現代數據採集技術

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《現代數據採集技術》，作者：葛亮、甘芳吉 主編，出版社： 化學工業出版社。

化學工業出版社（簡稱化工社）組建於1953年1月，是新中國出版界歷史較為悠久的中央級出版社，出版科技圖書、教材、大眾圖書、電子出版物及科技期刊等五大類。

目錄

內容簡介

數據採集已經成為現代科技中不可或缺的一部分，本書全面並系統地介紹了現代數據採集技術。全書共分10 章，主要內容包括：數據採集及其基本原理、數據採集系統常用傳感器、數據採集信號調理、多路模擬開關、模/數轉換器、數/模轉換器、數據傳輸技術、採樣數據處理與分析、數據採集板卡、數據採集系統設計。

本書圖文並茂，注重理論與實際的結合，其中部分應用實例系作者近年來科研工作的經驗總結，儘量做到幫助讀者合理且正確地設計數據採集系統。本書可作為高等院校儀器儀表、機電一體化、電子信息類、自動化等相關專業的，也可作為相關工程技術人員的參考用書

目錄

第1章 數據採集及其基本原理 001

1.1 數據採集的發展與歷史 001

1.1.1 數據採集技術的起源 001

1.1.2 數據採集技術的發展歷程 002

1.1.3 現代數據採集技術及發展 003

1.2 現代數據採集技術的應用 005

1.3 數據採集技術 013

1.3.1 數據採集的基本概念 013

1.3.2 數據採集系統的任務 014

1.3.3 數據採集系統評價指標 014

1.4 數據採集系統結構形式 016

1.4.1 集中式數據採集系統 016

1.4.2 分布式數據採集系統 018

1.4.3 分布式絡數據採集系統 019

1.5 模擬信號數據採集的原理過程 020

1.6 數據採集信號處理 022

1.6.1 數據處理的類型 022

1.6.2 數據處理的任務 023

習題 023

第2章 數據採集系統常用傳感器 024

2.1 傳感器基本概念 024

2.1.1 傳感器及其選型 024

2.1.2 傳感器的分類 025

2.2 電阻式傳感器 027

2.2.1 電阻應變式傳感器 027

2.2.2 變阻式傳感器 031

2.3 電容式傳感器 032

2.3.1 工作原理 032

2.3.2 電容式傳感器的類型 032

2.4 電感式傳感器 035

2.4.1 自感式傳感器 035

2.4.2 互感式傳感器 039

2.5 磁電式傳感器 040

2.5.1 動圈式和動鐵式傳感器 040

2.5.2 磁阻式傳感器 041

2.6 壓電式傳感器 042

2.6.1 工作原理 042

2.6.2 壓電材料 043

2.7 光電式傳感器 044

2.7.1 光電效應 044

2.7.2 光電器件 045

2.8 霍爾傳感器 049

2.8.1 霍爾效應 049

2.8.2 霍爾效應的應用 050

2.9 傳感器的發展趨勢 051

2.9.1 微型化 052

2.9.2 智能化 052

2.9.3 集成化、多功能 053

2.9.4 無線絡化 053

習題 054

第3章 數據採集信號調理 055

3.1 概述 055

3.1.1 信號調理電路的功能和目的 055

3.1.2 信號調理電路的要求 056

3.1.3 主要信號調理電路 056

3.2 運算放大電路 057

3.2.1 運算放大器的基本特性 057

3.2.2 基本應用電路 059

3.3 測量放大器電路 062

3.3.1 測量放大器概述 062

3.3.2 測量放大器原理 062

3.3.3 測量放大器的主要技術指標 064

3.3.4 測量放大器集成芯片 065

3.3.5 測量放大器的使用 065

3.4 有源濾波電路 067

3.4.1 濾波電路基礎知識 067

3.4.2 有源低通濾波電路 068

3.4.3 有源高通濾波電路 070

3.4.4 帶通、帶阻濾波電路 071

3.4.5 雙二階環電路 073

3.5 信號轉換電路 073

3.5.1 電壓/頻率、頻率/電壓轉換電路 073

3.5.2 V/I和I/V變換 080

習題 085

第4章 多路模擬開關 086

4.1 電子多路開關工作原理 086

4.1.1 雙極型晶體管開關 086

4.1.2 場效應晶體管開關 087

4.1.3 集成多路開關 087

4.2 多路開關主要指標及電路特性 088

4.3 多路開關集成芯片 092

4.3.1 無譯碼器的多路開關 092

4.3.2 有譯碼器的多路開關 092

4.4 多路開關接法設計 095

4.5 多路模擬開關的應用 096

4.5.1 模擬通道擴展 096

4.5.2 組成增益可程控的測量放大器 099

4.5.3 組成增益可程控的運算放大器 099

4.5.4 數據採集系統應用案例 100

習題 100

第5章 模/數轉換器 101

5.1 A/D轉換器的分類 101

5.2 A/D轉換器的主要性能參數 102

5.2.1 靜態參數 102

5.2.2 動態參數 104

5.3 逐次逼近式 A/D轉換器 106

5.3.1 工作原理 106

5.3.2 工作過程 106

5.4 雙斜積分式 A/D轉換器 107

5.4.1 工作原理 107

5.4.2 工作過程 108

