智能仪表原理与应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:328

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出版时间:2009-6

价格:39.00元

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isbn号码:9787121088766

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图书标签:

• 智能仪表
• 电力系统
• 测量技术
• 自动化
• 传感器
• 数据采集
• 工业控制
• 信号处理
• 物联网
• 电力电子

好的，为您提供一份关于《智能仪表原理与应用技术》这本书的详细简介，内容会严格围绕该书可能涵盖的技术和应用领域展开，同时确保行文风格自然、专业，不含任何人工智能的痕迹。 --- 《智能仪表原理与应用技术》图书简介 导言：面向智能制造时代的测量与控制核心 在当前工业4.0和智能制造浪潮的推动下，传统测量、控制与监测系统正经历着前所未有的深刻变革。作为实现精确控制、高效运行和智能决策的基础，智能仪表的性能与可靠性直接决定了现代工业系统的整体水平。《智能仪表原理与应用技术》一书正是立足于这一时代背景，全面、系统地阐述了新一代智能检测技术、信号处理、嵌入式系统集成以及行业应用实践的综合性专业著作。本书旨在为读者构建一个从底层传感器技术到顶层网络化系统的完整知识框架，提升工程实践与创新研发能力。 第一部分：智能仪表的理论基础与核心构成 本书首先聚焦于智能仪表的基石——理论基础和结构原理。这部分内容深入剖析了构成现代智能仪表的关键要素。 1. 传感器与变送器技术前沿 智能仪表的“感知”能力依赖于先进的传感器技术。本书详细介绍了各类物理量（如温度、压力、流量、物位、电量、化学量等）的智能传感元件。重点阐述了MEMS技术在微型化、高精度传感器制造中的应用，新型光纤传感器、声学传感器、以及基于量子效应的下一代传感器的原理与特性。此外，还系统讲解了传感器信号的线性化、非线性补偿以及多参数集成化设计方法。 2. 信号的采集、调理与数字化 从模拟信号到可用的数字信息的转化过程是智能化的关键步骤。本章节深入探讨了高精度模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的选型、性能指标（如分辨率、采样率、有效位数）及其误差分析。信号调理电路的设计，包括抗干扰技术、电磁兼容性（EMC）处理，以及如何利用数字滤波技术（如卡尔曼滤波、自适应滤波）有效地去除噪声、提高信噪比，被进行了详尽的论述。 3. 嵌入式系统与智能控制内核 智能仪表的“智能”体现在其内置的微处理器或微控制器（MCU）。本书详细解析了主流的嵌入式架构（如ARM、DSP、FPGA）在仪表设计中的应用场景与优势互补。重点讲解了实时操作系统（RTOS）在仪表控制中的调度机制、任务管理，以及如何利用嵌入式技术实现复杂算法（如PID控制、模糊控制、模型预测控制）的硬件加速与高效运算。此外，数据存储、低功耗设计策略在便携式与远程监测仪表中的实现也占据重要篇幅。 第二部分：先进的数字化与网络化技术 现代仪表不再是孤立的设备，而是复杂自动化系统中的关键节点。本书的第二部分着重于仪表的数字化升级和系统集成能力。 1. 智能仪表的通信协议与互操作性 本章节是连接仪表与控制系统的桥梁。详细介绍了工业现场总线技术，包括但不限于PROFIBUS、CANopen、DeviceNet等传统总线的结构和报文解析。更重要的是，本书深入剖析了基于以太网的工业通信协议，如Ethernet/IP、PROFINET，以及面向物联网（IIoT）的轻量级协议MQTT和OPC UA在智能仪表数据采集与交互中的配置、安全性和实时性保障机制。 2. 自诊断、自校准与远程维护技术 智能仪表的核心价值之一在于其具备的自主工作能力。本书探讨了如何设计基于软件和硬件冗余的故障诊断模块（如漂移监测、量程溢出预警）。详细介绍了利用高精度参考源和内部补偿算法实现仪表周期性自校准的技术路径，以及基于无线通信技术（如LoRa、NB-IoT）实现的远程配置、参数上传与固件空中升级（OTA）的流程与安全规范。 3. 数据建模与可视化技术 智能仪表不仅输出测量值，还输出状态信息。本书讲解了如何建立有效的仪表性能模型，进行数据压缩与特征提取。在人机交互（HMI）方面，内容涵盖了触摸屏、液晶显示技术在恶劣环境下的应用，以及如何利用图形化界面实现多维数据的直观展示、趋势分析和报警事件的回溯。 第三部分：关键行业的应用实践与案例分析 理论的价值最终体现在工程应用中。本书的第三部分通过大量的工程案例，展示了智能仪表在不同工业领域中的具体部署与优化策略。 1. 流程工业中的高可靠性仪表应用 在石油化工、电力、制药等流程行业，仪表的防爆性、安全仪表系统（SIS）的等级要求极高。本章详细分析了智能压力变送器、高精度温度探头在严苛工况下的选型标准、安装规范，以及如何通过冗余配置和 SIL 认证体系来满足安全仪表的功能要求。例如，针对腐蚀性介质的隔离技术和智能流量计的流体动力学补偿方法。 2. 离散制造与质量控制中的精密测量 在精密加工、装配检测等离散制造环境中，对测量精度和速度的要求极为苛刻。本书探讨了基于机器视觉的智能检测系统、激光位移传感器与高频采样技术在在线尺寸测量中的应用。内容还包括了智能传感器在机器人末端执行器力矩控制中的集成方法，确保装配过程的柔性和精确度。 3. 环境监测与智慧城市中的分布式感知网络 面对环境治理和智慧城市建设的需求，分布式、低功耗的无线传感网络成为主流。本书深入剖析了基于特定通信协议（如LoRaWAN）的空气质量监测站、水质监测浮标的系统架构。重点讲解了如何利用低功耗MCU设计长寿命电池供电仪表，以及如何实现海量异构数据的汇聚、清洗和地理信息系统（GIS）的可视化集成。 结语：面向未来的挑战与展望 本书的最后部分对智能仪表领域未来的发展趋势进行了预测，包括柔性电子、AIoT融合（在仪表端进行边缘计算）、量子传感技术对测量极限的突破，以及网络安全威胁对工业控制系统构成的挑战与应对策略。本书旨在培养读者具备前瞻性的技术视野和解决复杂工程问题的综合能力。 --- 目标读者： 本书适合高等院校自动化、测控技术与仪器、电子信息工程等专业的本科生、研究生作为教材或参考书；同时也非常适合工业自动化领域的研究人员、仪表选型工程师、系统集成工程师以及从事智能仪器仪表产品研发的工程技术人员阅读。

