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仪器技术专题实验指导书 v0.7.doc

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仪器技术专题 实验教学指导书 侯成刚 毕宏彦 陈伟 刘弹 西安交通大学 机械工程学院 2013-06 目 录 课程简介 1 1 智能仪器设计专题 2 1.1 专题简介 2 1.2 电路原理图与PCB设计方法 3 实验目的 3 实验任务 3 教学计划 3 实验内容 4 1.3数据采集与控制系统设计 6 实验目的 6 实验任务 6 设计任务 6 实验条件 7 教学计划 7 设计报告 7 参考资料 8 电子电路设计的基本步骤 8 电子电路的组装 9 电子电路调试 9 电子电路故障检查的一般方法 10 电子电路干扰的抑制 11 接地 12 2 虚拟仪器设计专题 13 2.1 专题简介 13 2.2 LabVIEW程序设计方法 14 实验目的 14 实验任务 14 教学计划 14 设计报告 16 2.3 虚拟数字示波器设计开发 18 实验目的 18 实验任务 18 设计任务 18 实验条件 19 教学计划 20 设计流程 21 设计报告 21 参考资料 21 多功能数据采集卡简介 21 NI-DAQ助手的使用 26 NI-DAQmx 简介 29 使用NI-DAQmx 进行模拟信号连续采集 31 3 几何量精密测量实验 34 3.1 专题简介 34 3.2 高精度位置测量系统(激光)实验 35 实验目的 35 实验任务 35 教学计划 35 实验设备 35 实验步骤 36 实验结果分析 36 MI系列微型激光干涉仪简介 36 3.3 箱体类零件尺寸、形状和位置检测 41 实验目的 41 实验任务 41 教学计划 41 实验设备 41 实验步骤 42 实验结果分析 49 三坐标测量机简介 49 3.4 基于计算机网络的数字化测量 51 实验目的 51 实验任务 51 教学计划 51 实验设备 51 实验步骤 52 实验结果分析 53 网络化几何量测量系统简介 53 课程简介 本课程是面向四年制测控技术与仪器专业本科生开设的一门综合性专业技术实践训练课程。学习使用电路设计软件Protel进行智能仪器电路设计的方法,掌握印刷电路板检查、焊接和调试技术;学习虚拟仪器开发环境LabVIEW的编程思想和程序设计方法,基于多功能数据采集卡,设计开发虚拟数字示波器;了解现代几何量精密测试技术及数据处理方法,学习几何量精密测量仪器的工作原理和使用方法。通过综合性的设计实验,培养学生从事几何量精密测量技术工作的能力,具备设计开发智能仪器和虚拟仪器的基本技能。 课程总学时:112,授课学时:12,实验学时:80,上机学时:20 本课程分为以下三个专题: 1)智能仪器设计 42学时 2)虚拟仪器设计 40学时 3)几何量精密测量 30学时 1 智能仪器设计专题 1.1 专题简介 实验学时:42学时 授课学时:12,上机学时:12,实验学时:18,课外学时:20 先修课程:信号处理、传感器原理与技术、测试技术、智能仪器与虚拟仪器设计 课程教材:张阳天等,ProtelDXP电路设计,清华大学出版社,2004年。 参考资料:毕宏彦,智能仪器电路设计,西安交通大学,2006年 张睿等,精通protelDXP2004电路设计,电子工业出版社,2006年 阅读材料:电路设计基础知识 实验目的:培养学生对智能仪器电路的设计能力,掌握智能仪器系统设计的基本方法和技能,锻炼和积累嵌入式系统电路的设计经验。培养学生独立分析问题和解决工程问题的能力,养成良好的工作作风,增强科技创新意识。 实验地点:机械工程学院 NI虚拟仪器实验室 实验任务: 学习电路设计软件Protel的使用方法 学习电路原理图和印刷电路板PCB设计方法 完成规定电路的设计 掌握PCB检查、焊接和调试方法 掌握仪器设计、制作、调试的完整流程 教学安排:本专题分为两个阶段循序渐进地学习和实践智能仪器的设计方法。 Protel电路原理图和PCB图设计方法 24学时 数据采集和控制系统的设计开发 18 + 20学时 1.2 电路原理图与PCB设计方法 实验目的 掌握Protel电路原理图与PCB的设计方法。 掌握Protel软件的操作方法。 实验任务 掌握电路设计软件Protel的使用方法; 掌握Protel中元件库的使用方法; 撰写设计报告。 教学计划 教学内容分为6讲,共计24个学时,其中,授课12学时、上机12学时,每讲4个学时(2个学时上课、2个学时上机)。 在本部分教学计划结束时,学生须提交1份专题设计报告和规定设计的Protel工程文件。 第1讲 Protel基础知识1 仪器设计训练课程的意义及其内容 电路设计专业软件Protel的发展 ProtelDXP的主要功能 Protel中设计文件组织
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