测控电路/高等学校教材 9787040393835 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李刚，林凌 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040393835

商品编码：29422413423

包装：平装

出版时间：2014-07-01

基本信息

书名：测控电路/高等学校教材

定价：39.20元

作者：李刚,林凌

出版社：高等教育出版社

出版日期：2014-07-01

ISBN：9787040393835

字数：

页码：392

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《测控电路/高等学校教材》介绍了测控系统中电路的分析和设计方法，包括信号的检测、放大、处理、变换、显示、传输和功率驱动等内容。全书共13章，分别为测控电路概论、传感器与接口电路、信号放大、信号滤波、信号运算、信号线性变换、信号非线性处理、模拟一数字转换与数字一模拟转换、信号显示、功率驱动、生物医学信号检测、信号遥传、测控系统实例。本书特别注重反映现代电路的新进展，包括新技术、新器件和新方法。本书重视理论联系实际，全面考虑系统性，注意教材在全面提高学生的素质与能力方面的重要作用。

目录

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第1章 测控电路概论

作者介绍

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文摘

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　　③减少电路或敏感部分的环路面积。

序言

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第1章 测控电路概论

测量与控制系统：理论、设计与应用 一、导论：测量与控制的基石 在现代科学技术飞速发展的浪潮中，测量与控制系统已成为支撑工业自动化、智能化生产以及科学研究不可或缺的核心技术。从精密仪器的研发到庞大工业生产线的自动运行，再到航空航天、生物医药等尖端领域的探索，无不依赖于对物理量进行精确测量并基于测量结果对系统进行有效调控。本教材旨在为读者构建一个系统、深入的测量与控制理论框架，涵盖从基础概念到前沿技术的完整知识体系，为有志于投身于这一领域的学生和工程师提供坚实的基础和必要的指导。 本书不拘泥于单一学科的局限，而是融合了电子技术、信息科学、自动控制理论、信号处理等多个学科的知识精华，力求从多角度、全方位地展现测量与控制系统的本质。我们将首先从测量学的基本原理出发，探讨各类物理量（如温度、压力、流量、位移、电量等）的测量方法、传感器技术、信号的采集与预处理。随后，我们将深入自动控制理论的核心，解析系统的建模、稳定性分析、性能指标以及各种控制算法的设计与实现。最后，我们将目光投向实际应用，通过典型案例的分析，展示测量与控制技术在不同领域的创新应用与发展趋势。 二、测量技术：洞察世界的窗口 测量是认知世界、改造世界的起点。本部分将带领读者走进纷繁多样的测量世界，了解如何“看见”和“感知”那些肉眼不可及或难以直接量化的物理现象。 1. 测量基本概念与分类： 我们将从最基础的定义出发，阐释测量的意义、目的，以及测量结果的准确性、精密度、灵敏度、分辨率等关键评价指标。学习如何进行误差分析，理解系统误差与随机误差的来源和处理方法，是保证测量可靠性的关键。随后，我们将对测量进行分类，例如按被测参数性质分类（电量测量、非电量测量），按测量方法分类（直接测量、间接测量），按测量精度要求分类等，为后续的传感器选择和系统设计提供依据。 2. 传感器技术：灵魂的触角： 传感器是测量系统的“感官”，它们将外界的物理信号转化为可供后续处理的电信号。本部分将详细介绍各类常用传感器的基本工作原理、性能特点、适用范围以及选型原则。 温度传感器： 热电偶、热敏电阻、铂电阻、红外传感器等，理解它们在不同温度范围和环境下的响应特性。 压力传感器： 压阻式、电容式、应变片式等，分析不同类型传感器在测量静态压力、动态压力时的优劣。 位移与速度传感器： 线性变量差动变压器（LVDT）、霍尔传感器、编码器、激光测距仪等，学习它们在位移、速度、角度测量中的应用。 流量传感器： 涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量流量计等，探讨在不同流体介质和工况下的流量测量方案。 力与扭矩传感器： 压电传感器、电阻应变式传感器等，理解其在载荷测量和扭矩监测中的作用。 化学与生物传感器： pH计、气体传感器、生物芯片等，展现测量技术在环境监测、食品安全、医疗诊断等领域的拓展。 