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在测控技术与仪器专业的课程体系中，实践环节是非常重要的一个组成部分，本书针对测控技术与仪器专业的主要专业课程进行实验内容的编写，涵盖误差理论与数据处理、传感器原理及应用、光电信息技术、测控电路设计、自动控制元件、液压与气动技术、计算机控制技术、 PLC控制系统、虚拟仪器技术、测控系统综合设计等十余门课程实验。实验分为验证性、综合性和设计性三类，第 11章通过测控系统综合实验平台完成三个综合性大实验。

目录

前言

第1章绪论1

1.1测控技术的概念1

1.2测控技术与仪器专业的知识结构与课程体系4

1.3本书主要内容6

第2章误差理论与数据处理9

2.1万用电桥测量电阻的误差分析与计算9

2.2等精度测量结果的数据处理程序设计12

2.3最小二乘法求回归直线方程程序设计14

2.4转速测量的误差分析与误差合成16

2.5一元线性回归法拟合传感器的特性曲线17

2.6组合测量的最小二乘法处理20

第3章传感器原理及应用23

3.1金属箔式应变片的应用23

3.2差动变压器性能实验28

3.3位移传感器特性实验29

3.4转速传感器测速实验33

3.5光电耦合器的应用35

3.6光纤传感器的位移特性实验36

3.7集成温度传感器的特性实验37

3.8单总线数字式温度传感器DS18B20测温实验39

第4章光电信息技术41

4.1辐射度学与光度学基础实验41

4.2光敏电阻﹑光敏二极管﹑光敏三极管﹑光电池特性实验43

4.3PSD位置传感器实验53

4.4热释电红外传感器实验56

4.5光纤温度传感系统特性实验58

第5章测控电路设计62

5.1可编程增益放大器设计62

5.2压/频(V/F)转换电路设计65

5.3频/压(F/V)转换电路设计68

5.4窗口比较器设计71

5.5峰值检测电路设计73

5.6有源滤波器设计76

5.7温度检测系统设计79

5.8载重检测系统设计80

附录A实验中所用集成电路简介82

附录B虚拟实验测试系统介绍84

第6章自动控制元件87

6.1直流测速发电机性能实验87

6.2直流伺服电机静态特性实验89

6.3步进电机性能实验91

6.4步进电机转速闭环控制实验93

第7章液压与气动技术95

7.1液压、气动动力元件和执行元件的拆装、使用维修与故障诊断95

7.2液压、气动控制阀的拆装、使用维修与故障诊断100

7.3液压系统性能实验102

7.4气动系统典型回路实验110

7.5气动系统综合实验117

第8章计算机控制技术128

8.1基于Matlab语言的线性离散系统Z变换分析法128

8.2离散控制系统的性能分析(时域/频域)133

8.3数字PID控制器设计——直流电动机闭环调速实验138

8.4最少拍计算机控制系统设计143

8.5纯滞后对象的Dahlin算法和Smith预估控制系统设计149

8.6模糊推理系统(FIS)的设计与仿真153

8.7基于实际水箱的液位模糊控制系统设计162

8.8基于组态软件的锅炉液位监控系统设计168

第9章PLC控制系统175

9.1PLC的结构和使用175

9.2汽车自动清洗系统设计179

9.3十字路口交通信号灯控制180

9.4PLC与PC串口通信182

9.5步进电机定位运动控制184

第10章虚拟仪器技术187

10.1实验平台简介187

10.2基于虚拟仪器的温度检测系统189

10.3基于虚拟仪器的测速系统195

10.4基于虚拟仪器的数据采集系统198

第11章测控系统综合设计202

11.1分布式测控系统实验平台简介202

11.2基于485总线的高速公路收费亭新风控制系统设计217

11.3基于单总线的机车轴温监测系统设计220

11.4基于CAN总线的抢答器系统设计224

参考文献227

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