电测技术（第8版）

　　本书讲述了电测技术的基本理论，包括国际单位制，静态测量误差和测量不确定度，测量仪器的动态特性和动态测量误差的校正方法等，以及传感器和测量方法等内容。本书理论阐述深入浅出，精选出来的应用实例典型详实、富有教益。本书采用了与传统不同的编排方式：不是按照被测量（如温度、压力、流量等）进行编排，而是按照传感器的输出改变量（如电流、电压、电阻及电感和电容等）来编排。这种独特的方式更符合教学规律，更具有系统性，也更容易为读者所接受和理解。此外，在本书中，增加了现代测量技术中常用的数字信号处理技术以及计算机辅助测量系统等内容，使得本书更具有时代的气息。本书非常适合作为高等院校机械、电子、仪器、测控和自动化等专业本科生和研究生学习电测技术的教科书，对相关领域的科研和工程技术人员，也不失为一本极有价值的参考书。《电测技术（第八版）》除了大量的内容更新外还增加了计算机辅助测量技术和离散傅里叶变换等内容。这样，就不仅研究时间域的测量问题，而且也研究频率域的测量问题。这本享有声誉的电测技术教科书向读者传授内容广泛、立论可靠的基础知识。由于本书条理清晰，易于理解，赢得了各界广泛的认同。本书借助有针对性地挑选出来的仪器、电路和方法，详细阐述了电测技术的物理、数学和技术基础。作为文字叙述的辅佐，给出了大量的图表、图例以及数学公式的推导过程。这将大大减轻读者消化书中有关内容的难度，并使理解程度得以深化，从而可将学到的知识应用于解决其他类型的测量问题。在本书中，传感器和敏感元件及作为其基础的物理效应占据了相当的篇幅。与此同时，现代电子信号处理的方法也得到了详细的介绍。

　　埃尔马·施吕费尔，德国慕尼黑工业大学教授，电测技术教研室主任，德国联邦十字勋章和慕尼黑工业大学的Max-vonBanuernfeind奖章获得者，“测量技术德国高校教师论坛”创始人及首任主席，德国研究会、洪堡基金会和大众汽车公司基金会的专业评审人。施吕费尔教授在电测技术、可靠性技术及数字信号处理等方面造诣很深，在声表面波传感器和直管式科里奥氏力质量流量计等研究领域颇有建树。他的《电测技术》一书是德国高校的“标准”教科书，为各大学所采用。

第1章基础知识
1.1电测技术的范围和意义
1.2计量单位
1.2.1国际单位制,SI单位
1.2.2单位及基本常数
1.2.3力学基本单位的实现
1.2.4电学单位的实现.复现.保存和传递
1.2.5可溯源性,德国的校准服务
1.2.6量的方程及数值方程
1.3测量仪器的静态特性
1.4静态测量误差和测量不确定度
1.4.1引言
1.4.2影响量已知时的系统测量误差
1.4.3影响量未知导致的测量不确定度
1.5测量仪器的动态特性
1.5.1一阶延迟环节
1.5.2二阶延迟环节
1.5.3有关时间响应特性的其他例子
1.6动态测量误差
1.6.1产生误差的可能性
1.6.2动态误差的校正
1.7测量装置的结构
1.7.1链式结构
1.7.2并联结构
1.7.3环状结构
1.8测量信号中携带信息的参数
1.9非电量的电测
1.9.1用于非电量电测的物理效应
1.9.2传感器的信号处理
第2章电流和电压的测量,输出电压和电流的传感器
2.1机电式测量仪器及其应用
2.1.1测量机构
2.1.2直流电流与直流电压的测量
2.1.3交流电流与交流电压的测量
2.1.4功率的测量
2.1.5电功的测量
2.1.6测量记录仪表
2.2电子射线示波器
2.2.1电子射线管
2.2.2结构组件
2.2.3专用示波器
2.2.4电子射线示波器的工作方式
2.3测量放大器
2.3.1引言
2.3.2非反相电压放大器
2.3.3反相电流放大器
2.3.4电压放大器的应用
2.3.5电流放大器的应用
2.3.6实际运算放大器的零点误差
2.4输出电压的电动力学传感器
2.4.1位移测量和角度测量
2.4.2模拟电压的转速传感器
2.4.3霍尔探测器