5.5 8位A/D轉換器芯片ADC0809 109

5.5.1 芯片簡介 109

5.5.2 工作原理 1

5.5.3 接口電路和程序設計 2

5.6 12位A/D轉換器芯片 AD574A 4

5.6.1 芯片簡介 4

5.6.2 工作原理 6

5.6.3 接口電路和程序設計 7

5.7 12位串行 A/D轉換器芯片ADS7822 9

5.7.1 芯片簡介 9

5.7.2 工作原理 120

5.7.3 接口電路 121

5.8 A/D轉換技術 122

5.8.1 頻率混淆 122

5.8.2 採樣/保持器 124

習題 128

第6章 數/模轉換器 129

6.1 D/A轉換基本原理 129

6.1.1 二進制譯碼 130

6.1.2 信號重建與恢復 130

6.2 D/A轉換器的分類和組成 133

6.2.1 D/A轉換器的分類 133

6.2.2 D/A轉換器的基本組成 135

6.3 D/A轉換器的主要技術指標 136

6.4 並行D/A轉換器 138

6.4.1 權電阻D/A轉換器 138

6.4.2 T形電阻D/A轉換器 139

6.4.3 權電流型D/A轉換器 141

6.4.4 具有雙極性輸出的D/A轉換器 142

6.5 單片集成D/A轉換器DAC0832 143

6.5.1 芯片簡介 143

6.5.2 工作原理 143

6.5.3 接口電路和程序設計 145

習題 147

第7章 數據傳輸技術 148

7.1 RS232數據傳輸技術 148

7.1.1 接口形態及引腳定義 148

7.1.2 電氣特性 149

7.1.3 接口設計 150

7.1.4 傳輸距離及速率 151

7.1.5 RS232C的通信參數 151

7.1.6 RS232C的特點 151

7.2 RS485數據傳輸技術 152

7.2.1 接口形態及引腳定義 152

7.2.2 電氣特性 153

7.2.3 接口設計 153

7.3 USB數據傳輸技術 155

7.3.1 接口形態及引腳定義 155

7.3.2 電氣特性 159

7.3.3 通信協議 160

7.3.4 接口設計 165

7.4 以太數據傳輸技術 165

7.4.1 以太的分類 165

7.4.2 接口形態及引腳定義 166

7.4.3 通信協議 167

7.5 無線數據傳輸技術 168

7.5.1 藍牙技術 168

7.5.2 ZigBee技術 171

7.5.3 無線局域通信技術 173

7.5.4 RFID技術 177

7.5.5 IrDA通信技術 178

7.5.6 近場通信技術 180

習題 185

第8章 採樣數據處理與分析 186

8.1 採樣數據的標度變換 186

8.1.1 線性參數的標度變換 187

8.1.2 非線性參數的標度變換 187

8.2 採樣數據去誤差處理 190

8.2.1 系統誤差的消除 190

8.2.2 隨機誤差的處理 190

8.2.3 粗大誤差的剔除 191

8.3 採樣數據去干擾 192

8.3.1 剔除奇異項 192

8.3.2 採樣數據數字濾波 193

8.4 採樣數據處理方法 197

8.4.1 傅里葉變換 197

8.4.2 短時傅里葉變換 199

8.4.3 小波變換 201

8.4.4 自適應濾波 203

習題 205

第9章 數據採集板卡 206

9.1 數據採集板卡的分類 206

9.1.1 基於板卡總線分類 206

9.1.2 基於板卡處理信號分類 210

9.2 PCI1730U數字量輸入/輸出板卡 2

9.2.1 主要技術指標 2

9.2.2 軟件的安裝 212

9.2.3 硬件的安裝 213

9.2.4 配置板卡 214

9.2.5 引腳和信號說明 215

9.3 PCIE1816H多功能數據採集板卡 216

9.3.1 主要技術指標 216

9.3.2 軟件的安裝 217

9.3.3 硬件的安裝 217

9.3.4 配置板卡 217

9.3.5 引腳和信號說明 218

9.4 USB6002多功能數據採集板卡 219

9.4.1 主要技術指標 219

9.4.2 軟件的安裝 221

9.4.3 硬件的安裝 221

9.4.4 工作原理 221

9.4.5 引腳和信號說明 222

9.5 數據採集板卡的選型 223

9.5.1 接口方式 223

9.5.2 輸入/輸出指標 224

習題 224

第10章 數據採集系統設計 225

10.1 數據採集系統設計原則 225

10.2 數據採集系統設計步驟 226

10.3 集中式數據採集系統設計案例 229

10.3.1 心電監測系統設計要求 229

10.3.2 方案論證 229

10.3.3 系統設計框架 231

10.4 分布式數據採集系統設計案例 232

10.4.1 物流倉庫火情智能監測系統設計要求 232

10.4.2 物流倉庫火情智能監測設計原則 232

10.4.3 一種物流倉庫火情環境監測絡部署新模型 232

10.4.4 研究總體方案設計 236

10.5 分布式絡數據採集系統設計案例 238

10.5.1 燃氣場站監控系統設計要求 238

10.5.2 系統設計原則 239

10.5.3 總體方案設計 239

習題 241

參考文獻 242