測量控制與儀器儀表前沿技術(shù)及發(fā)展趨勢

前言

　　當今世界已進入信息時代，信息技術(shù)成為推動科學技術(shù)和國民經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。測量控制與儀器儀表作為對物質(zhì)世界的信息進行采集、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”，科學研究的“先行官”，軍事上的“戰(zhàn)斗力”，國民活動中的“物化法官”，應(yīng)用無所不在?！　‖F(xiàn)代測量控制與儀器儀表是機械、電子、計算機、材料、物理、化學、生物等領(lǐng)域先進技術(shù)的高度綜合，是一個國家科技和國民經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志。測量控制與儀器儀表工程師是國家急需的專業(yè)技術(shù)人才。為了適應(yīng)我國經(jīng)濟發(fā)展的需要和政府職能的轉(zhuǎn)變，發(fā)展和規(guī)范專業(yè)人才評價工作，推動人才的合理交流和用人單位的量才錄用，促進工程師資格國際互認，經(jīng)中國科學技術(shù)協(xié)會批準，中國儀器儀表學會已正式開展測量控制與儀器儀表工程師資格認證（MeaSurement&C叫tmlandInstnmlentationEn百neerAccreditation，MCIEA）-1-作。為保證MCIEA-I-作的順利進行和確保MCIEA的質(zhì)量，將MCIEA與專業(yè)繼續(xù)教育、培訓和資格考試緊密結(jié)合，中國儀器儀表學會委托授權(quán)15所高校建立第一批MCIEA培訓考試中心，開展培訓和組織考試。為此，中國儀器儀表學會組織專家、教授專門編寫了這套MCIEA培訓教材，經(jīng)MCIEA教材編審委員會及有關(guān)單位的專家審定正式試用。

內(nèi)容概要

本書為測量控制與儀器儀表工程師格認證（MCIEA）培訓教材之一。書中對現(xiàn)代測量控制與儀器儀表相關(guān)領(lǐng)域的前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢進行了全面闡述，內(nèi)容廣泛、深入淺出、條理分明。    全書分三篇十一章。內(nèi)容包括測控制與儀器儀表的基本理論基礎(chǔ)、學科發(fā)展現(xiàn)狀和總體趨勢，以及與儀器儀表密切相關(guān)的信息傳感與測試、模擬信號調(diào)理、數(shù)字信號處理、智能控制與系統(tǒng)、現(xiàn)代儀器儀表的設(shè)計與制造技術(shù)等學術(shù)領(lǐng)域的前沿技術(shù)，還以工業(yè)過程參數(shù)檢測與控制系統(tǒng)、科學儀器、電子與電工測量儀器、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。    本書供從事測控技術(shù)與儀器、電子精密機械、光學儀器、精密儀器與機械、微納米機電系統(tǒng)、自動化、機電一體化的研究、設(shè)計、制造、使用的調(diào)修的工程技術(shù)人員學習和參考。

