微型计算机在检测技术及仪器中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:阙沛文 编

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2000-1

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787313023568

丛书系列:

图书标签:

• 微型计算机
• 检测技术
• 仪器仪表
• 应用
• 电子技术
• 自动化
• 数据采集
• 信号处理
• 工业控制
• 计算机应用

《精准测量与智能感知：现代仪器仪表技术深度解析》 本书并非聚焦于微型计算机在检测技术及仪器中的具体应用，而是将目光投向了更广阔的现代仪器仪表领域，深入探讨了支撑现代精密测量与智能感知体系的理论基础、关键技术以及前沿发展。本书旨在为广大工程师、科研人员、高等院校师生以及对仪器仪表技术感兴趣的读者，提供一个系统、全面、深入的学习框架，帮助读者理解现代仪器仪表的“大脑”和“神经”是如何协同工作的，从而更好地应对日益复杂的测量与控制挑战。 第一部分：测量理论与传感技术基石 本书的开篇，我们将追溯到测量科学的根本。第一章“测量不确定度与误差分析”将带领读者重温测量过程中不可避免的误差来源，从系统误差到随机误差，从观测误差到计算误差，详细阐述其产生机制。更重要的是，我们将深入讲解不确定度评定和度量的方法，包括如何进行关键参数的搜集、合成不确定度的计算，以及不确定度的报告和运用。这部分内容旨在让读者深刻理解“测量值”的真正含义，以及如何科学地评估和表达测量的可靠性，为后续的仪器设计与应用奠定坚实的理论基础。 紧随其后，第二章“经典与现代传感技术概览”将全面梳理构成现代仪器仪表“感官”的各种传感技术。我们将从传统的电阻式、电容式、电感式传感器入手，回顾其基本工作原理与应用场景。随后，将重点介绍半导体传感器、压阻式、压电式、光电式、磁致伸缩式传感器等现代传感器技术的突破，深入剖析它们在提升测量精度、响应速度、集成度以及在恶劣环境下工作的能力方面所展现出的优势。此外，我们还会探讨 MEMS（微机电系统）传感器在微型化、多功能集成方面的巨大潜力，以及光学传感器、声学传感器、生物传感器在特定领域的创新应用。 第三章“信号调理与数据采集基础”是连接传感器输出与后续处理的关键环节。本章将详细介绍传感器信号的预处理技术，包括放大、滤波（低通、高通、带通、陷波）、阻抗匹配、隔离等电路的设计原理与实践。我们将深入讲解采样定理，分析采样频率、量化深度对数字信号质量的影响，并探讨抗混叠滤波器的设计与应用。此外，还将介绍各种数据采集卡（DAQ）的硬件结构、接口类型、以及常用的软件开发工具，为读者提供将模拟信号转化为可处理数字信息的操作指南。 第二部分：仪器仪表设计与关键技术深度解析 在构建了理论基础之后，本书将转向仪器仪表的设计与实现。第四章“精密测量仪器设计原则”将聚焦于提升仪器性能的核心要素。我们将探讨影响测量精度的关键因素，如分辨率、灵敏度、线性度、迟滞、重复性等，并详细介绍如何通过优化结构设计、选用高性能元器件、降低噪声干扰等手段来最大化仪器的各项指标。