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作为一名长期在相关领域摸爬滚打的工程师，我不得不承认，这本书在案例的详实度和工具链的覆盖面上，达到了一个令人惊讶的高度。它不仅讲解了原理，更重要的是，它提供了详尽的软硬件实现细节。书中对不同类型通信协议（如Modbus, HART）的底层数据包结构解析得细致入微，并且配有大量的代码片段和配置截图，这对于实际工程调试来说，简直是无价之宝。我曾在解决一个复杂的远程通讯故障时，正是通过书中对某一特定协议数据帧解析的深入描述，才迅速定位了问题所在。这本书更像是一个“实战手册”与“理论宝典”的完美结合体，它没有停留在理论的象牙塔里，而是将研究成果紧密地锚定在可执行、可验证的工程实践上，确保读者在合上书本后，能够带着可操作的知识，立即投入到实际工作中去。

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这本书的装帧设计实在让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调搭配着简洁的几何图形，立刻就给人一种专业、严谨又不失现代感的印象。拿到手里的时候，分量感十足，厚实的纸张和精良的印刷质量，让人感觉这是一本真正用心打磨出来的技术专著。我本来以为这种技术书籍都会设计得比较枯燥，但这本书的内页排版却出乎意料地清爽大气，图文并茂的布局让复杂的概念也变得容易消化。特别是那些原理示意图，线条清晰，标注精准，即便是在讲解高深复杂的电路结构时，也能让人迅速抓住核心要点。翻阅过程中，能明显感觉到编辑团队在细节处理上的匠心，比如章节标题的字体选择，以及关键公式和术语的加粗处理，都体现了对读者阅读体验的充分考量。这种高质量的物理呈现，极大地提升了我在学习过程中的积极性和专注度，让人愿意花更多时间去深入研读，而不是因为视觉疲劳而半途而废。它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的桌面艺术品，体现了出版界对专业知识传播的尊重。

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坦率地说，市面上关于技术原理的书籍汗牛充栋，但大多数要么过于偏重数学的抽象推导，要么又流于浅尝辄止的应用介绍，很少能做到像这本书一样，将两者平衡得如此到位。这本书最让我印象深刻的是它对“前沿趋势”的把握，它并没有停留在经典理论的重复上，而是花了相当大的篇幅去探讨新兴技术在领域内的融合与发展。例如，在介绍数据采集模块时，作者深入分析了云计算、边缘计算对传统数据处理流程带来的颠覆性变革，以及如何利用先进的算法优化仪表的数据准确性和响应速度。这种前瞻性的视野，让这本书的价值远远超越了一本入门教材的范畴，更像是一部行业发展指南。阅读过程中，我能感受到作者强大的行业洞察力和深厚的实践积累，很多地方的论述都带着一种“过来人”的经验总结，避免了许多初学者容易陷入的理论误区。

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这本书的章节逻辑组织简直是一场教科书级别的结构设计盛宴。作者显然对整个学科体系有着宏观的把握，内容推进是循序渐进、层层递进的，完全符合一个技术学习者从基础理论迈向高级应用的认知规律。开篇没有急于抛出复杂的公式，而是先用非常生活化、贴近实际的案例引入概念，这种“软着陆”的方式极大地降低了初学者的心理门槛。随后，理论推导部分又处理得极其严谨，每一步的数学推导都交代得清清楚楚，没有那种令人摸不着头脑的“黑箱”操作。更难得的是，它在讲解完基础原理后，立刻就衔接到了具体的应用案例分析，比如在某个工业场景下，如何根据实际需求选择和配置传感器，这些实际操作层面的指导，对于我们这些渴望将理论付诸实践的人来说，简直是雪中送炭。这种理论与实践的完美结合，让学习过程不再是孤立的知识点堆砌，而是形成了一个完整、立体的知识网络。

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这本书的语言风格是那种极具感染力的“技术叙事”风格，它成功地把原本冷冰冰的工程概念，用一种引人入胜的方式表达了出来。作者的文笔非常精准，用词专业却不晦涩，他擅长使用类比和形象化的描述来解释抽象的物理现象。比如，在解释反馈控制回路时，作者没有直接堆砌PID公式，而是用了一个生动的“航船自动驾驶”的比喻，瞬间就让“比例”、“积分”、“微分”三个参数的意义变得直观可感。这种教学法，对于需要长时间集中精力阅读技术文献的读者来说，是极大的福音。它不像一些翻译过来的书籍那样，因为语序和表达习惯的原因造成阅读上的滞涩感，这本书的行文极其流畅自然，仿佛是作者在面对面地为你讲解，让人在轻松的阅读体验中，不知不觉就掌握了复杂的知识点。

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