書籍目錄

第1篇  總論　1  概述　  1.1  測量控制與儀器儀表　  1.2  測量控制與儀器儀表的作用與地位　  1.3  測量控制與儀器儀表的評價　  1.4  量值的傳遞與溯源　  1.5  測量信息論　  思考題　  參考文獻　2  現(xiàn)代測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)范標準體系的研究與展望　  2.2  我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢　  2.3  現(xiàn)代測量控制與儀器儀表的發(fā)展　  思考題　  參考文獻第2篇  測量控制與儀器儀表前沿技術(shù)　3  傳感與測試前沿技術(shù)　  3.1  概述　  3.2  前沿傳感技術(shù)　  3.3  前沿測試技術(shù)　  思考題　  參考文獻　4  模擬信號調(diào)理技術(shù)　  4.1  引言　  4.2  信號放大　  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  模擬信號調(diào)理技術(shù)的發(fā)展趨勢　  思考題　  參考文獻　5  數(shù)字信號處理中的前沿技術(shù)　  5.1  儀器儀表與數(shù)字信號處理　  5.2  小波變換　  5.3  提升小波變換　  5.4  獨立分量分析　  5.5  模糊計算技術(shù)　  5.6  神經(jīng)計算技術(shù)　  5.7  進化計算技術(shù)　  5.8  混沌計算技術(shù)　  5.9  分形計算技術(shù) 　 5.10  智能技術(shù)的綜合集成　  思考題　  參考文獻　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)　  習題與思考題　  參考文獻　7  現(xiàn)代儀器儀表的設(shè)計與制造　  7.1  先進設(shè)計制造技術(shù)對儀器儀表的作用　  7.2  儀器儀表的現(xiàn)代設(shè)計技術(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　  習題與思考題　  參考文獻第3篇  典型測量控制與儀器儀表的發(fā)展趨勢　8  典型工業(yè)過程參數(shù)檢測與控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢　  8.1  地位、作用和特點　  8.2  典型工業(yè)過程參數(shù)檢測的發(fā)展與趨勢　  8.3  工業(yè)過程控制的發(fā)展與趨勢　  習題與思考題　  參考文獻　9  典型科學儀器的發(fā)展趨勢　  9.1  科學儀器的地位、作用和前沿技術(shù)　  9.2  典型科學儀器的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢　  9.3  科學儀器發(fā)展的融合與分蘗　  習題與思考題　  參考文獻　10  典型電子與電工測量儀器的發(fā)展趨勢　  10.1  電子與電工測量儀器的作用和基本特性　  10.2  典型電子與電工測量儀器的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢　  習題與思考題　  參考文獻　11  典型醫(yī)療儀器的發(fā)展趨勢　  11.1  醫(yī)療儀器的作用與特點　  11.2  典型醫(yī)療儀器的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢　  習題與思考題　  參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1篇 總論　　1 概述　　1.1 測量控制與儀器儀表　　1.1.1　測量控制與儀器儀表概述　　1．儀器　　著名科學家門捷列夫講過：“科學是從測量開始的”，“沒有測量，就沒有科學”。測量是科學技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，科學新理論的驗證需要高精度的計量基（標）準提供測量基礎(chǔ)。測量是以確定量值為目的的一種操作，是認識物質(zhì)世界的一種方法。控制是針對信息獲取、變送傳輸、數(shù)據(jù)處理和執(zhí)行控制等部分的需要，研究信號產(chǎn)生、對象跟蹤、狀態(tài)反饋、信息傳送、動作控制、結(jié)果輸出等技術(shù)環(huán)節(jié)中的控制技術(shù)與方法?！　y量控制（簡稱測控）是儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。儀器是對物質(zhì)世界的信息進行測量與控制的基礎(chǔ)手段和設(shè)備。儀表是用于測量各種自然量（如壓力、溫度、速度、電壓、電流等）的一種儀器。儀表一詞在自動化領(lǐng)域使用較多，但儀器和儀表的界線從來就不是非常清楚。而且，隨著科學技術(shù)的發(fā)展、儀器儀表功能的增加，這種界線就越來越模糊了。不過人們已習慣將儀器、儀表統(tǒng)稱為儀器儀表或簡稱為儀器?！　x器是認識物質(zhì)世界的工具，是人們用來對物質(zhì)（自然界）實體及其屬性進行觀察、監(jiān)視、測定、驗證、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)在測量和控制兩個方面。它用物理、化學或生物的方法，獲取被檢測對象運動或變化的信息，并將獲取信息轉(zhuǎn)換處理成為易于人們閱讀、識別、表達的量化形式，或進一步數(shù)字化、圖像化，或直接進入自動化、智能運轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，成為過程控制設(shè)備的組成部分。從人類社會發(fā)展來看，提高生產(chǎn)力是決定性因素，而科學技術(shù)又是發(fā)展生產(chǎn)力的首要因素。科學是認識世界的知識，技術(shù)是改造世界的知識。二者相互聯(lián)系，相互促進，互為因果，從而構(gòu)成第一生產(chǎn)力。生產(chǎn)力的實現(xiàn)要靠生產(chǎn)資料和工具。科學研究的工具主要是儀器，而實現(xiàn)技術(shù)的工具也要依靠機器。

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