測(cè)量控制與儀器儀表前沿技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

前言

　　當(dāng)今世界已進(jìn)入信息時(shí)代，信息技術(shù)成為推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。測(cè)量控制與儀器儀表作為對(duì)物質(zhì)世界的信息進(jìn)行采集、處理、控制的基礎(chǔ)手段和設(shè)備，是信息產(chǎn)業(yè)的源頭和重要組成部分。儀器儀表是工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”，科學(xué)研究的“先行官”，軍事上的“戰(zhàn)斗力”，國(guó)民活動(dòng)中的“物化法官”，應(yīng)用無(wú)所不在?！　‖F(xiàn)代測(cè)量控制與儀器儀表是機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、材料、物理、化學(xué)、生物等領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的高度綜合，是一個(gè)國(guó)家科技和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。測(cè)量控制與儀器儀表工程師是國(guó)家急需的專業(yè)技術(shù)人才。為了適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和政府職能的轉(zhuǎn)變，發(fā)展和規(guī)范專業(yè)人才評(píng)價(jià)工作，推動(dòng)人才的合理交流和用人單位的量才錄用，促進(jìn)工程師資格國(guó)際互認(rèn)，經(jīng)中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)批準(zhǔn)，中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)已正式開展測(cè)量控制與儀器儀表工程師資格認(rèn)證（MeaSurement&C叫tmlandInstnmlentationEn百neerAccreditation，MCIEA）-1-作。為保證MCIEA-I-作的順利進(jìn)行和確保MCIEA的質(zhì)量，將MCIEA與專業(yè)繼續(xù)教育、培訓(xùn)和資格考試緊密結(jié)合，中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)委托授權(quán)15所高校建立第一批MCIEA培訓(xùn)考試中心，開展培訓(xùn)和組織考試。為此，中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)組織專家、教授專門編寫了這套MCIEA培訓(xùn)教材，經(jīng)MCIEA教材編審委員會(huì)及有關(guān)單位的專家審定正式試用。

內(nèi)容概要

本書為測(cè)量控制與儀器儀表工程師格認(rèn)證（MCIEA）培訓(xùn)教材之一。書中對(duì)現(xiàn)代測(cè)量控制與儀器儀表相關(guān)領(lǐng)域的前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了全面闡述，內(nèi)容廣泛、深入淺出、條理分明。    全書分三篇十一章。內(nèi)容包括測(cè)控制與儀器儀表的基本理論基礎(chǔ)、學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和總體趨勢(shì)，以及與儀器儀表密切相關(guān)的信息傳感與測(cè)試、模擬信號(hào)調(diào)理、數(shù)字信號(hào)處理、智能控制與系統(tǒng)、現(xiàn)代儀器儀表的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等學(xué)術(shù)領(lǐng)域的前沿技術(shù)，還以工業(yè)過程參數(shù)檢測(cè)與控制系統(tǒng)、科學(xué)儀器、電子與電工測(cè)量?jī)x器、醫(yī)療儀器為典型，分門別類地介紹了典型儀器儀表的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)。    本書供從事測(cè)控技術(shù)與儀器、電子精密機(jī)械、光學(xué)儀器、精密儀器與機(jī)械、微納米機(jī)電系統(tǒng)、自動(dòng)化、機(jī)電一體化的研究、設(shè)計(jì)、制造、使用的調(diào)修的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。

