第1章 仪器设计导论
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课程名称:智能仪器原理及应用课程代码: 09280第一部分课程性质与特点一、课程性质与特点1.课程性质《智能仪器》是高等教育自学考试电子工程本科专业必修的专业基础课程之一。
智能仪器在通信、家电、自动控制、仪器仪表中得到了广泛的应用。
通过本课程的学习,使学生掌握利用微处理器系统使电子仪器实现智能化的具体方法,包括硬件和软件两个方面。
2.课程特点智能仪器课程侧重讨论智能仪器实际设计过程中所涉及的具体方法与技巧。
旨在使学生运用所学的微型计算机和电子技术等方面的基础知识,解决现代电子仪器开发过程中的实际问题,逐步具备能够设计以微型计算机为核心的电子系统的能力。
本课程中既有硬件的原理和组成,又有针对硬件的软件编程,软件与硬件必须同时兼顾。
因此本课程具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点二、课程目标与基本要求1.课程目标使学生运用所学的微型计算机和电子技术等方面的基础知识,解决现代电子仪器开发过程中的实际问题,逐步具备能够设计以微型计算机为核心的电子系统的能力。
2.基本要求掌握智能仪器的结构、设计要点,模拟量输入输出通道,人机接口,通信接口,以及典型处理功能,掌握电压测量为主的智能仪器、智能电子计数器和数字存储示波器的工作原理和结构组成,还要掌握个人仪器和虚拟仪器的基本概念、组成原理和设计方法,了解VXI和LabVIEW仪器系统的组成原理。
三、与本专业其他课程的联系1.学习本课程主要涉及模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理课程中有关接口和汇编程序、微机控制方法等方面的有关知识。
因此,应当尽可能地在先修《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《微机原理》和《微机接口技术》,《单片机原理与应用》等课程或者学过“电路基础”、“数字电路”、“单片机原理与应用”等课程的基础上进行自学.2.本课程将为有关智能仪器系统设计方面的课题打下必要的基础。
第二部分考核内容与考核目标第一章导论一、学习目的与要求通过本章学习,学生应重点掌握智能仪器的组成及特点、智能仪器及测试系统的发展以及智能仪器设计的要点。
第一章、绪论分析信息:分析所依据的样品特征在分析科学中就是分析信息。
分析信号:仪器分析并不直接测定待测量,而是通过分析仪器,测定这些物理或物化特征,得到与样品待测量相关的电学、光学、热学等物理、物化参数,以这些物理量来承载分析信息,分析中它们是分析信息的载体称为分析信号。
仪器分析的一般流程:一、分析的准备 1、确定分析目标 2、选择分析技术,设计实验方法3、制备标样,采集存储样品二、分析信息的采集 4、样品的前处理 5、操作仪器,获取分析数据三、分析信息的提取 6、与标样比对,校正分析数据 7、运用数学方法,提取样品信息 8、分析数据表达为需要的分析结果 9、对分析结果的解释研究与利用仪器分析信息传递的环节:分析信息的加载、转换、关联与解析。
分析仪器的基本结构:分析信号发生器、信号检测器、信号处理器与输出信号显示器。
第二章、光谱分析导论光谱分析通过测定待测物的某种光谱,分别由样品光谱中的波长特征和强度特征进行定性、定量分析。
光学分析:凡是待测物受到某种能量作用后,产生光信号或引起光信号变化,或待测物受到光作用后,产生某种分析信号(如光声光谱分析中的声波)的分析方法,可称为光学分析。
光的波动性:时间参数:频率γ和周期Τ——描述振动状态在时间上的重复性特征;空间参数:波长λ和波数σ——描述振动状态在空间上的重复性特征;(时间参数仅取决于光源,空间参数取决于光源和传播光的介质);振幅Α——表现为宏观的光强度;相位θ c =λν =ν/σ,σ =1/λ;描述单色(只有一种波长成分)平行光的波动方程是:Y(x,t)=A cos 2π(νt-σx+θ)= A cos 2π(t/T-x/λ+θ)式中:Y(x,t)为时间t离开光源距离为x 处的电场强度;A为振幅;θ为初相位。
频率υ、周期T均为时间参数,分别指每单位时间内电场振动的次数与电场每振动一次所需时间。
