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第1章 数据采集与处理技术的概念1

1.1 数据采集系统的基本功能1

1.2 数据处理的类型和任务2

1.2.1 数据处理的类型2

1.2.2 数据处理的任务3

1.3 数据采集系统的分类3

1.3.1 一般计算机数据采集与处理系统（DAS）的组成3

1.3.2 直接数字控制型数据采集与处理系统（DDC）的组成7

1.3.3 集散型数据采集与处理系统（DCS）及其主要特点7

1.4 组态软件及其控制技术在数据采集与处理系统中的应用简介11

1.5 虚拟仪器软件LabVIEW在数据采集与处理系统中的应用简介12

习题13

第2章 采集系统常用传感器15

2.1 传感器的定义与组成15

2.2 传感器的分类与特点15

2.2.1 按被测物理量分类15

2.2.2 按敏感材料分类16

2.2.3 按能量的关系分类16

2.2.4 其他分类法16

2.3 电阻应变式传感器原理16

2.3.1 电阻应变式传感器16

2.3.2 电阻应变式传感器的应用实例——汽车衡称重系统20

2.4 热电偶传感器原理22

2.5 电感式传感器28

2.5.1 电感式传感器概述28

2.5.2 自感式电感传感器28

2.5.3 差动变压器式传感器30

2.5.4 变压器式传感器测量转换电路31

2.5.5 自感式传感器应用实例33

2.6 电容式传感器35

2.6.1 电容式传感器工作原理35

2.6.2 电容传感器应用实例38

2.7 压电传感器40

2.7.1 压电效应和压电传感器40

2.7.2 压电转换电路的工作原理42

2.7.3 压电传感器应用实例43

2.8 霍尔传感器44

2.8.1 霍尔元件的结构及工作原理44

2.8.2 霍尔传感器及其应用46

2.9 光电传感器50

2.9.1 光电效应50

2.9.2 光电池52

2.9.3 光敏二极管和光敏三极管54

2.9.4 光电传感器应用实例56

习题57

第3章 信号采集与信号调理技术60

3.1 采样定理60

3.2 A/D（模／数）转换61

3.2.1 逐次比较型A/D转换器62

3.2.2 并行比较型A/D转换器（3位）64

3.2.3 A/D（模／数）转换的作用及需注意的问题66

3.3 D/A（数／模）转换66

3.3.1 D/A（数／模）转换电路66

3.3.2 D/A（数／模）转换的应用67

3.4 D/A和A/D板卡的选择和应用领域71

3.5 数据采集系统的设计73

3.5.1 数据采集系统结构形式的确定74

3.5.2 系统参数设计和器件选择76

3.5.3 高速数据采集系统78

习题78

第4章 数据采集常用电路80

4.1 模拟多路开关80

4.1.1 常用模拟多路开关的工作原理及主要技术指标81

4.1.2 模拟多路开关的应用84

4.2 测量放大器85

4.2.1 集成测量放大器主要技术指标85

4.2.2 集成测量放大器芯片AD522的应用86

4.2.3 程控增益放大器87

4.3 滤波器88

4.3.1 RC无源与有源滤波器89

4.3.2 滤波器的应用91

4.4 USB7336多功能数据采集模块92

4.5 PCI5413D光电隔离模入接口卡96

习题98

第5章 计算机接口与数据采集99

5.1 接口的功能特点及数据传送方式99

5.1.1 数据传送方式99

5.2 数据采集的串行通信接口技术103

串行通信方式104

5.3 常用异步串行通信接口105

5.3.1 RS-232接口105

5.3.2 RS-422A、RS-423A接口电路107

5.3.3 20mA电流环路串行接口108

5.4 PC机和单片机之间的通信109

5.5 A/D、D/A转换器及接口110

5.5.1 AD574110

5.5.2 单片机与12位D/A转换器DAC1208的接口112

5.6 单片机数据采集在中央供暖系统中的应用113

5.7 单片机温度数据采集与处理方法的工程设计118

5.8 可编程控制器PLC模拟量处理模块120

5.8.1 I/O模块的选择120

5.8.2 PLC与常用输入设备的连接121

5.8.3 模拟量处理模块121

5.8.4 普通A/D输入模块121

5.8.5 PLC的A/D和D/A模块介绍121

5.8.6 温度A/D输入模块125

习题127

第6章 数据采集系统的抗干扰技术128

6.1 数据采集系统中常见的干扰128

6.2 串、共模抗干扰措施131

6.2.1 串模干扰及抑制131

6.2.2 共模干扰及抑制132

6.3 硬件抗干扰措施134

6.4 电源系统的抗干扰135

6.5 接地系统的抗干扰138

6.6 屏蔽技术141

6.7 噪声与干扰抑制142

6.7.1 噪声的耦合方式及有源器件的选择原则142

6.7.2 抑制噪声源146

6.7.3 减少噪声的耦合与接收147

6.8 软件抗干扰技术148

6.9 抗干扰应用149

习题150

第7章 使用LabVIEW进行数据采集与分析151

7.1 LabVIEW虚拟仪器简介151

7.1.1 LabVIEW的功能与特点151

7.1.2 虚拟仪器软件开发工具LabVIEW介绍153

7.2 LabVIEW的数据采集154

7.2.1 数据采集系统的构成154

7.2.2 信号调理155

7.3 LabVIEW的VI编辑156

7.3.1 创建一个VI156

7.3.2 仿真信号Express VI157

7.3.3 连接程序框图对象158

7.3.4 调整信号159

7.3.5 配置公式159

7.3.6 在图形上显示两个信号159

7.3.7 自定义旋钮控件160

7.3.8 自定义波形图显示控件外观161

7.3.9 基于模板创建VI161

7.3.10 添加信号162

7.3.11 配置滤波器Express VI162

7.3.12 分析信号幅值163

7.3.13 控制执行速度163

7.3.14 设定警告界限163

7.3.15 设置警告提示164

7.3.16 保存数据到文件164

7.4 采集数据并与仪器通信165

7.4.1 采集信号165

7.4.2 测试任务166

7.4.3 将DAQ设备采集的数据绘制到图形166

7.5 查找和安装仪器驱动166

7.5.1 通过仪器I/O助手选择仪器167

7.5.2 采集并解析仪器信息167

7.6 MAX配置167

7.7 快速开发工具：DAQ助手（DAQ Assistant）169

7.7.1 使用DAQmx进行数据采集169

7.7.2 使用DAQmx写VI169

7.8 项目工程设计171

7.8.1 基于LabVIEW计数信号采集与控制平台171

7.8.2 NI实现正弦波的滤波处理175

7.8.3 两个波形合成显示179

习题182

第8章 使用MCGS组态软件进行数据采集与分析183

8.1 什么是MCGS组态软件183

8.2 MCGS组态软件的安装183

8.3 MCGS组态软件简介183

8.4 MCGS组态软件的工作方式185

8.5 MCGS项目工程实战186

8.5.1 MCGS组态软件实现废品检测自动控制186

8.5.2 基于工控软件的汽车电子控制可视化教学系统189

8.5.3 基于MCGS软硬件结合的水位控制系统194

8.5.4 基于MCGS的机械手控制系统214

习题218