3. 信号采集与处理：让原始信号“说话”： 传感器输出的原始信号往往伴随着噪声，并且可能不是直接可用的数字信号。本部分将聚焦于信号的采集与预处理技术。 模拟信号调理： 放大、滤波（低通、高通、带通）、隔离、阻抗匹配等，保证信号的稳定性和抗干扰能力。 模数（A/D）转换： 介绍不同类型的A/D转换器（逐次逼近型、Σ-Δ型、流水线型等）的原理、性能指标（分辨率、采样率、线性度）及其在不同应用中的选型。 数字信号处理（DSP）基础： 傅里叶变换、Z变换、数字滤波算法（FIR、IIR）、采样定理等，学习如何从数字化信号中提取有效信息，抑制噪声，进行特征提取。 数据表示与存储： 学习不同的数据格式、编码方式以及数据存储介质的选择。 三、自动控制理论：驾驭复杂系统 测量是为了更好地控制。本部分将深入探讨自动控制理论的精髓，教会读者如何设计出能够稳定、精确、高效地运行的控制系统。 1. 系统建模：描绘动态行为： 精确的系统模型是设计有效控制器的基础。我们将学习如何将复杂的物理系统转化为数学模型。 时域建模： 建立微分方程、传递函数、状态空间方程等，描述系统的动态特性。 频域建模： 伯德图、奈奎斯特图、根轨迹等，分析系统的频率响应和稳定性。 辨识方法： 介绍基于实验数据进行系统参数辨识的常用方法。 2. 系统分析：评估运行状态： 在掌握系统模型后，我们将分析系统的性能和稳定性。 稳定性分析： Routh-Hurwitz判据、Nyquist判据、根轨迹法等，判断系统在各种扰动下的稳定性。 性能指标： 超调量、调节时间、稳态误差、幅值裕度和相位裕度等，量化控制系统的响应特性。 系统响应： 阶跃响应、脉冲响应、斜坡响应等，理解系统对不同输入信号的反应。 3. 控制器设计：实现精确调控： 本部分将介绍各种经典的、现代的控制策略，以及它们的设计方法。 PID 控制： 比例（P）、积分（I）、微分（D）控制的原理、作用及其参数整定方法（如Ziegler-Nichols方法、步调节法）。PID控制器因其结构简单、鲁棒性好、易于实现而广泛应用于工业界。 超前、滞后、超前-滞后补偿： 通过引入串联或并联补偿环节，改善系统的动态性能和稳态性能。 状态空间设计： 极点配置、观测器设计、线性二次型最优控制（LQR）、模型预测控制（MPC）等，针对具有更复杂动态特性的系统进行设计。 模糊控制与神经网络控制： 介绍基于知识和学习的智能控制方法，适用于模型不确定或非线性系统。 4. 系统实现与实践： 学习如何在实际硬件平台上实现设计的控制器，包括微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）、可编程逻辑控制器（PLC）等。涉及实时操作系统（RTOS）、数字信号处理器（DSP）的编程和硬件接口设计。 四、测量与控制系统的集成与应用：连接理论与现实 测量与控制系统并非孤立存在，它们是构成复杂工程系统的重要组成部分。本部分将展示如何将前述的测量和控制技术有机结合，并应用于实际场景。 1. 系统集成： 硬件架构： 传感器、信号调理电路、数据采集单元、控制器（微处理器、PLC）、执行机构（电机、阀门、加热器）的整体连接与协调。 软件设计： 控制算法的实现、用户界面（HMI）的设计、数据通信协议（如Modbus, CAN, Ethernet/IP）的应用。 总线技术： 介绍现场总线、工业以太网等在实现分布式测量与控制中的作用。 2. 典型应用案例分析： 通过对实际工程问题的深入剖析，展示测量与控制技术的实际价值。 工业自动化： 生产过程的自动化监控（如温度、压力、液位控制）、机器人运动控制、质量检测系统。 过程控制： 化工、电力、冶金等行业的复杂流程控制，如锅炉自动控制、反应釜温度控制。 汽车电子： 发动机管理系统（EMS）、电子稳定程序（ESP）、自动驾驶辅助系统（ADAS）中的传感器应用与控制策略。 航空航天： 飞行姿态控制、导航与定位系统、发动机推力调节。 医疗仪器： 生理信号监测（心电、脑电）、药物输送泵的精确控制、手术机器人。 环境监测与智慧城市： 空气质量监测、水质监测、智能交通管理。 3. 前沿技术展望： 简要介绍当前测量与控制领域的一些前沿研究方向，如： 物联网（IoT）与边缘计算： 如何将测量与控制系统与网络化连接，实现数据的高效传输和本地化处理。 人工智能（AI）在控制中的应用： 机器学习、深度学习在系统建模、故障诊断、自适应控制等方面的潜力。 网络化控制系统（NCS）： 探讨通过通信网络进行信息交换的控制系统设计与挑战。 精密测量与微纳技术： 介绍更小、更精确的测量技术及其在生物、材料科学中的应用。 五、结语 测量与控制技术是一个充满活力和挑战的领域，它不断推动着科技的进步和社会的发展。本书的编写宗旨在于为读者打下坚实的理论基础，培养严谨的工程思维，并激发对这一领域持续学习和创新的热情。