2.4.4电磁流量计
2.5输出电压的热学传感器
2.5.1热电偶
2.5.2集成pn结温度传感器
2.6输出电压的化学换能器和传感器
2.6.1原电池
2.6.2用玻璃电极构成的pH值测量链
2.6.3用固态离子导体进行氧测量
2.7输出电荷的压电式传感器和热电式传感器
2.7.1工作原理和材料
2.7.2压电型力传感器
2.7.3热电式红外传感器
2.8光学换能器和传感器
2.8.1光电池和光电二极管
2.8.2用于位置测量和成像的光敏传感器
2.8.3光电管
2.8.4光电倍增管
2.9离子辐射传感器
2.9.1电离室
2.9.2触发计数管
2.9.3半导体辐射检测器
第3章电阻的测量,电阻式传感器
3.1电流和电压的测量
3.1.1同时测量电压和电流
3.1.2用参考电阻作比较
3.2恒流源供电的应用
3.3电桥电路
3.3.1平衡式电阻测量电桥
3.3.2不平衡式电阻测量电桥
3.4电桥电路放大器
3.4.1使用反相放大器的减法器
3.4.2使用静电计放大器的减法器
3.4.3载频电桥和载频测量放大器
3.5测量位移和角度的电阻式传感器
3.6电阻式温度传感器
3.6.1金属电阻温度计
3.6.2热导体（负温度系数热敏电阻）
3.6.3冷导体（正温度系数热敏电阻）
3.6.4硅电阻温度传感器
3.6.5接触式电子温度计使用中的误差来源
3.7通过温度测量确定工业过程量
3.7.1液位监示器
3.7.2热力学质量流量计
3.7.3空气湿度的测量,气体浓度的测量
3.8半导体金属氧化物气体传感器
3.9光敏电阻
3.10磁控电阻
3.11电阻应变片
3.11.1工作原理
3.11.2金属应变片
3.11.3干扰量
3.11.4电阻应变片在应力分析中的应用
3.11.5半导体应变片
3.12电阻式传感器特性曲线的线性化
3.12.1通过串联或并联电阻进行线性化
3.12.2差动式电阻传感器的电压差的测量
3.12.3半桥电路中的差动式电阻传感器
第4章电抗和阻抗的测量,电感式和电容式传感器
4.1电流和电压的测量
4.1.1有效值的测量
4.1.2与参考元件作比较
4.1.3分别测量电抗和电阻
4.1.4相角的测量
4.1.5强迫振荡电路中的电流测量
4.2交流平衡式电桥
4.2.1原理
4.2.2维恩电容测量电桥
4.2.3麦克斯韦电感测量电桥
4.2.4麦克斯韦维恩电感测量电桥
4.2.5移相电桥
4.3交流不平衡式电桥
4.4电感式传感器
4.4.1用于位移和角度测量的插入衔铁式传感器
4.4.2用于位移和角度测量的横向衔铁式传感器
4.4.3短路环传感器
4.4.4电感式位移和角度传感器的应用
4.4.5用电感式环线探测装置检测车辆
4.4.6磁弹性测力传感器
4.5电容式传感器
4.5.1改变极板的间距
4.5.2改变极板的面积
4.5.3改变电介质的几何尺寸
4.5.4湿度或温度引起的介电常数的变化
4.6电感和电容读出器在压差测量变送器中的应用
4.7电感式位移传感器和电容式位移传感器的比较
4.7.1磁场和电场的能量
4.7.2电桥的最大输出功率
4.7.3传感器变换位置所需要的控制功率
第5章数字基础电路,时间和频率测量技术
5.1二进制信号及其逻辑运算
5.1.1二进制信号
5.1.2二值信号的逻辑运算
5.2数字化测量值的表示.显示和输出
5.2.1二进制数制
5.2.2十进制数的二进制码
5.2.3数字显示,与刻度盘显示的比较
5.2.4数字信号转换为电压,D/A转换器,数字控制的电压源
5.3双稳态触发器
5.3.1异步RS触发器
5.3.2时钟脉冲控制的RS触发器
5.3.3脉冲沿控制的D触发器
5.3.4脉冲沿控制的JK触发器
5.3.5脉冲沿控制的T触发器
5.4计数器
5.4.1二进制异步正向计数器
5.4.2二进制同步正向计数器
5.4.3同步BCD正向计数器
5.5寄存器
5.5.1并行寄存器