本章还将涉及仪器的校准与溯源，解释不同校准方法的原理与适用性，以及如何建立有效的校准体系以保证测量结果的准确性和可信度。 第五章“数字信号处理在仪器中的应用”将深入探讨如何在数字域优化和增强测量信号。我们将介绍傅里叶变换、Z变换等经典信号处理方法在仪器中的应用，如去除周期性噪声、提取有用信号特征。此外，还将深入讲解数字滤波器（FIR、IIR）的设计与实现，以及如何在嵌入式系统中高效地执行这些算法。本章还将触及现代信号处理技术，如小波分析在信号去噪和特征提取方面的应用，以及自适应滤波技术在动态变化环境下的优势。 第六章“数据存储、传输与通信协议”是现代仪器仪表不可或缺的组成部分。本章将介绍各种数据存储技术，从传统的存储卡到现代的固态硬盘，以及它们在不同应用场景下的选择考量。在数据传输方面，我们将详细阐述各种通信接口，如USB、Ethernet、RS-232/485、Wi-Fi、Bluetooth等，分析它们的传输速率、可靠性、功耗以及在仪器连接中的优劣。此外，还将重点介绍仪器仪表领域常用的通信协议，如Modbus、CAN总线、OPC UA等，讲解其通信机制、数据格式以及在工业自动化和智能系统集成中的关键作用。 第三部分：智能感知与未来发展趋势 随着科技的飞速发展，仪器仪表正朝着智能化、网络化方向迈进。第七章“智能仪器仪表的概念与实现”将为您揭示智能仪器的内涵。我们将讨论如何将人工智能、机器学习等先进技术融入仪器仪表的设计中，实现数据的自主分析、故障诊断、预测性维护以及智能决策。本章将探讨基于模型的推理、基于数据的学习以及混合智能方法在仪器中的应用，使仪器不再仅仅是数据的采集者，更是智能的分析者和决策者。 第八章“传感器网络与物联网（IoT）在仪器中的集成”将展望仪器仪表与物联网时代的融合。我们将详细介绍分布式传感器网络的架构，包括数据采集节点的设计、网络拓扑的选择、以及低功耗通信技术的应用。本章将重点分析仪器仪表如何作为物联网的关键组成部分，实现远程监控、数据共享、协同感知以及与其他智能设备的互联互通。我们将探讨在工业物联网（IIoT）、智慧城市、智慧农业等领域，仪器仪表所扮演的核心角色。 第九章“仪器仪表在特定领域的前沿应用”将带领读者领略仪器仪表技术的广泛应用前景。我们将选取几个典型领域，如医疗诊断仪器（高精度成像、生物信号监测）、环境监测仪器（大气、水质、土壤污染物检测）、工业过程控制仪器（温度、压力、流量、液位精密测量与控制）、精密制造与质量检测仪器（三维测量、无损检测），深入剖析这些领域对仪器仪表提出的特殊需求，以及当前最前沿的仪器技术和发展趋势。 结语 《精准测量与智能感知：现代仪器仪表技术深度解析》是一本集理论性、实践性、前瞻性于一体的专著。本书力求用清晰的语言、严谨的逻辑、翔实的案例，为读者构建一个关于现代仪器仪表技术的完整知识体系。我们相信，通过对本书的学习，读者将能更深刻地理解测量科学的精髓，掌握现代仪器仪表的关键技术，并能为未来仪器仪表技术的发展贡献智慧与力量。本书不涉及微型计算机在检测技术及仪器中的具体程序设计或硬件选型，而是聚焦于更为宏观和基础的原理与技术范畴，以期引发更深层次的思考与探索。

