仪器技术是一门关于认识世界和改造世界的科学技术，在现代科学分析研究、现代航空航天、现代国防、现代工业、现代农业以及社会安全保障等领域中起着越来越重要的作用。在信息技术高速发展的现在，仪器技术已经上升到能反映一个国家国民经济水平和综合国力的社会地位。1995年，经中国科学院和中国工程院20多位院士的共同提议，国务院及国家有关部门将仪器技术正式确立为一切信息技术的源头技术，科学家们的这一共识目前也正越来越多地得到全社会的认同。当今，虽然仪器技术在国民经济中已经具有十分重要的位置，但是较系统地介绍仪器设计技术的书籍与教材却很少，人们只能通过成堆的相关技术资料零星地获得仪器设计技术方面的知识，因此迫切需要一部全面的综合介绍仪器设计技术的教材，本书就是为了这一需要而编写，希望能为培养现代仪器设计专业技术人才服务。本书的主要特点是采用理论和实际相结合的方法，融合了仪器设计技术领域的最新原理和最新技术，系统地介绍了现代仪器设计人员应该具备的专业技术基本概念、设计技术基础知识以及相应的仪器设计理论和方法。

    多数人对仪器设计的理解可能仅仅局限于仪器的功能设计，比如采用什么样的传感器及测量转换电路、采用什么样的执行器及驱动电路、采用什么样的处理器和通信电路等功能单元来实现仪器预期的测量功能。仪器的功能设计固然十分重要，但事实上仪器的设计过程是一个复杂的综合知识运用过程，仪器的设计不仅应该包括仪器的功能设计，同时也应该包括仪器的精度设计、可靠性设计以及人机工程学设计等内容。没有精度指标的仪器是毫无实际价值的，没有可靠性保证的仪器是不受用户欢迎的，不以人为本而设计的仪器将会很难使用，即使其功能再好、再强也很难在竞争激烈的市场经济中占领其应有的市场位置。总之，仪器系统的功能、测量精度、系统可靠度以及人性化的适应性等内容都是仪器设计的约束条件，也是一个完整的仪器设计过程中需要掌握的技术基础。

    为了达到培养具有创造性和个性化特色的仪器设计专业技术人才的教学目的，本书内容采用了明显不同于一般工程技术手册的组织形式，不是简单地介绍一些成熟部件或成熟技术的选用，而是偏重于技术开发能力的挖掘和仪器综合设计能力的逐渐形成和培养。全书内容共分为6章。第1章为仪器设计技术概论，主要介绍仪器技术的基本概念、仪器技术的社会作用与重要地位、仪器的基本构成和设计特点以及现代仪器设计技术的研究发展趋势等内容。第2章从基础物理效应和化学效应出发，介绍各种传感器技术与各类执行器技术的基本概念、工作原理、设计方法以及结合实际工程需要的设计实例等内容，以能完成满足实际工作需要的非成熟的传感器及其测量转换电路、执行器及其驱动电路的设计为培养目的。第3章主要介绍仪器电路的设计与系统集成技术，除了介绍各种常用的仪器电路设计以外，还介绍了许多最新的实用模拟和数字信号处理电路以及通信电路等技术，讨论了现代仪器系统的常用集成方法及其设计。第4章详细介绍有关仪器精度的基本概念以及仪器精度设计理论、设计方法及设计原则。第5章详细论述有关仪器可靠性的基本概念以及仪器可靠性设计理论、设计方法及设计原则。第6章介绍人机工程学的基本概念以及仪器人机工程学设计的基础知识。

    仪器设计技术基础本书的主要内容是根据笔者所承担和讲授的清华大学本科生学位课程“精密仪器设计技术基础”的课件内容编写而成的，每章内容的最后都备有一定量的课后思考题，学生可根据具体情况和教学需要选做部分题目。本书内容适合48~64学时的教学安排，如果课时较少，可给学生指定部分内容为课后自学内容。

    在本书的初稿整理和成形过程中曾得到笔者的助教、研究生、同事以及部分授课学生的帮助，盖洪峰搜集和整理了第6章的资料，并录入和整理了各章习题；陈建华完成了部分文字编排工作，并协助整理了部分书稿资料；刘赟对书稿中的图片和表格进行了整理；王鸣昊编写了书稿附件中的表格数据计算程序；冯晶、洪志伟等协助我查阅和核对了部分原始资料。在此一并表示感谢。

    由于仪器设计技术所涉及的知识面非常广，限于时间与水平，书中缺点和错误在所难免，恳请读者批评指正。

  作者

  2007年8月于清华园