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测量控制与仪器仪表工程师资格培训教材大纲

时间:2011-11-28 作者:专家委 点击:4797

《测量控制与仪器仪表现代系统集成技术》

1. 绪论

  1.1 仪器仪表在国民经济中的地位

  1.2 仪器仪表技术的发展现状

  1.3 现代仪器仪表系统的基本结构与组成

  1.4 仪器仪表系统集成的基本概念及意义

    思考题

2. 仪器仪表中的传感集成技术

  2.1 现代传感技术的发展

  2.2 现代传感技术在仪器仪表集成系统中的位置和作用

  2.3 测量系统的基本功能

    2.3.1 测量系统的功能模块组成

    2.3.2 功能模块间的相互作用

  2.4 传感器的分类

    2.4.1 按被测量进行的分类

    2.4.2 按作用原理进行的分类

    2.4.3 按能量转换关系进行的分类

    2.4.4 常用传感器的种类列表

  2.5 典型传感器及其在仪器仪表系统集成中的应用

    2.5.1 电阻式传感器及其应用

    2.5.2 电感式传感器及其应用

    2.5.3 涡流传感器及其应用

    2.5.4 电容式传感器及其应用

    2.5.5 压电传感器及其应用

    2.5.6 磁电式传感器及其应用

  2.6 光电传感技术

    2.6.1 光电传感技术基础

    2.6.2 光谱测试技术

    2.6.3 莫尔条纹测量技术

    2.6.4 干涉测量技术

    2.6.5 光纤传感技术

  2.7 微型传感集成系统

    2.7.1 概述

    2.7.2 微型传感器

    2.7.3 微型传感集成系统应用

    思考题

3. 系统及系统特性描述

  3.1 系统集成概念

    3.1.1 系统集成概念的提出和发展

    3.1.2 系统集成的基本结构形式

  3.2 基本集成模块

    3.2.1 物理层配置

    3.2.2 应用层

  3.3 系统建模及仿真

    3.3.1 系统需求分析

    3.3.2 建模及仿真

  3.4 系统控制

    3.4.1 分散型控制系统(DCS)

    3.4.2 现场总线控制系统(FCS)

    3.4.3 可编程逻辑控制(PLC)

    3.4.4 数字信号处理器(Digital Signal Processor ,简记为DSP)

