Technician's Guide to Instrumentation pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Simons, Samuel

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:

价格:$ 119.72

装帧:Pap

isbn号码:9781930528147

丛书系列:

图书标签:

Instrumentation
Technician
Industrial Measurement
Process Control
Sensors
Calibration
Testing
Troubleshooting
Electrical
Electronics

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具体描述

Acquire the skills, knowledge, and abilities necessary to be a successful Journeyman Instrument and Control Technician (ANSI II) with this comprehensive technicianas guide. Coverage is practical and progressive in format, providing essential information on the most relevant topics to todayas technician. Technicianas Guide to Instrumentation includes the fundamentals of pressure, temperature, level, and flow, primary measuring devices, transmitters/transducers, as well as calibration methodology and technique information for various devices. This guide also includes detailed analysis of proportional band, integral, and derivative and explains their individual and combined tuning effects on a single capacitance control loop. A chapter covering the skills and behaviors necessary for a safe and productive work environment rounds off this handy book. The emphasis that is placed on the application of concepts throughout the book arms readers with the knowledge and skills to face real-world, on-the-job challenges.

《精密仪器操作员手册：从基础到精通的实践指南》本书导言：驾驭复杂系统的基石在这个技术飞速迭代的时代，无论是尖端的科学研究、精密的工业制造，还是复杂的环境监测，都离不开对精密仪器的准确操作、维护和故障诊断。本书《精密仪器操作员手册：从基础到精通的实践指南》并非一本针对特定品牌或型号仪器的速查手册，而是一本旨在为所有致力于掌握现代测量、分析和控制设备操作的专业人士和技术人员提供坚实理论基础和全面实践技能的权威指南。我们的目标是培养新一代具备“仪器思维”的技术专家——那些不仅知道如何按下按钮，更理解背后物理原理、电子学基础以及数据流向的专业人士。本书内容涵盖了从最基础的测量学概念，到处理复杂多变量系统的集成方法，确保读者能够应对当前及未来技术环境的挑战。第一部分：测量学的核心原理与计量学基础本部分奠定了理解所有精密仪器的理论基石。我们摒弃了对特定软件界面的依赖，转而深入探讨测量系统本身的本质。第一章：测量的本质与误差分析物理量与可追溯性：详细阐述了国际单位制（SI）的七个基本单位及其派生单位，以及如何建立从国家标准到工作台的计量学可追溯链。误差的分类与量化：区分系统误差（如校准偏差、漂移）与随机误差（如噪声、环境波动）。重点介绍高斯正态分布在处理随机误差中的应用，以及如何使用置信区间（Confidence Interval）来表达测量结果的可靠性。