实现工业4.0愿景的关键技术支撑。 模型预测控制(MPC)的实现细节: 详细推导了线性化MPC的基本算法,并针对约束处理、在线优化求解器(如QP求解器)的选择与配置提供了实践指导。内容重点关注如何处理非线性系统(如使用NMPC或稀疏模型)。 数据驱动的控制优化: 探讨了利用强化学习(RL)来训练自主决策代理,以替代或辅助传统控制器处理高度不确定性环境的问题。分析了离线训练模型与在线策略评估的安全性边界。 构建高保真度的数字化孪生体: 阐述了从物理设备(OT)数据到云端建模环境(IT)的全链路数据映射方法。内容包括如何使用有限元分析(FEA)或计算流体力学(CFD)的结果来校准和验证数学模型,以及如何利用孪生体进行“假设分析”和预测性维护方案的验证。 第四部分:工业物联网(IIoT)与边缘智能 本部分关注数据如何在现场设备与云平台之间安全、高效地流动,以及如何在靠近数据源的边缘侧进行即时决策。 边缘计算架构设计: 区分了Fog Computing与Edge Computing的适用场景,并详细介绍了如何部署容器化(如Docker/Kubernetes)的应用在资源受限的工业网关上,以实现应用的快速迭代与隔离。 数据治理与时序数据库: 深入分析了针对工业过程数据的特性(高频率、时间戳敏感),如何选型和部署InfluxDB、TimescaleDB等时序数据库,并设计高效的聚合与下采样策略。 OT/IT网络安全深度防御: 重点阐述了工业控制网络的安全加固措施,包括网络分段(Purdue模型的分层隔离)、深度包检测(DPI)在工业协议中的应用,以及零信任架构在跨域访问控制中的部署实践。 本书特点: 本书内容高度侧重于工程实践和前沿技术融合,不包含基础电子学、信号处理的教科书式介绍,也不涉及对特定品牌测量仪表的详细操作手册。它面向的是对现有自动化系统有一定了解,并希望向高阶控制、系统集成和数字化转型迈进的工程师、研究人员和高级技术人员。通过本书的学习,读者将能够掌握设计和部署新一代智能、安全、互联的工业自动化解决方案的核心能力。

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