    3.4.5 嵌入式控制器

    3.4.6 PID控制器

    3.4.7 最优控制

    3.4.8 自适应控制

      思考题

4. 仪器仪表计算机系统集成技术

  4.1 计算机集成仪器仪表系统的基本功能结构

    4.1.1 数据的融合与综合利用

    4.1.2 网络体系结构与网络协议

    4.1.3 Internet国际互联网

    4.1.4 现场总线技术

  4.2 系统集成中的计算机接口技术

    4.2.1 接口技术概述

    4.2.2 简单I/O接口

    4.2.3 中断

  4.3 智能仪器系统的硬件处理技术

    4.3.1 概述

    4.3.2 智能仪器的输入通道及数据采集

    4.3.3 智能仪器的输出通道

    4.3.4 智能仪器的通信原理与人机接口

  4.4 智能仪器系统处理技术

    4.4.1 智能仪器典型处理功能

    4.4.2 智能仪器硬件电路的抗干扰

    4.4.3 智能仪器的设计与实现

  4.5 基于虚拟仪器技术的系统集成

    4.5.1 虚拟仪器概念及系统构成

    4.5.2 虚拟仪器软件技术

    4.5.3 虚拟仪器硬件技术

      思考题

5. 典型仪器仪表集成系统应用实例

  5.1 集成多传感技术的产品质量检测系统

    5.1.1 概述

    5.1.2 融合接触与非接触测量技术的产品集成检测系统

    5.1.3 系统模块设计与功能介绍

    5.1.4 传感器的选择与系统的集成

    5.1.5 测量装置的协调与测量过程自动化

  5.2 基于虚拟仪器的大型桥梁结构动态特性测试系统集成

    5.2.1 桥梁结构动态特性测试需求分析

    5.2.2 桥梁结构动态特性测试系统功能设计

    5.2.3 基于虚拟仪器技术实现大型桥梁测试系统集成

    5.2.4 便携式桥梁结构测试系统集成案例

    5.2.5 长期监测的桥梁结构测试系统集成案例

  5.3 旋转机械状态监测与故障诊断系统

    5.3.1 概述

    5.3.2 旋转机械状态监测常用传感器

    5.3.3 旋转机械状态参数监测

    5.3.4 旋转机械故障的机理与诊断

    5.3.5 设备状态监测与故障诊断典型系统介绍

  5.4 锅炉燃烧质量监测控制系统

    5.4.1 概述

    5.4.2 锅炉燃烧质量监测控制系统设计

  5.5 惯性仪表自动测试系统

    5.5.1 性能指标要求

    5.5.2 总体方案

    5.5.3 部件选择

    5.5.4 控制器及接口电路

    5.5.5 控制系统框图

      思考题

6. 现代测控与仪器微纳米系统集成技术

  6.1 微纳米测试系统集成技术

    6.1.1 微纳米测试技术概述

    6.1.2 表面粗造度测试系统

    6.1.3 线条宽度测试系统

    6.1.4 台阶高度测试系统

    6.1.5 膜厚测量系统

  6.2 生物工程中测控集成技术

6.2.1 生物单元测控集成技术

    6.2.2 典型应用系统

  6.3 纳米自组装技术

    6.3.1 纳米自组装技术概述

    6.3.2 纳米自组装技术

    6.3.3 纳米自组装技术典型应用

      思考题

参考文献


测量控制与仪器仪表工程师资格培训教材大纲

《测量控制与仪器仪表的前沿技术及发展趋势》

•  总论

第一章 概述

§ 1.1 测量控制和仪器仪表

§ 1.1.1 测量控制与仪器仪表概述

§ 1.1.2 测量控制与仪器科学的学科内涵

§ 1.1.3 仪器仪表分类

§ 1.2 测量控制与仪器仪表的作用与地位

§ 1.2.1 仪器仪表的重要作用

§ 1.2.2 仪器仪表的地位

§ 1.2.3 仪器仪表的市场需求

§ 1.3 测量控制与仪器仪表的评价

§ 1.3.1 评价内容

§ 1.3.2 评价仪器仪表的技术体系

§ 1.3.3 测量控制与仪器仪表误差与分析

§ 1.4 测量、单位制、量值的传递与溯源

§ 1.4.1 测量与计量
§ 1.4.2 单位制

§ 1.4.3 量值的传递与溯源

§ 1.5 测量信息论

§ 1.5.1 信息的概念

§ 1.5.2 信息的作用

§ 1.5.3 测量信息论

习题与思考题

参考文献

第二章 现代测量控制与仪器仪表的发展动向

§ 2.1 从“两弹一星”到“ 神舟五號飞船”

