智能仪器仪表实验教学大纲

《智能仪表技术》课程教学大纲课程名称：《智能仪表技术》The Technique of Intelligent Instrument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。

《智能仪器》教学大纲课程编号：030833课程性质：专业特色选修课学时/学分：48/3适用专业：测控技术与仪器一、课程简介智能仪器是计算机技术、检测技术、电子技术、通信技术等多种技术相结合的产物。

近年来，相关学科的理论和方法不断渗透到智能仪器中，使智能仪器在仪器构成的理念上正快速发展。

通过本课程的学习使学生对智能仪器的结构、工作原理及设计方法有较全面的了解，并能掌握智能仪器输入输出通道接口技术、外设控制技术、常用算法及数据处理技术、数据采集系统、自校准及自诊断技术、网络通信技术和智能仪器设计方法等基本理论和常用方法。

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；既有智能控制算法，又有算法的程序实现，是一门综合性较高的课程。

The Intelligent Instrument is the integration of computer technology,measurement technology,electronics,communication and other technologies.In recent years,the theory and methods of the related disciplines unceasingly infiltrate in the intelligent instruments,and promote a renovation of the basic concept of the intelligent instrument.Through learning of this course makes students to more comprehensively understand the structure,working principle and design method of intelligent instruments.They are required to master I/O channel technology,interface technology,control technology,commonly used algorithm and data processing technology,data acquisition system,self-calibration and self-diagnosis technology,network communication technology and intelligent instrument design method.The Intelligent Instrument is a comprehensive course including not only the principle and composition of the hardware,but also the software programming for the intelligent algorithm.二、教学目的与要求本课程主要研究智能仪器的基本原理与基本分析、设计方法，以输入、输出、人机接口、控制算法等模块的分析和设计为主，即兼顾每个模块的细节设计，也注重系统的整体协调配合。

智能仪器原理及应用教学大纲智能仪器原理及应用教学大纲一、课程概述智能仪器原理及应用是一门涉及仪器仪表设计、制造、使用和维修的实用型课程，旨在帮助学生掌握智能仪器的基本原理、设计方法及其在各领域的应用。

本课程结合理论教学和实践操作，培养学生具备设计、制造和使用智能仪器的技能，提高他们在各领域的工作效率。

二、课程目标1、理解智能仪器的原理、设计方法及制造过程。

2、掌握智能仪器的基本组成、各部分作用及工作机制。

3、学习各类智能仪器的应用场景，了解其在工业、农业、医疗等领域的应用。

4、培养学生的实践操作能力，能够独立完成智能仪器的设计、制造和使用。

5、提高学生的创新能力，能够根据实际需求进行智能仪器的优化和改进。

三、教学内容1、智能仪器的基本原理及设计方法。

2、智能仪器的主要组成及工作机制。

3、智能仪器的制造过程，包括材料选择、制造工艺和检验标准。

4、智能仪器在工业、农业、医疗等领域的应用案例分析。

5、实践操作环节，包括智能仪器的设计、制造和使用。

6、创新设计环节，引导学生根据实际需求对智能仪器进行优化和改进。

四、教学方法1、采用多媒体教学，通过图片、视频和动画等多种形式展示智能仪器的结构和工作过程。

2、进行实例分析，结合实际案例讲解智能仪器的设计、制造和应用过程。

3、组织实践操作，让学生在动手实践中深入理解智能仪器的原理和操作方法。

4、鼓励创新设计，激发学生的创造性思维，提高他们的创新能力。

五、评估方式1、课堂表现，包括提问、回答问题和课堂讨论等。

2、作业和小组讨论，考察学生对智能仪器原理和应用的掌握情况。

3、期末考试，全面测试学生对智能仪器原理、设计和应用的理解和掌握程度。

六、教学资源1、教材及参考书：选用优秀的教材和参考书，提供充足的理论基础和实践指导。

2、软件和硬件：提供实验室和实验设备，包括各类智能仪器的原型和相关软件工具，供学生进行实践操作和创新设计。

3、网络资源：提供相关网站和在线资源，包括学术论文、研究报告和先进的技术资料，以拓宽学生的视野和深化学习内容。

《智能仪器》实验教学大纲实验类别：课内实验实验课程名称：智能仪器实验室名称：动态参数校准实验室实验课程编号：03050302总学时：8 学时学分：0.5适用专业：测控技术与仪器专业先修课程：数字电子技术基础模拟电子技术基础微机原理及接口技术 EDA技术一、实验在教学培养计划中地位、作用；智能仪器课程是一门实践性、应用性很强的课程，实验教学在整个教学过程中尤其重要。

