智能化仪器课程教学大纲.doc

智能化仪器课程教学大纲 一课程基本信息 开课单位：机械工程学院 课程编号： 02010268b 英文名称： Intelligent Instrument 学时：总计32学时，其中理论授课32学时 学分：2学分 面向对象：机械电子工程专业 先修课程：微机原理与应用、机械工程测试技术等。 教材： 智能仪器，程德福等编著，机械工业出版社，2005 主要教学参考书目或资料： 1. 智能化仪器设计基础，赵新民编著，哈尔滨工业大学出版社，1998 2. 智能仪器原理及应用，赵茂泰等编著，电子工业出版社，2005年3月二教学目的和任务本课程是为测控技术与仪器专业的本科生而设置的专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握智能仪器、虚拟仪器的基本工作原理和设计方法，培养学生的系统设计思想和工程实践能力。三教学目标与要求1、 掌握智能仪器的输入、输出通道及接口技术的基本设计方法。2、 掌握智能仪器外设接口技术的基本设计方法。3、 学习智能仪器的自动校准和自诊断技术。4、 学习智能仪器的软件基本编制方法模块化设计。5、 学习数据处理与信号分析的基本原理与方法。如：抑制或消除系统误差和随机误差的基本数据处理方法。6、 掌握智能仪器的基本抗干扰设计方法（包括软件和硬件两方面措施）。7、 了解虚拟仪器的特点、学会用Labview虚拟仪器软件开发工具进行虚拟仪器设计。四教学内容、学时分配及其基本要求第一章 概述 （2学时）（一） 教学内容1、 仪器仪表概述2、 智能仪器的分类、基本结构与特点3、 推动智能仪器发展的主要技术 （二） 基本要求 1、了解课程的发展历史，智能仪器的发展过程；2、理解课程的任务、性质；智能仪器在机加工行业、产品开发和科学研究中的应用； 3、掌握智能仪器的开发过程，现代测试系统的基本组成，课程的学习方法。第二章 数据采集技术（6学时）（一） 教学内容1、 数据采集系统的组成结构2、 模拟信号调理3、 传统A/D转换器及接口技术4、 数据采集系统设计及举例5、 数据采集系统的误差分析（二） 基本要求1、 掌握数据采集系统的组成，A/D转换器及接口技术，程控放大及量程自动切换技术；2、 理解浮点数据采集技术，数据采集系统的设计；3、了解多通道并行采集技术，数据采集系统的误差分析。第三章 智能仪器的基本数据处理算法 （4学时）（一） 教学内容1、 克服随机误差的数字滤波算法2、 消除系统误差的软件算法3、 标度变换（二） 基本要求1、 了解误差消除的其他算法实现2、 理解随机误差的数字滤波算法3、 掌握标度变化 第四章 软件设计 （6学时）（一） 教学内容1、 软件设计概述2、 软件开发模型与设计方法3、 基于裸机的软件设计4、 基于嵌入式操作系统的软件设计5、 软件测试（二） 基本要求1、 理解软件设计方法学概述，微处理器为核心的智能仪器嵌入式操作系统软件设计；2、 掌握PC机为核心的智能仪器系统软件设计；3、 了解多处理器的智能仪器系统软件设计。第五章 可靠性与抗干扰技术 （4学时）（一） 教学内容1、 可靠性概述2、 硬件可靠性设计3、 软件可靠性设计4、 干扰源分析5、 抑制电磁干扰的主要技术及应用（二） 基本要求1、理解系统误差的定义，系统误差的消除方法，系统误差的软件校正技术；2、掌握信号处理技术；3、了解随机误差的软件处理技术。第六章 可测试性设计 （4学时）（一） 教学内容 1、可测试性概述 2、固有测试性总体设计与通用设计准则 3、机内测试技术 4、可测试性设计实例（二） 基本要求 1、了解可测试性基本概念2、理解固有测试性总体设计与通用设计准则3、 掌握可测试性设计具体实现第七章 设计实例 （4学时）（一） 教学内容 1、智能仪器的设计原则及研制步骤 2、固体密度测试仪的研制 3、基于TMS320VC5402的地下管道漏水检测仪设计（二） 基本要求1、理解智能仪器工程设计方法；2、掌握智能化仪器设计实例，便携式智能仪器设计实例；3、了解多传感器智能仪器设计实例。第八章 智能仪器的新发展 （2学时） （一） 教学内容1、虚拟仪器 2、网络化仪器（二） 基本要求 1、了解智能仪器的最新发展趋势； 2、掌握有关虚拟仪器、网络化仪器的基本内容。五教学方法及手段本课程以讲授为主，辅助自学、讨论、习题课、提问等形式，在阐明理论的基础上，尽量结合实际应用。同时，充分重视实践性