§ 2.1.1 輝煌的技術成就

§ 2.1.2 中国载人航天工程的七大系统

§ 2.1.3 神舟号飞船的的发射与回收

§ 2.1.4 神舟号飞船的现状与展望

§ 2.2 中国计量事业的发展

§ 2.2.1 我国计量事业的发展

§ 2.2.2 差距与 挑战

§ 2.2.3 今后发展展望

§ 2.3 我国仪器仪表发展的现状与趋势

§ 2.3.1 我国仪器仪表产业的现状
§ 2.3.2 我国仪器仪表产业的发展面临的压力

§ 2.3.3 我国仪器仪表发展的趋势
§ 2.4 现代测量控制与仪器仪表的的发展动向

§ 2.4.1 国外仪器行业发展呈现出的发展趋势

§ 2.4.2 国外仪器行业发展呈现出技术特点

§ 2.4.3

未来十年仪器仪表关键技术

习题与思考题

参考文献

•  测量控制与仪器仪表前沿技术

第三章 传感与测试前沿技术

§ 3.1 概述

§ 3.1.1 传感器与传感技术的概念

§ 3.1.2 传感器的地位与作用

§ 3.1.3 传感器的分类

§ 3.1.4 传感器的主要性能指标

§ 3.1.5 传感技术的发展

§ 3.2 前沿传感技术

§ 3.2.1 微型传感器

§ 3.2.2 智能传感器

§ 3.2.3 光电传感器

§ 3.2.4 光纤传感器

§ 3.2.5 生物传感器

§ 3.3 前沿测试技术

§ 3.3.1 MEMS 测试技术

§ 3.3.2 动态测试技术

§ 3.3.3 视觉在线检测技术

§ 3.3.4 三维数字化技术

§ 3.3.5 分布式网络测试技术

§ 3.3.6 医学中的前沿测试技术

§ 3.3.7 无损检测前沿技术

习题与思考题

参考文献

第四章 模拟信号调理技术

§4.1 引言

§4.2 信号放大

一、高输入阻抗运算放大器 二、具数字增益控制的精密仪表放大器 三、在系统可编程模拟器件 ispPAC系列
§4.3 开关电容滤波器

一、开关电容滤波器的工作原理 二、开关电容滤波器器件举例
§4.4 高速24位∑-Δ型模数转换器

一、概述 二、工作原理与性能 三、接口设计 四、应用建议
§4.5 模拟信号调理技术的发展趋势

一、高分辨率模数转换器 二、 SoC技术 三、在系统编程、下载 四、高速运算 五、非易失性大容量存储器
§4.6 结束语

习题与思考题

参考文献

•  数字信号处理中的前沿技术

§ 5.1 仪器仪表与信号处理

§ 5.2 信号滤波技术

§ 5.2.1 数字滤波器

§ 5.2.2 维纳滤波

§ 5.2.3 自适应滤波

§ 5.3 信号分析

§ 5.3.1 平稳随机过程的数据处理方法

§ 5.3.2 时频分析

§ 5.3.3 短时傅立叶变换

§ 5.3.4 小波变换

§ 5.4 非高斯信号处理

习题与思考题

•  智能 控制与系统

§ 6.1 新型微控制器

§ 6.1.1 ARM 处理器

§ 6.1.2 DSP 处理器

§ 6.1.3 可编程器件 FPGA/CPLD

§ 6.2 仪器仪表与系统控制网络总线

§ 6.2.1 现场总线技术概述

§ 6.2.2 CAN 网络技术概述

§ 6.2.3 工业以太网

§ 6.2.4 仪器仪表总线

§ 6.3 虚拟仪器及嵌入式系统

§ 6.3.1 虚拟仪器

§ 6.3.2 嵌入式系统

§ 6.4 智能控制技术

§ 6.4.1 人工智能

§ 6.4.2 人工神经网络

§ 6.4.3 混沌学

§ 6.4.4 模糊控制

习题与思考题

参考文献

•  现代仪器仪表的设计与制造技术

§ 7.1 先进设计制造技术对仪器仪表的作用

§ 7.2 仪器仪表的现代设计技术

§7.2.1 光机电一体化设计

§7.2.2 智能化设计

§7.2.3 信息化设计

§7.2.4 产品与系统的创新设计

§ 7.3 仪器仪表的前沿制造技术

§ 7.3.1 计算机集成制造系统技术

§ 7.3.2 柔性制造系统

§ 7.3.3 虚拟制造技术

§ 7.3.4 绿色制造技术

§ 7.4 微纳米制造技术与仪器科学

§ 7.4.1 微机电系统( MEMS )技术

§ 7.4.2 纳米技术

§ 7.4.3 微纳米制造技术

§ 7.4.4 微纳米技术的融合

§ 7.4.5 微纳米技术对现代仪器科学的影响

习题与思考题

参考文献

•  典型测量控制与仪器仪表的发展趋势

•  典型工业过程参数检测与控制系统的发展趋势

§ 8.1 工业自动化仪表的地位作用和特点

§ 8.2 典型工业过程参数检测的发展与趋势

§ 8.2.1 温度测量

§ 8.2.2 压力测量

§ 8.2.3 流量测量

§ 8.2.4 物位测量

§ 8.3 工业过程控制的发展与趋势

§ 8.3.1 过程工业的特点

§ 8.3.2 过程控制发展的回顾

§ 8.3.3 过程控制的发展趋势

§ 8.3.4 过程控制面临的问题

§ 8.3.5 智能控制的发展

习题与思考题

参考文献

•  典型科学仪器的发展趋势

§ 9.1 科学仪器的地位、作用和前沿技术

§ 9.1.1 什么是科学仪器

§ 9.1.2 科学仪器的地位和作用

§ 9.1.3 科学仪器事业的发展方向和前沿

§ 9.2 典型科学仪器的发展现状与趋势

§ 9.2.1 光学仪器的发展现状和趋势

§ 9.2.2 分析仪器的发展现状和发展趋势

§ 9.2.3 其他实验室和现场、在线科学仪器

§ 9.3 科学仪器发展的融合与分蘖

§ 9.3.1 科学仪器科技与产业发展的融合趋势

§ 9.3.2 科学仪器发展中的分蘖趋势

习题与思考题

参考文献

•  典型电子与电工测量仪器的发展趋势

§ 10.1 电子与电工测量仪器的作用和基本特性

§ 10.1.1 概述

§ 10.1.2 电子测量仪器的作用和特点

§ 10.1.3 电工测量仪器仪表

§ 10.2 典型电子与电工测量仪器的发展现状与趋势

§ 10.2.1 电子测量仪器的发展现状与趋势

§ 10.2.2 电工测量仪器的发展现状与趋势

习题与思考题

参考文献

•  典型医疗仪器的发展趋势

§ 11.1 医疗仪器的作用与特点

§ 11.1.1 医疗仪器的作用

§ 11.1.2 医疗仪器的特点

§ 11.1.3 医疗仪器的发展方向

§ 11.2 典型医疗仪器的发展现状与趋势

§ 11.2.1 医学检测仪器

§ 11.2.2 近红外动态光谱技术及其在血液成分检测

§ 11.2.3 图像诊断仪器

§ 11.2.4 生物电诊断仪器

习题与思考题

参考文献

中国仪器仪表学会开展测量控制与仪器仪表工程师资格认证,受到社会特别是仪器仪表行业的广泛关注和热情支持,上海精密科学仪器有限公司、上海自动化 仪表股份有限公司、浙江中控技术(集团)有限公司、上海工业自动化仪表研究所、 ABB (中国)有限公司等几十家国内外知名企业表示对中国仪器表仪表学会认证的工程师资格予以认可。这不仅是对中国仪器仪表学会开展工程师资格认证的巨大鼓舞, 也是广大申请工程师资格人员的福音。由于众多企业对测量控制与仪器仪表工程师资格认可表述的内容和格式类似,这里选登上海精密科学仪器有限公司发来的“认 可书”,其他企业的“认可书”不再一一刊登。

(来源:秘书处 )