在实践性教学环节中，我们始终坚持培养学生的知识的综合应用能力和开拓创新意识。

通过教学实践，不仅同学生传授知识，同时要教书育人，注意培养学生热爱社会主义祖国、热爱专业和遵纪守法的高尚品德，以及理论联系实际、刻苦学习的精神，培养严谨的科学态度。

二、实验内容、基本要求：实验一输入输出实验（ 2 学时）综合性实验内容1、从基本的数字电路设计开始，循序渐进，了解CPLD/FPGA设计的完整过程，同时也熟悉了实验箱的大部分功能，为后面的综合实验和有创意的开发作好准备。

2、通过简单的的2－4译码器、异或门等基本数字电路的设计，让学生掌握MAXPLUSⅡ软件的使用，掌握组合逻辑电路的设计方法；3、掌握组合逻辑电路的静态测试方法；4、掌握用VHDL语言设计组合逻辑电路的方法；基本要求：1、2输入异或门功能的仿真及功能验证。

在MAXPLUSⅡ软件在用原理图输入法或VHDL语言输入法对2输入异或门进行功能仿真，并烧写到实验箱内的主芯片Altera EPF10K10LC84-4，用按扭开关或拨码开关实现输入控制，用LED数码管实现结果的显示输出。

2、组合逻辑2-4译码器的设计、功能仿真及功能验证。

在MAXPLUSⅡ软件在用原理图输入法或VHDL语言输入法对2-4译码器进行功能仿真，并烧写到实验箱内的主芯片Altera EPF10K10LC84-4，用按扭开关或拨码开关实现输入控制，用LED数码管实现结果的显示输出。

此实验涵盖了可编程逻辑器件（如CPLD/FPGA）及应用、VHDL程序设计、可编程逻辑器件软件的使用三个知识点。

《智能仪器设计》课程教学大纲Design of intelligent Instrument一、课程教学目标1、任务和地位：没有测量就没有鉴别，科学技术就不能前进。

要测量就必须有正确的测量方法和先进的仪器仪表。

随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都不得发生了巨大变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测试仪器——智能仪器。

现在很多厂商、研究所以及高等院校都在研制开发各种智能化测量控制仪表，广大的仪表设计、生产和使用人员都不得迫切希望了解和掌握单片机在测量控制仪表中的应用技术。

为了跟上时代的步伐，本课程是测控专业学生必不可少的一门技术基础课。

2、知识要求：要求必须具备电路、电子仪器与测量技术、汇编原理及单片机原理的学习知识，通过本课程的学习为以后学生出去工作打下基础。

3、能力要求：系统地阐述基于单片机的智能化测量控制仪表的基本原理与设计方法，智能化测量控制仪表的人机接口、过程通道接口、串行和并行通讯接口、硬件和软件抗干扰技术、数据处理技术、仪表硬件及软件的设计方法。

通过课程设计加强学生综合知识的应用能力和设计动手能力。

二、教学内容的基本要求和学时分配2、具体要求：第一章绪论[目的要求]让学生了解智能化测量控制仪表的功能特点、智能化测量控制仪表的设计方法[教学内容]学习智能化测量控制仪表的基本与发展、智能化测量控制仪表的功能特点、智能化测量控制仪表的设计方法[重点难点]智能化测量控制仪表的功能特点[教学方法]板书，以教、学相结合来进行讲解。

[作业]课后复习思考题[课时]0.5学时第二章智能化测量控制仪表中专用微处理机[目的要求]让学生掌握MCS－51系列单片机的结构、MCS－51单片机的指令系统[教学内容]介绍了MCS－51系列单片机的特点、 MCS－51系列单片机的结构、CHMOS型单片机的节电工作方式、MCS－51单片机的指令系统[重点难点]MCS－51系列单片机的结构、CHMOS型单片机的节电工作方式、MCS －51单片机的指令系统[教学方法]板书，以教、学相结合来进行讲解。