υ与T互为倒数,即υ=1/T。
波数σ、波长λ均为空间参数,分别指在空间每单位(cm)中含有波的数目(单位:cm﹣1),与振动状态在一个周期内传播的距离。
导论/第一章(人体工程学基础)一.名词解释1.人体工程学:20世纪40年代后期发展起来的,研究人与工程系统及其环境相关的科学。
2.泰罗制:20世纪初,英国泰罗设计的一套研究工人操作的方法。
人称泰罗制。
这是人类工效学的始祖。
3.感受性:能够反应有关事务个别特性的能力。
分为绝对感受性和差别感受性。
4.感受阈:凡是足以被我们的分析器所感受,从而引起我们的感觉动因的刺激,所必须达到的那种限度。
5.韦伯定理:韦伯提出的,差别阈和标准刺激成正比,其比例是一个常数,公式是△I/I=K* “△I”为差别阈限;“I”为标准刺激强度;“K”为韦伯分数(常数)。
7. 无意注意:没有预定目的,不需要意志努力的注意,它是由周围环境的变化而引起的。
8. 有意识注意:有预定目的,必要时需要做出一定意志努力的注意。
9. *记忆类型:按信息保持的时间长短:瞬时记忆:0.25~2s短时记忆:1min以内长时记忆:1min以上按记忆内容:分为动作记忆、情绪记忆、形象记忆、词语记忆。
(与建筑设计密切相关的是形象记忆)10. *认识事物的过程:除了感知觉、注意、记忆、思维外,还包括想象。
11.思维的品质:人们在思维过程中所表现出来的各自不同的特点,如敏捷性、灵活性、深刻性、独创性、批判性等。
12.知觉暂留:当刺激物停止作用于感官后,感觉并不会立即消失的现象。
13.视觉暂留:当视觉刺激物停止作用时,视觉并不随之立即消失,还会延宕若干时间的现象。
14.错觉:和客观事物不相符合的错误的直觉。
人的外感官都会产生错误的知觉。
15.私密性:个人或群体控制自身与他人在什么时候,以什么方式,在什么程度上与他人换信息需要。
16.*私密性的四种基本状态:独居:一个人独处时,不愿受到他人干扰的实际行为状态。
亲密:几个人亲密相处时,不愿受到他人干扰的实际行为状态。
匿名:个人在人群中不求闻达、隐姓埋名的倾向。
保留:对某些事物加以隐瞒和不表露态度的倾向。
17.*私密门槛线:陌生人接近住宅时,引起居住者焦虑的位置或界限。
测控仪器设计范文测控仪器设计是指对被测对象或被测参数进行测量和控制的技术,是现代工业生产、科学研究和生活中不可或缺的一部分。
测控仪器设计的主要目标是通过采集信号、处理信号和控制信号,实现对被测对象的准确测量和有效控制。
测控仪器设计的主要内容包括传感器选择与安装、信号采集与处理、系统控制与反馈、数据处理与分析等方面。
首先,在设计测控仪器时需要选择合适的传感器来进行信号的采集。
传感器的选择要根据被测对象的物理特性及测量范围来确定,如温度传感器、压力传感器、位移传感器等。
传感器的安装位置也要经过合理的分析和判断,以保证信号的准确性和稳定性。
接下来,对采集到的信号进行处理是测控仪器设计的重要环节。
信号采集模块可以将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号,方便后续的处理与控制。
信号处理模块可以对采集到的信号进行滤波、放大、电平转换等操作,使信号更加稳定和可靠。
此外,还可以对信号进行时域分析、频谱分析等处理方法,以获得更多的测量信息。
系统控制是测控仪器设计中的核心环节,通过设计控制算法和控制系统,实现对被测对象的自动控制。
控制算法可以根据被测参数的变化情况,采取开环控制或闭环控制策略。
开环控制是根据被测参数的预期值直接对输出信号进行控制,闭环控制则是通过对输出信号进行反馈,实时调整控制策略。
控制系统的设计需要考虑控制精度、响应速度、稳定性等因素,以满足实际应用的要求。
最后,数据处理与分析是测控仪器设计中的关键环节。
通过采集到的数据进行统计分析、曲线拟合、数据采样与存储等操作,可以得到更加详细和全面的测量结果。
数据处理与分析也是测控仪器设计的一个创新点,通过优化算法和数据处理方法,可以提高测量与控制系统的性能和效果。
总的来说,测控仪器设计涉及到多个方面的知识和技术,需要综合考虑被测对象的特性、测量参数的要求、信号处理与控制方法等因素。
科学、合理、可靠的测控仪器设计可以提高工业生产效率、减少资源浪费、保证产品质量,为科学研究和生活提供有力支持。