5.5.2用于并行/串行转换的移位寄存器
5.5.3用于串行/并行转换的移位寄存器
5.5.4用多路选通器作并行/串行转换器
5.6数字时间测量
5.6.1概述
5.6.2时间间隔的数字测量
5.6.3一个周期的测量
5.6.4相位角的测量
5.7频率的数字测量方法
5.7.1频率或脉冲速率的数字测量方法
5.7.2两个频率或两个转速之比的测量
5.7.3两个频率或两个转速之差的测量
5.7.4通用计数器
5.8时间间隔或频率的模拟测量
5.8.1时间间隔的模拟测量,t/u转换
5.8.2频率或脉冲速率的模拟测量,f/u转换
5.9转速传感器
第6章电量和机械量的模数转换器
6.1带有多路选通器的采样与保持环节
6.2直接比较式A/D转换器
6.2.1比较器
6.2.2带回差的比较器
6.2.3带并行比较器的A/D转换器
6.2.4串接式并行A/D转换器
6.2.5对测量值进行渐次逼近的A/D转换器
6.3电压/时间转换器和电压/频率转换器
6.3.1u/t双斜坡转换器
6.3.2电荷平衡式u/f转换器
6.3.3同步的电荷平衡式u/f转换器
6.3.4DeltaSigma转换器
6.4模数转换器的特征量
6.4.1特性曲线
6.4.2采样定律
6.4.3转换速率和分辨率
6.4.4量化噪声和有效Bit的个数
6.5测量仪器中的A/D转换器
6.5.1数字万用表
6.5.2数字存储示波器
6.5.3逻辑分析仪
6.6用于机械量的A/D转换器
6.6.1终端开关
6.6.2编码式长度和角度传感器
6.6.3增量式长度传感器和角度传感器
6.6.4编码式和增量式长度传感器的比较
第7章振荡测量
7.1作为频率转换器的非稳态振荡电路
7.1.1使用放大器和比较器的振荡电路
7.1.2带辅助稳压源的多谐振荡器
7.2谐波振荡器
7.2.1非衰减振荡的产生
7.2.2LC振荡器
7.2.3RC振荡器
7.3压电谐振器
7.3.1整体振动石英
7.3.2石英中的声表面波
7.3.3可无线访问的传感器
7.3.4超声波流量计
7.4机械振动
7.4.1特征量
7.4.2相对振动测量
7.4.3绝对振动测量
7.4.4单片集成的加速度计
7.4.5振弦式频率转换器
7.4.6音叉式频率转换器
7.4.7科里奥氏力质量流量计
第8章频谱分析
8.1任务的提出
8.2连续时间信号的傅里叶变换（FTC）
8.3离散时间信号的傅里叶变换（FTD）
8.3.1从连续时间信号过渡到离散时间信号
8.3.2连续时间信号变换和离散时间信号变换之间的区别
8.3.3采样定理
8.4采样时限信号的离散傅里叶变换（DFT）
8.4.1有限个值组成的数据段,离散的频谱函数
8.4.2FTD与DFT之间的关系,加零
8.4.3采样频率的选择
8.4.4逆离散傅里叶变换IDFT
8.5采样的非时限信号的DFT
8.5.1常数信号
8.5.2周期性信号
8.5.3加零,采样频率和测量时间
8.5.4逆离散傅里叶变换IDFT
8.6窗函数
8.6.1评判准则
8.6.2窗函数和它们的谱
8.6.3给瞬态信号加窗
8.7DFT的应用
8.8时域和频域的功率测量
第9章计算机辅助测量系统
9.1引言
9.2个人计算机的结构
9.2.1仪器技术
9.2.2软件
9.3接口和总线系统
9.3.1引言
9.3.2串行的RS232接口和导出的接口
9.3.3通用串行总线USB
9.3.4并行的IEC总线
9.3.5使用蓝牙接口和WLAN接口的射频网络
9.4带有集成数字接口的测量仪器
9.4.1连接
9.4.2控制
9.5没有集成接口的测量仪器
9.5.1原理
9.5.2测量卡的结构
9.5.3测量卡和计算机的连接
9.6测量程序
9.6.1测量程序的任务
9.6.2计算机辅助测量过程的运行
9.6.3虚拟的测量仪器
9.6.4LabVIEW
9.6.5MATLAB
9.7例子：线性频率过程的测量
参考文献