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这本封面设计简约而充满科技感的书，让我一拿到手就忍不住翻阅起来。书名虽然直指“检测技术及仪器”，但阅读体验却远超我的预期。我原以为会是一本枯燥的纯理论堆砌，没想到作者在开篇就用生动鲜活的案例，将复杂的信号处理与实际应用场景紧密结合。比如，书中关于高精度传感器数据采集的部分，它没有仅仅停留在介绍ADC（模数转换器）的参数指标上，而是深入剖析了如何利用微型计算机的并行处理能力，有效地克服环境噪声对微弱信号测量的干扰。特别是关于实时滤波算法的实现，书中提供了多种基于嵌入式平台的优化策略，文字描述清晰易懂，辅以精心绘制的流程图，即便是对数字信号处理略感吃力的读者，也能迅速抓住核心脉络。我特别欣赏作者在阐述软件架构时的那种系统性思维，它不仅仅是罗列代码片段，更像是在构建一个灵活可扩展的测量系统蓝图，这一点对于希望将理论知识转化为实际工程项目的工程师来说，无疑是宝贵的指引。整本书的节奏把握得恰到好处，既有足够的深度去满足专业人士的需求，又不失广度去引导初学者入门，实属难得的佳作。

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阅读这本书的过程，我感觉自己像是在进行一次跨学科的知识重组。它成功地在“计算机科学”与“物理测量原理”之间架设了一座坚实的桥梁。尤其是在处理非线性传感器模型校正时，作者巧妙地引入了现代控制理论中的状态估计方法，并展示了如何将卡尔曼滤波（Kalman Filter）等复杂的数学工具，通过C/C++语言高效地移植到资源受限的微型计算机平台上。这种从理论模型到嵌入式实现的无缝过渡，是许多教材所欠缺的。书中对于代码效率的极致追求令人印象深刻，例如，它会对比使用标准库函数与直接操作寄存器在特定场景下的性能差异，并用实际测试数据佐证其观点。这种对性能极限的不断探索，极大地拓宽了我对“优化”的理解，不再局限于算法层面，而是深入到硬件与软件交互的每一个细节，让人受益匪浅。

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这本书的排版和图表质量也值得称赞，它为复杂的概念提供了极佳的视觉辅助。我尤其欣赏它在介绍数据可视化和人机交互（HMI）设计时的态度。在检测仪器中，数据的呈现方式往往决定了操作人员的判断速度和准确性。书中专门开辟了一部分讨论如何利用微型计算机的图形处理能力，设计出既符合人因工程学原理又具备高信息密度的显示界面。它详细阐述了如何利用图形库进行实时波形绘制、趋势分析和故障报警的优先级管理。这些内容对我设计用户友好型测试界面有直接的指导意义。总的来说，这本书超越了一本技术手册的范畴，更像是一部结合了前沿技术、系统工程思维和用户体验考量的综合性指南，它提供的不只是技术知识，更是一种解决复杂测量问题的系统性方法论，阅读后感觉思维被极大地激发了。

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这本书的叙事风格非常独特，它似乎采用了一种“问题导向”而非“知识点罗列”的结构。我注意到，每一章的开头往往都抛出了一个在当前检测领域中尚未完全解决或效率有待提升的典型难题。例如，在讨论复杂多参数联测时，作者没有直接给出成熟方案，而是引导读者从采样定理、时钟同步误差分析入手，逐步推导出微机如何通过软件算法实现对时间偏差的精确补偿。这种层层递进的逻辑构建，极大地提升了我的主动思考能力。它不仅仅是告诉我“该怎么做”，更重要的是解释了“为什么非要这么做”。此外，书中对通信协议的选择和应用场景的分析也颇具洞察力。它不仅提到了标准的工业总线（如CAN、EtherCAT），还对比了在物联网时代背景下，利用低功耗广域网（LPWAN）技术进行远程数据回传的系统架构设计，这使得全书的视野兼顾了经典工业控制与前沿趋势，显得极富生命力。

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坦白讲，我当初挑选这本书，主要是冲着其在“仪器设计”方面的实践指导价值去的，结果它在“系统集成与调试”这一块带给我的惊喜，简直是意外之喜。市面上很多书籍在理论推导上很强，但一到实际动手操作层面就显得力不从心，要么是代码过时，要么是硬件选型过于理想化。然而，这本书却非常务实地探讨了不同微处理器架构（如ARM Cortex-M系列与FPGA的协同工作模式）在嵌入式检测系统中的优劣势比较。书中详细对比了在需要极低功耗的便携式检测设备和需要高吞吐量数据处理的工业在线监测系统中，选择何种平台进行底层驱动开发更为高效。更让我感到受用的是，它没有回避实际工程中的常见“坑”，比如DMA（直接内存访问）冲突的处理、中断响应延迟的优化，甚至是电源管理对高精度测量的负面影响，这些细节的处理，体现了作者深厚的工程实践积累，读来让人感觉像是得到了一位经验丰富的前辈在耳边悉心指导，而非冰冷的文字灌输。

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