《智能仪表技术》教学大纲

《智能仪表技术》课程教学大纲课程名称：《智能仪表技术》TheTechniqueofIntelligentInstrument课程编号：0425080课程性质：专业选修课学时学分：总学时：32总学分：2开课学期：第4学期适用专业：高职应用电子技术专业先修课程：模拟电路，数字电路，微机接口，单片机一、教学目的智能化仪表是电子信息工程、检测技术和自动化装置专业的一门重要课程。本课程着重介绍智能检测与控制仪表的基本原理与设计方法。内容包括；智能仪表的构成原理、微机接口电路及其编程、标准总线、数据处理技术、监控程序设计方法、仪表自检和故障诊断、虚拟仪器的原理和应用开发、测控系统总体设计和开发、以及智能化测量控制仪表的典型实例分析。通过本课程学习。使学生掌握智能化测量、控制仪表设计和开发的基本方法。主要研究智能化仪表的组成原理、设计技术和应用方法。目的是让学生掌握智能化仪表的设计、开发方法，适应现代测控仪器发展的要求。二、教学内容和教学要求在大纲中根据总教学时数进行调整的内容加注※，教师在教学时可根据总学时自行调整。依据以上方面，整个教学体系的教学内容与教学基本要求如下：第一章绪论[教学内容]1．仪器仪表的发展2．智能仪器的特点（现代观测信息的特点、智能仪器信息处理的目的、测量过程的软件控制、多功能化）3．智能仪器的基本结构4．虚拟仪器基本结构5．自动测试系统概述。[教学要求]1．了解仪器仪表的发展；掌握智能仪器的基本结构及其特点；2．了解虚拟仪器基本结构、自动测试系统等组成。[教学重点]智能仪器的特点、智能仪器的基本结构。[教学难点]自动测试系统概述。第二章智能仪器的输入通道及接口技术[教学内容]1．程控放大器及接口2．量程自动转换技术3．A/D转换器接口技术。[教学要求]1．掌握程控放大器及接口电路的工作原理；2．掌握量程自动转换技术；3．掌握A/D转换芯片参数的使用；4．掌握A/D转换芯片与微处理器的接口技术。[教学重点]程控放大器及接口、量程自动转换技术[教学难点]程控放大器第三章智能仪器外设及控制技术[教学内容1．非编码键盘系统2．编码键盘系统3．数显技术4．打印记录技术※[教学要求]1．掌握非编码键盘系统、编码键盘系统组成及工作原理；2．掌握LED和LCD数显技术。3．了解数显技术、打印记录技术。[教学重点]非编码键盘系统、编码键盘系统。[教学难点]编码键盘系统。第四章智能仪器输出通道及数据通信接口技术[教学内容1．智能仪器输出通道信号种类及特点2．DAC工作原理及主要技术指标、DAC接口技术3．数字波形合成与V/I转换电路4．DDS技术※5．开关量输出6．串行数据通信接口7．智能仪器中的总线结构※[教学要求]1．掌握输出通道信号种类及特点2．掌握DAC工作原理及主要技术指标3．掌握DAC接口技术4．掌握数字波形合成与V/I转换电路5．掌握开关量输出、串行数据通信接口技术6．了解DDS技术及智能仪器中的总线结构。[教学重点]DAC接口技术、数字波形合成与V/I转换电路、DDS技术、串行数据通信接口[教学难点]智能仪器中的总线结构第五章智能仪器的运算程序及数据处理[教学内容]1．常用函数算法2．测量数据的非数值处理※3．系统误差的数据处理4．随机误差的数据处理[教学要求]1．掌握常用函数算法2．掌握系统误差的数据处理及随机误差的数据处理3．将测量数据的非数值处理应用于工程项目。[教学重点]系统误差的数据处理、随机误差的数据处理[教学难点]常用函数算法第六章自动校准和自诊断技术[教学内容]1．误差校准和自诊故障诊断2．仪器的内部自动校准3．仪器的外部自动校准4．仪器中数字电路故障自检5．仪器中模拟电路故障测试6．仪器的自检安排※[教学要求]1．掌握仪器的内部自动校准技术2．掌握仪器中数字电路故障自检技术3．掌握仪器中模拟电路故障测试原理4．了解自诊故障诊断方法。[教学重点]误差校准和自诊故障诊断；仪器的内部自动校准；仪器中数字电路故障自检。[教学难点]利用环绕技术进行模拟量通道的自检；模拟电路故障测试。第七章数据采集系统[教学内容]1．数据采集系统的组成2．采样/保持器、模拟开关3．数据采集系统设计4．数据采集系统的误差分析5．数据采集系统误差的计算。[教学要求]1．掌握数据采集系统的组成2．掌握数据采集系统的误差分析3．掌握数据采集系统设计4．了解数据采集系统误差的计算。[教学重点]数据采集系统的组成、数据采集系统设计、数据采集系统的误差分析、数据采集系统误差的计算。[教学难点]数据采集系统的误差计算。第八章智能仪器设计[教学内容]1．智能仪器设计方法概述2．智能仪器硬件设计3．智能仪器软件设计4．智能仪器的调试5．智能仪器抗干扰技术。[教学要求]1．掌握智能仪器设计方法2．掌握智能仪器硬件设计3．智能仪器软件设计4．智能仪器调试的基本方法。[教学重点]智能仪器设计方法概述、智能仪器抗干扰技术。[教学难点]智能仪器抗干扰技术。第九章智能仪表的典型实例分析（HE9701型多功能电量测试仪）[教学内容]1．智能仪表的总体设计概述（整机框图）2．电量测试仪的输人回路3．电量测试仪的采样电路4．电量测试仪的测量算法5．电量测试仪的软件流程图6．自动量程转换与自校准技术[教学要求]1．掌握智能仪表的总体设计方法2．掌握输人回路3．掌握采样电路的工作原理4．掌握电量测试仪的测量算法5．掌握软件流程图及自动量程转换设计方法。[教学重点]智能仪表的总体设计概述（整机框图）；电量测试仪的输人回路、电量测试仪的采样电路；电量测试仪的测量算法；电量测试仪的软件流程图。[教学难点]电量测试仪的测量算法。三．学时分配本课程授课总学时为32学时1绪论22智能仪器的输入通道及接口技术43智能仪器外设及控制技术24智能仪器输出通道及数据通信接口技术45能仪器的运算程序及数据处理26自动校准和自诊断技术47数据采集系统48智能仪器设计69智能仪表的典型实例分析410合计32四．教材建议选用与大纲要求相应的教材[1]刘君华，《现代检测技术与测试系统设计》，西安交通大学出版社，西安，1999年4月[2]刘君华，《智能传感器系统》，西安电子科技大学出版社，西安，1999年3月[3]吴勤勤，《智能仪表原理、设计及调试》，华东理工大学出版社，上海，1999年[4]徐爱钧，《智能化测量控制仪表原理与设计》，北京航空航天大学出版社,北京，1995年[5]赵新民，《智能仪器设计基础》，哈尔滨工业大学出版社,哈尔滨，1999年[6]滕召胜，《智能监测系统与数据融合》，机械工业出版社，北京，2000年[7]李朝青，《PC机及单片机数据通信技术》，北京航空航天大学出版社，北京，2001年12月[8]雷勇，《虚拟仪器设计与实践》，电子工业出版社,北京，2005年3月[9]周航慈、朱兆优、李跃忠，《智能仪器原理与设计》，北京航空航天大学出版社,北京，2005年3月[10]赵茂泰，《智能仪器原理及应用》（第2版），电子工业出版社,北京，2004年7月