智能仪器仪表的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解智能仪器仪表的基本概念、分类及工作原理；2. 掌握智能仪器仪表的主要技术参数及其在工程中的应用；3. 了解智能仪器仪表的发展趋势及其在现代测量技术中的作用。

技能目标：1. 能够正确操作智能仪器仪表，进行基本的数据采集和处理；2. 学会使用相关软件对智能仪器仪表进行编程与调试；3. 能够分析并解决智能仪器仪表使用过程中出现的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能仪器仪表的兴趣，激发其学习热情；2. 培养学生的团队合作意识，使其在实验和实践中学会相互协作；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们关注智能仪器仪表领域的新技术、新动态。

课程性质：本课程属于实践性较强的学科，注重理论知识与实际操作相结合。

学生特点：初三学生具备一定的物理知识基础，对新技术有强烈的好奇心，动手操作能力强。

教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 智能仪器仪表概述- 介绍智能仪器仪表的定义、分类及其应用领域；- 分析智能仪器仪表与传统仪器的区别。

2. 智能仪器仪表工作原理与技术参数- 深入讲解智能仪器仪表的核心部件及其工作原理；- 学习智能仪器仪表的主要技术参数，如精度、分辨率、稳定性等。

3. 智能仪器仪表的操作与应用- 学习智能仪器仪表的操作方法，包括硬件连接、软件配置等；- 探讨智能仪器仪表在不同工程领域的应用案例。

4. 智能仪器仪表编程与调试- 掌握相关软件的使用，进行智能仪器仪表的编程与调试；- 学习简单的程序设计，实现对智能仪器仪表的控制。

5. 智能仪器仪表发展趋势与新技术- 分析智能仪器仪表的发展趋势，了解行业动态；- 介绍新型智能仪器仪表及其在现代测量技术中的应用。

教学内容安排与进度：第一周：智能仪器仪表概述第二周：智能仪器仪表工作原理与技术参数第三周：智能仪器仪表的操作与应用第四周：智能仪器仪表编程与调试第五周：智能仪器仪表发展趋势与新技术教材章节关联：《物理》第九章第三节：传感器及其应用《信息技术》第四章第二节：智能控制系统及应用教学内容注重科学性和系统性，结合课程目标，有序组织教学，使学生掌握智能仪器仪表的基础知识，培养其实践操作能力。

智能仪器设计基础实验教学大纲一、制定本大纲的依据根据2006级测控技术与仪器专业培养计划和智能仪器设计基础课程教学大纲制定本实验教学大纲。

二、本实验课程的具体安排三、本实验课在该课程体系中的地位与作用智能仪器设计基础实验是智能仪器设计基础课程的重要组成部分, 属于学科基础实验范畴。

作为与相关教学内容配合的实践性教学环节, 应在智能仪器设计基础课教学过程中开设。

学生应具有微型计算机原理, 电子技术基础自动控制理论基础知识。

四、学生应达到的实验能力与标准智能仪器设计基础实验是本专业学生获得智能仪器知识及动手能力培养的开端, 要求学生通过本课程实验, 具备利用单片机技术解决实际控制问题的能力。

通过实验的训练, 使学生掌握智能仪器设计的基本方法和基本技能, 加深对智能仪器知识的理解, 掌握智能仪器设计方法。

五、讲授实验的基本理论与实验技术知识实验一基本运算程序设计1.实验的基本内容（1）顺序、分支、循环程序设计联系。

（2）比较程序设计。

（3）排序程序设计。

2.实验的基本要求（1）熟悉和掌握控制类程序的编写方法和设计技巧。

（2）初步进行程序调试和运行的练习。

3.实验的基本仪器设备计算机。

实验二定时器应用程序设计1.实验的基本内容编程使T0工作于定时方式, T1工作于计数方式, T1的外部计数脉冲由T0产生, 最后由T1产生方波通过P1.1输出（用发光二极管的闪烁来表示）。

P1.0接T1,P1.1接发光二极管。

2.实验的基本要求（1）理解MCS—51系列单片机定时器和计数器的概念和区别。

（2）掌握和熟悉单片机定时计数器的初始化编程。

（3）学会运用定时器的定时与计数设计方法。

3.实验的基本仪器设备和耗材计算机。

实验三A/D功能设计实验1.实验的基本内容利用0809做A/D转换实验, 通过电位器提供模拟量输入。

编制程序, 将模拟量转换成数字量, 通过发光二极管L1—L8显示。

2.实验的基本要求（1）掌握A/D转换与单片机的接口方法。

《智能仪器仪表》理论课教学大纲一、课程基本信息二、课程目标与任务智能仪器仪表是电子信息工程专业本科生选修的专业课。

随着微型计算机及微电子技术在测试领域中的广泛应用，仪器仪表在测量原理、准确度、灵敏度、可靠性、多种功能及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，逐步形成了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器。

仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向。

在信息技术的高速发展和人工智能应用的推动下，智能仪器必将有更大的进展。

因此，学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑是十分重要的。

通过本课程的学习，使学生建立仪器整机系统的概念，掌握智能仪器仪表软硬件相结合的基本工作原理、主要技术和设计方法，培养学生综合运用所学知识与技术进行仪器设计的能力，提高学生灵活性和创新（创造）意识。

三、课程主要内容、要求及学时分配四、主要教学组织形式与方法手段智能仪器仪表是一门技术比较前沿、涉及到现代检测技术、自动化技术等领域的课程。

目的是让学生了解现代智能仪器仪表技术的发展方向、具有一定的智能仪器仪表的设计、开发能力，适应现代测控仪器发展的要求。

因此，在理论教学的组织形式、方式方法上，应特别注意与实际相结合，引进国际工程教育改革的最新成果——CDIO（Conceive, Design, Implement, Operate）工程教育模式，树立以学生为中心的教育理念，充分调动学生的积极性、主动性与创造性。

1.组织形式在课堂授课时，把握课程内容重点和关键，注重教学内容的实用性和工程性，强调外部特征，淡化内部工作原理，从传统的以教师为中心教给学生向以学生为中心学会学习转变，在讲授知识点时实施以具体项目为内容的教学模式。

多层次、立体化的实现理论教学与实践教学的有机结合，促进学生学习的积极能动性。

2.教学方法为有效调动学生的学习积极性，课程组教师课前进行研讨，总结经验，找出重点和难点，设计灵活多样的教学方法，如：➢对于课程内容有针对性的提出工程项目引导学生思考、研讨，多鼓励学生查找相关课题的前沿技术；➢采用小组合作方式，对问题展开积极的讨论与交流，分享成果，反思失败，鼓励创新思想；➢对于难点和重点内容，开展习题课，加深学生对理论的理解。

智能仪器仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解智能仪器仪表的基本原理，掌握其功能、分类及在工程领域的应用。

2. 学会分析智能仪器仪表的电路结构，了解其主要部件的工作原理及相互关系。

3. 掌握智能仪器仪表使用及维护的基本方法，具备解决实际问题的能力。

技能目标：1. 能够运用所学知识，对智能仪器仪表进行简单的操作与调试。

2. 能够分析并解决智能仪器仪表使用过程中出现的常见故障。

3. 培养学生的动手实践能力，提高团队协作和沟通能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能仪器仪表的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。

2. 增强学生的责任感，使其认识到智能仪器仪表在工程领域的重要作用。

3. 培养学生严谨、务实的科学态度，提高他们的创新意识和创新能力。

本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，旨在使学生掌握智能仪器仪表的基本知识，提高实践操作能力，培养他们的创新精神和团队协作能力。

课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估。

通过本课程的学习，学生将能够更好地适应未来工程领域的发展需求。

二、教学内容1. 智能仪器仪表概述- 了解智能仪器仪表的发展历程、功能特点及分类。

- 掌握智能仪器仪表在工程领域的应用。

2. 智能仪器仪表的原理与结构- 学习传感器、执行器、微处理器等主要部件的工作原理。

- 分析典型智能仪器仪表的电路结构及其相互关系。

3. 智能仪器仪表的使用与维护- 掌握智能仪器仪表的安装、调试、操作方法。

- 学会智能仪器仪表的日常维护及故障排除。

4. 智能仪器仪表实践操作- 设计并实施简单的智能仪器仪表操作实验。

- 分析实验结果，解决实际问题。

5. 智能仪器仪表案例分析- 研究典型智能仪器仪表在实际工程中的应用案例。

- 分析案例中智能仪器仪表的作用和价值。

教学内容依据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

教学大纲明确教学内容安排和进度，与教材章节相对应。

通过本章节的学习，学生将全面了解智能仪器仪表的相关知识，为实际应用打下坚实基础。