具体描述
本书是国防特色教材，是根据哈尔滨工程大学应用化学、化学工程、化学工艺专业硕士研究生的近代分析测试技术教学大纲编写的。全书共14章，内容包括：热分析、x射线衍射分析、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、其他显微分析、色谱分析、光谱分析、核磁共振波谱、质谱分析等分析技术。并对各种分析技术的基本原理，仪器结构，分析测试方法及应用作了介绍。 本书可作为理工科大学，师范院校化学化工专业及相关专业的本科生、硕士研究生教材和教学参考书，也可供有关的科技及分析工作者参考。
《精密测控与仪器原理》 本书深入浅出地剖析了现代精密测量与控制系统的核心技术，并对各类关键仪器的设计原理、功能实现及应用领域进行了系统性的阐述。全书共分为四个主要部分，旨在为读者构建一个全面而深入的精密测控知识体系。 第一部分：精密测量技术基础与传感器原理 本部分首先为读者打下坚实的理论基础，详细介绍了精密测量的基本概念、误差分析与补偿方法，以及数据采集与处理的关键技术。重点阐述了不同类型传感器的工作原理，包括但不限于： 位移与角度传感器： 详细解析了光学尺、编码器（增量式、绝对式）、电感式传感器、电容式传感器、霍尔传感器以及激光测距仪等在测量位移和角度方面的原理、结构特点、精度限制和适用场景。例如，对于光学尺，会深入讲解其光栅刻线结构、光电转换原理，以及如何通过细分技术提高分辨率。对于编码器，则会区分绝对式和增量式的编码原理，以及它们的优劣势。 力与压力传感器： 涵盖了电阻应变片式传感器、压电式传感器、电容式压力传感器、压阻式传感器等，分析了它们将机械量转化为电信号的机制，以及在不同压力范围和环境下的应用。对于电阻应变片，会详细介绍应变效应的物理原理，并讨论全桥、半桥等电路的应用。 温度传感器： 深入探讨了热电偶、热电阻（RTD）、热敏电阻（Thermistor）、红外测温仪等传感器的热物理学原理，以及它们在不同温度范围内的响应特性和校准方法。会分析不同类型热电偶的塞贝克效应，以及热电阻的铂电阻温度计（PRT）标准。 流量与液位传感器： 介绍了涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、浮子流量计、差压式流量计以及不同原理的液位传感器（如电阻式、电容式、超声波式、雷达式等）的工作原理和特点。会深入解析电磁流量计在导电液体测量中的应用，以及超声波流量计的时差法和多普勒法原理。 气体与化学传感器： 讨论了用于检测特定气体成分的传感器，如氧化锆氧传感器、电化学传感器、半导体气体传感器等，分析了它们的响应机理和在环境监测、工业安全领域的应用。 第二部分：精密控制系统设计与理论 本部分聚焦于精密控制系统的构建，从系统架构设计到关键控制算法的实现。 控制系统架构： 详细介绍了开环控制、闭环反馈控制、PID控制、模糊控制、自适应控制等多种控制策略的原理、优缺点及适用范围。会通过具体的系统框图来展示不同控制结构的实现方式。 PID控制器优化： 深入探讨了PID参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、临界比例法、试凑法等），以及如何进行PID参数的自整定和增益调度，以应对动态变化或非线性系统。 运动控制与伺服系统： 重点讲解了步进电机、伺服电机及其驱动器的原理，以及在位置控制、速度控制和力矩控制中的应用。会分析伺服系统中的反馈环路设计，包括位置反馈、速度反馈和电流反馈。 PLC与嵌入式控制： 介绍了可编程逻辑控制器（PLC）在工业自动化中的应用，以及基于微处理器或DSP的嵌入式控制系统的软硬件协同设计方法。会讨论PLC的梯形图、指令表编程，以及嵌入式系统中实时操作系统（RTOS）的应用。 第三部分：关键精密仪器原理与应用 本部分针对几种具有代表性的精密仪器，深入剖析其内部工作原理和应用场景。 频谱分析仪： 详细阐述了频谱分析仪的信号处理流程，包括采样、量化、离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT），以及如何利用其进行信号的频率域分析。会介绍分辨率带宽（RBW）和视频带宽（VBW）等关键参数的影响。 示波器与信号发生器： 讲解了数字示波器（DSO）的采样原理、触发机制、存储深度等核心技术，以及信号发生器的波形生成原理（如DDS技术）。会讨论示波器在时域信号观察和分析中的作用。 仪器仪表校准与溯源： 介绍了计量学基础知识，以及各类精密仪器的校准流程、校准因子、不确定度评定和溯源方法，确保测量结果的准确性和可靠性。 第四部分：先进测控技术与发展趋势 本部分展望了精密测控领域的未来发展方向，介绍了一些前沿技术。 数据融合与机器学习在测控中的应用： 探讨了如何将来自多个传感器的数据进行融合，以提高测量精度和鲁棒性，并介绍了机器学习算法在预测性维护、故障诊断和智能控制中的应用潜力。 物联网（IoT）与工业4.0中的精密测控： 分析了传感器网络、边缘计算以及云平台在构建智能制造和物联网应用中的作用，以及精密测控如何支撑这些新技术的实现。 微机电系统（MEMS）与微型化测控： 介绍了MEMS技术在制造微型传感器和执行器方面的优势，以及微型化测控系统在便携式设备、生物医学等领域的应用前景。 本书结构清晰，语言严谨，图文并茂，既适合作为高等院校相关专业本科生和研究生的教材，也为从事精密测量、仪器设计、自动化控制等领域的工程师和技术人员提供了宝贵的参考资料。通过学习本书，读者将能够深刻理解精密测控系统的设计精髓，掌握各类仪器的核心原理，并能将其有效地应用于实际工程问题中。
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