仪器系统设计
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课程评价
spContent=仪器是认识世界的工具,而认识世界是改造世界的先导。随着时代的发展,现代科学的发展越来越依靠仪器的发展,没有仪器就没有许多的科学发现。本课程通过介绍仪器科学的应用场景、详述仪器设计的基本步骤与方法,给出实例,让学生了解信息时代仪器科学的技术内涵,为后续专业课的学习打下坚实的基础。
—— 课程团队
课程概述

本课程主要对仪器系统结构与设计原理进行深入剖析,系统介绍了仪器系统输入/输出接口、人机交互接口、通信接口、存储器接口的设计方法,讨论了仪器自动校准与自检技术、软测量技术、数据融合技术与虚拟仪器技术,并结合科研实例介绍了仪器系统集成方法

第一部分仪器系统概况:包括讲解仪器的作用和分类,讲解仪器的研究方向和发展趋势进行介绍。

第二部分仪器系统设计基础:包括仪器系统的基本结构与特点,仪器系统的设计方法,仪器系统的硬件设计,仪器系统的软件设计,仪器系统的调试与测试。

第三部分仪器输入/输出接口设计:包括传感器接口,模拟量输入通道,放大器,模拟多路开关,采样/保持器,A/D转换器,开关量输入通道,模拟量输出通道,开关量输出通道。

第四部分仪器人机交互接口设计:包括键盘接口设计,LED显示接口设计,LCD显示接口设计,触摸屏接口,微型打印机接口。

第五部分仪器通信接口设计:包括仪器通信接口概述,内总线,GPIB总线,VXI总线,PXI总线,串行通信接口,现场总线,蓝牙技术,工业以太网,电力线载波通信。

第六部分仪器存储器接口设计:包括存储器概述,RAM存储器,ROM存储器,EEPROM存储器,FRAM存储器,FLASH存储器,实时时钟芯片。

第七部分仪器自动校准和自检技术:包括仪器自动校准,仪器自检,仪器故障检测与诊断。

第八部分仪器软测量与数据融合技术:包括软测量技术,多传感器数据融合技术。

第九部分虚拟仪器设计:包括虚拟仪器技术,虚拟仪器固件设计,虚拟仪器驱动程序设计,虚拟仪器应用软件设计,虚拟仪器设计示例。

第十部分仪器系统集成与应用:包括仪器系统集成原理,网络化仪器技术,网络化仪器系统集成实例。


授课目标

本课程是仪器科学与技术学科本科学生的专业基础课。通过本课程学习使学生能较全面地掌握仪器科学与技术的基本概念,全面了解仪器科学领域的最基本核心技术及仪器系统基本设计方法,初步具有研究、设计、制造、应用、维护和管理现代仪器仪表和测控技术装备的能力,为后续专业课程的学习打下良好基础。


课程大纲
预备知识

建议预修电路与电子技术、微机原理及应用等相关课程。

证书要求

本课程采取百分制,其中单元作业占30%,课程讨论占10%,考试占60%。

总分超过60分,有资格申请合格证书;总分超过80分,有资格申请优秀证书。

为了对学习者的在线学习过程更加严谨负责,保证平台证书权威性,从2019年10月开始,中国大学MOOC将不再发放免费证书,原有认证证书的申请方式和流程不变。