不确定度评估：引入 ISO/BIPM 发布的《测量不确定度表示指南》（GUM）的核心思想，教授如何通过“A类”和“B类”合成不确定度的方法，对测量结果进行科学的、可信的量化描述。第二章：传感器与信号调理基础精密仪器的心脏是传感器。本章详细解析了将物理现象转化为可用电信号的全过程。传感器的工作原理：深入探讨电阻式、电容式、电感式、压电式、光电式等主流传感器类型，包括热电偶、应变片、霍尔效应元件的工作机制和适用范围。传感器特性描述：详细解析灵敏度（Sensitivity）、分辨率（Resolution）、迟滞（Hysteresis）、线性度（Linearity）以及动态响应（如一阶、二阶系统）的概念及其对测量准确性的影响。信号调理电路：重点讲解如何应对实际环境中的挑战。包括放大器（仪表放大器 vs. 通用放大器）、滤波技术（有源滤波器与无源滤波器，低通、高通、陷波滤波器的设计考量）、隔离技术和保护电路的设计原则。第二部分：数据获取与信号处理的高级技术现代仪器依赖于将模拟世界数字化。本部分专注于模数转换（ADC）的艺术与科学。第三章：模数转换器（ADC）与数据采集系统（DAS）采样理论的再审视：详细复习奈奎斯特-香农采样定理，并结合实际应用探讨欠采样、过采样对频谱分析的影响。 ADC 类型深度解析：对比逐次逼近型（SAR）、双积分型、闪式（Flash）和流水线（Pipeline）ADC 的优缺点，重点分析其在速度、精度和功耗之间的权衡。系统级考量：探讨在构建数据采集系统时必须考虑的关键因素，包括共模抑制比（CMRR）、抗混叠滤波器的设计、时钟抖动（Jitter）对精度损害的量化分析，以及多通道系统中的通道间串扰问题。第四章：数字信号处理（DSP）的应用本章将理论工具转化为解决实际测量难题的利器。傅里叶分析的实践：不仅停留在理论层面，而是深入讲解快速傅里叶变换（FFT）算法的实际应用，包括窗函数（如汉宁窗、布莱克曼窗）的选择以最小化频谱泄漏。数字滤波器的设计：区分 FIR（有限脉冲响应）和 IIR（无限脉冲响应）滤波器的特性，并指导读者如何根据所需的过渡带宽度、通带纹波和群延迟要求，在软件中实现数字滤波器。时间序列分析与去噪：介绍卡尔曼滤波的基本框架，用于在存在大量不确定性的动态系统中实现最优估计，特别适用于追踪快速变化的目标或消除随机漂移。第三部分：仪器控制、自动化与系统集成精密测量往往需要集成多个设备协同工作。本部分关注如何构建一个高效、可靠的自动化测试与测量（ATE）平台。第五章：仪器接口与通信协议串行与并行通信：详述 RS-232、RS-485 在工业环境中的应用与限制。现代总线标准：深入解析 GPIB（IEEE-488.2）的架构、命令结构（SCPI 标准的通用语法和常用命令集）。对比现代高速接口如 USB（TMC 规范）和以太网（LXI 标准）在带宽、延迟和远程控制方面的优劣。现场总线系统概述：简要介绍 CAN Bus 和 Profibus 在实时控制环境中的角色，侧重于理解它们与高精度数据采集系统的集成点。第六章：软件在仪器操作中的角色与方法论仪器操作已不可避免地与编程相结合。本章关注如何使用通用的编程环境来控制和配置仪器。编程环境与驱动程序：介绍基于文本的编程语言（如 LabVIEW, Python, MATLAB）如何通过 VISA（Virtual Instrument Software Architecture）层与硬件驱动（如IVI-C, VXIplug&play）进行交互。测试序列的结构化：强调构建健壮的测试程序应遵循的软件工程原则，包括模块化、错误处理机制（Try-Catch 块的应用）和状态管理。可视化与报告生成：指导如何有效地将原始数据转化为可理解的图表，并自动生成符合行业规范的测试报告模板，包括数据标注、不确定度报告的嵌入。第四部分：设备维护、校准与故障诊断仪器的寿命和精度依赖于持续的维护和定期的校准。第七章：预防性维护与环境控制环境因素的影响：探讨温度、湿度、气压和振动对高精度测量（如质量、长度、电阻测量）的影响，并指导如何建立适当的环境监控程序。清洁、存储与上电程序：针对光学、真空和高阻抗测量设备，提供标准化的操作流程，以防止污染和热漂移。第八章：校准管理与故障排除策略校准流程详解：区分“调整”（Adjustment）和“校准”（Calibration）的概念。介绍单点校准、多点线性化校准的数学模型。根源分析（RCA）：提供一套系统的故障排除方法论，从最简单的“电源/连接”检查开始，逐步深入到信号完整性分析、固件版本核对，以及通过分析采集到的数据特征（如周期性噪声、饱和度）来定位硬件或软件缺陷。结语：持续学习与适应本书提供的是一套稳固的方法论和广泛的技术视野。在仪器技术不断演进的背景下，真正优秀的仪器操作员必须保持对新技术的敏感性，并将本书所学的核心原理应用于评估和掌握任何新出现的测量工具。掌握本书内容，即是掌握了在任何复杂技术领域中取得可靠、可信测量结果的能力。