通过掌握本书内容，读者将能够理解复杂的测量与控制系统，设计出满足实际需求的解决方案，并为未来的技术发展贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书我刚入手没多久，还没来得及深入研读。不过，从我翻阅的章节来看，它在理论的阐述上可谓是煞费苦心，很多概念的引入都循序渐进，逻辑性非常强。作者似乎花了大量的心思去打磨每一个公式和推导过程，力求让读者能够清晰地理解其背后的原理。尤其是对于一些初学者来说，这种严谨的讲解方式应该能大大降低学习门槛。它不像有些教材那样，上来就扔一堆高深的理论，让人望而生畏。相反，它像一位循循善诱的老师，一步一步引导你走进测控电路的世界。我特别欣赏书中对一些经典案例的分析，虽然我还没有完全消化，但能感受到作者在选择这些案例时，是经过深思熟虑的，它们很好地印证了前面讲到的理论知识，并且具有很强的实际应用价值。当然，对于我而言，可能还需要结合更多的实践操作来加深理解，但总体来说，这本书在知识的系统性和深度上，给我留下了很好的初步印象。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的印象非常深刻，尤其是它在介绍测控系统整体架构和设计流程方面的内容。很多时候，我们在学习具体的电路模块时，很容易忽略了它们在整个系统中的作用和相互关系。而这本书很好地弥补了这一点，它从全局的角度出发，详细讲解了如何构建一个完整的测控系统，包括从需求分析、方案设计到硬件实现和软件开发的全过程。我比较感兴趣的是书中关于系统鲁棒性和抗干扰设计的部分，这在实际的工业应用中尤为重要。如何保证测控系统在复杂多变的环境下依然能够稳定可靠地工作，是工程师面临的一大挑战。这本书在这方面提供了一些非常实用的指导和建议。我个人认为，如果书中能再增加一些关于实际项目案例的详细分解，比如某个具体的工业自动化项目，从头到尾分析其测控系统的设计思路和实现细节，那将极大地提升这本书的实用价值，让读者在理论学习的同时，也能获得更直接的工程实践经验。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在校的本科生，我一直在寻找一本能够帮助我系统学习测控电路的教材。我之前也看过几本不同的书，但总感觉内容有些零散，或者过于偏重某一方面的知识。而这本《测控电路》给我的感觉就非常不一样。它的内容覆盖面非常广，从基础的模拟电路到数字信号处理，再到实际的测控系统集成，都有涉及。最让我惊喜的是，书中在讲解一些核心概念时，会穿插大量的图示和表格，这对于我这样的视觉型学习者来说，简直是福音。很多抽象的原理，通过这些直观的图形，一下子就变得容易理解了。而且，这本书的编排结构也非常合理，章节之间的过渡自然流畅，让我能够按照自己的节奏进行学习，而不会感到迷茫。我特别期待接下来能学习到书中关于数据采集和处理的部分，这对我未来的专业学习和毕业设计都将非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于我们这些长期在一线从事工程技术工作的人员来说，无疑是一场及时雨。在实际项目中，我们经常会遇到各种复杂的测控问题，而这本书恰恰提供了一个非常扎实的理论基础。我比较关注的是书中对于传感器接口电路的设计和分析部分。很多时候，传感器的信号往往比较微弱，并且容易受到各种干扰，如何有效地将其转换为可处理的信号，是关键中的关键。这本书在这方面的内容，给了我不少启发。它不仅介绍了各种常用的传感器接口电路，还深入剖析了它们的工作原理、优缺点以及在不同应用场景下的选择依据。我个人觉得，如果书中能再增加一些针对实际故障排除的案例分析，那就更完美了。毕竟，理论学得再好，遇到实际问题时，如何快速准确地找到故障根源并解决，才是衡量一个人真实能力的重要标准。但即便如此，这本书的价值依然是毋庸置疑的，它为我们提供了一个坚实的知识框架，能够帮助我们更好地理解和解决工程中的实际问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量和装帧设计都相当不错，拿在手里很有分量，也显得很专业。我主要关注的是书中关于信号调理的部分，这部分内容对于任何一个想要构建精确测量系统的工程师来说，都是至关重要的。信号调理电路的好坏，直接决定了最终测量结果的准确性和可靠性。我翻阅到的章节，对于各种滤波器的设计和应用，讲解得非常细致，包括不同类型滤波器的频率响应特性、设计公式以及在实际电路中的实现方法，都进行了详细的阐述。我特别喜欢作者在介绍一些高级的信号处理技术时，并没有回避其数学上的复杂性，而是提供了一种比较易于理解的视角，这对于我们这些可能数学基础不是特别扎实的读者来说，是很难得的。虽然我还没有完全掌握所有内容，但这本书无疑为我打开了新的思路，让我对如何设计高性能的信号调理电路有了更深刻的认识。