書籍目錄

第1篇  總論　1  概述　  1.1  測(cè)量控制與儀器儀表　  1.2  測(cè)量控制與儀器儀表的作用與地位　  1.3  測(cè)量控制與儀器儀表的評(píng)價(jià)　  1.4  量值的傳遞與溯源　  1.5  測(cè)量信息論　  思考題　  參考文獻(xiàn)　2  現(xiàn)代測(cè)量控制與儀器信表的發(fā)展概述　  2.1  現(xiàn)代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系的研究與展望　  2.2  我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)　  2.3  現(xiàn)代測(cè)量控制與儀器儀表的發(fā)展　  思考題　  參考文獻(xiàn)第2篇  測(cè)量控制與儀器儀表前沿技術(shù)　3  傳感與測(cè)試前沿技術(shù)　  3.1  概述　  3.2  前沿傳感技術(shù)　  3.3  前沿測(cè)試技術(shù)　  思考題　  參考文獻(xiàn)　4  模擬信號(hào)調(diào)理技術(shù)　  4.1  引言　  4.2  信號(hào)放大　  4.3  開關(guān)電容濾波器　  4.4  高速24位∑-△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器　  4.5  模擬信號(hào)調(diào)理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)　  思考題　  參考文獻(xiàn)　5  數(shù)字信號(hào)處理中的前沿技術(shù)　  5.1  儀器儀表與數(shù)字信號(hào)處理　  5.2  小波變換　  5.3  提升小波變換　  5.4  獨(dú)立分量分析　  5.5  模糊計(jì)算技術(shù)　  5.6  神經(jīng)計(jì)算技術(shù)　  5.7  進(jìn)化計(jì)算技術(shù)　  5.8  混沌計(jì)算技術(shù)　  5.9  分形計(jì)算技術(shù) 　 5.10  智能技術(shù)的綜合集成　  思考題　  參考文獻(xiàn)　6  智能控制與系統(tǒng)　  6.1  新型微控制器　  6.2  儀器儀表與系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)總線　  6.3  虛擬儀器及嵌入式系統(tǒng)　  6.4  智能控制技術(shù)　  習(xí)題與思考題　  參考文獻(xiàn)　7  現(xiàn)代儀器儀表的設(shè)計(jì)與制造　  7.1  先進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)對(duì)儀器儀表的作用　  7.2  儀器儀表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)　  7.3  儀器儀表的前沿制造技術(shù)　  7.4  微米納米制造技術(shù)與現(xiàn)代儀器科學(xué)　  習(xí)題與思考題　  參考文獻(xiàn)第3篇  典型測(cè)量控制與儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)　8  典型工業(yè)過程參數(shù)檢測(cè)與控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)　  8.1  地位、作用和特點(diǎn)　  8.2  典型工業(yè)過程參數(shù)檢測(cè)的發(fā)展與趨勢(shì)　  8.3  工業(yè)過程控制的發(fā)展與趨勢(shì)　  習(xí)題與思考題　  參考文獻(xiàn)　9  典型科學(xué)儀器的發(fā)展趨勢(shì)　  9.1  科學(xué)儀器的地位、作用和前沿技術(shù)　  9.2  典型科學(xué)儀器的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)　  9.3  科學(xué)儀器發(fā)展的融合與分蘗　  習(xí)題與思考題　  參考文獻(xiàn)　10  典型電子與電工測(cè)量?jī)x器的發(fā)展趨勢(shì)　  10.1  電子與電工測(cè)量?jī)x器的作用和基本特性　  10.2  典型電子與電工測(cè)量?jī)x器的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)　  習(xí)題與思考題　  參考文獻(xiàn)　11  典型醫(yī)療儀器的發(fā)展趨勢(shì)　  11.1  醫(yī)療儀器的作用與特點(diǎn)　  11.2  典型醫(yī)療儀器的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)　  習(xí)題與思考題　  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1篇 總論　　1 概述　　1.1 測(cè)量控制與儀器儀表　　1.1.1　測(cè)量控制與儀器儀表概述　　1．儀器　　著名科學(xué)家門捷列夫講過：“科學(xué)是從測(cè)量開始的”，“沒有測(cè)量，就沒有科學(xué)”。測(cè)量是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，科學(xué)新理論的驗(yàn)證需要高精度的計(jì)量基（標(biāo)）準(zhǔn)提供測(cè)量基礎(chǔ)。測(cè)量是以確定量值為目的的一種操作，是認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的一種方法。控制是針對(duì)信息獲取、變送傳輸、數(shù)據(jù)處理和執(zhí)行控制等部分的需要，研究信號(hào)產(chǎn)生、對(duì)象跟蹤、狀態(tài)反饋、信息傳送、動(dòng)作控制、結(jié)果輸出等技術(shù)環(huán)節(jié)中的控制技術(shù)與方法?！　y(cè)量控制（簡(jiǎn)稱測(cè)控）是儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。儀器是對(duì)物質(zhì)世界的信息進(jìn)行測(cè)量與控制的基礎(chǔ)手段和設(shè)備。儀表是用于測(cè)量各種自然量（如壓力、溫度、速度、電壓、電流等）的一種儀器。儀表一詞在自動(dòng)化領(lǐng)域使用較多，但儀器和儀表的界線從來(lái)就不是非常清楚。而且，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、儀器儀表功能的增加，這種界線就越來(lái)越模糊了。不過人們已習(xí)慣將儀器、儀表統(tǒng)稱為儀器儀表或簡(jiǎn)稱為儀器?！　x器是認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的工具，是人們用來(lái)對(duì)物質(zhì)（自然界）實(shí)體及其屬性進(jìn)行觀察、監(jiān)視、測(cè)定、驗(yàn)證、記錄、傳輸、變換、顯示、分析處理與控制的各種器具與系統(tǒng)的總稱。儀器的作用主要體現(xiàn)在測(cè)量和控制兩個(gè)方面。它用物理、化學(xué)或生物的方法，獲取被檢測(cè)對(duì)象運(yùn)動(dòng)或變化的信息，并將獲取信息轉(zhuǎn)換處理成為易于人們閱讀、識(shí)別、表達(dá)的量化形式，或進(jìn)一步數(shù)字化、圖像化，或直接進(jìn)入自動(dòng)化、智能運(yùn)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，成為過程控制設(shè)備的組成部分。從人類社會(huì)發(fā)展來(lái)看，提高生產(chǎn)力是決定性因素，而科學(xué)技術(shù)又是發(fā)展生產(chǎn)力的首要因素?？茖W(xué)是認(rèn)識(shí)世界的知識(shí)，技術(shù)是改造世界的知識(shí)。二者相互聯(lián)系，相互促進(jìn)，互為因果，從而構(gòu)成第一生產(chǎn)力。生產(chǎn)力的實(shí)現(xiàn)要靠生產(chǎn)資料和工具?？茖W(xué)研究的工具主要是儀器，而實(shí)現(xiàn)技術(shù)的工具也要依靠機(jī)器。

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