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第1章 测量的基本概念1

1.1 测量的概念和定义1

1.1.1 测量的基本方程1

1.1.2 单位制和单位2

1.1.3 测量仪表的基本功能2

1.2 测量仪表的结构及其基本性能3

1.2.1 仪表的基本性能3

1.2.2 测量仪表的结构3

1.3 测量仪表的输入输出特性5

1.3.1 静态特性及其性能指标5

1.3.2 测量仪表的动态特性9

1.4 测量方法10

1.4.1 概述10

1.4.2 按测量方法分10

1.4.3 按测量方式分11

习题与思考题12

第2章 测量误差及数据处理13

2.1 误差来源及其分类13

2.1.1 误差的来源13

2.1.2 误差的分类14

2.2 误差的表示方法15

2.2.1 测量误差的表示方法15

2.2.2 仪器仪表误差的表示方法16

2.2.3 数字仪表误差的表示方法17

2.2.4 一次直接测量时最大误差的估计18

2.3 随机误差的估算19

2.3.1 测量值的算术平均值与数学期望19

2.3.2 标准差20

2.3.3 随机误差的正态分布21

2.3.4 贝塞尔公式21

2.3.5 算术平均值标准差21

2.4 粗大误差的判断准则22

2.4.1 置信概率与置信区间22

2.4.2 有限次测量的置信度23

2.4.3 随机不确定度与坏值剔除24

2.5 系统误差及其减小方法25

2.5.1 系统误差的分类25

2.5.2 系统误差的判断26

2.5.3 减小系统误差的方法27

2.6 测量数据的处理29

2.6.1 测量数据的舍入法则29

2.6.2 有效数字的位数29

2.6.3 有效数字的运算规则30

2.6.4 有效数字位数的确定30

2.6.5 等精密度测量结果的处理步骤30

2.7 误差的合成与分配33

2.7.1 概述33

2.7.2 常用函数的合成误差34

2.7.3 系统误差的合成37

2.7.4 系统误差的分配39

2.8 最佳测量条件的确定40

习题与思考题42

第3章 非电量的电测技术44

3.1 电位器式传感器44

3.1.1 电位器式传感器的结构44

3.1.2 线性电位器式传感器45

3.1.3 非线性电位器传感器48

3.1.4 电位器式传感器的应用51

3.2 电阻应变式传感器53

3.2.1 应变片的工作原理53

3.2.2 电阻应变传感器的测量电路55

3.2.3 电阻应变传感器的温度误差及其补偿60

3.2.4 电阻应变传感器及其应用61

3.3 电感式传感器65

3.3.1 自感式传感器65

3.3.2 差动变压器式传感器72

3.3.3 电涡流式传感器78

3.3.4 压磁式传感器83

3.4 电容式传感器85

3.4.1 电容式传感器的工作原理及其特性85

3.4.2 测量电路88

3.4.3 电容式传感器的特点及其应用范围92

3.5 热电偶传感器94

3.5.1 热电偶的测温原理94

3.5.2 有关热电偶回路的几点结论96

3.5.3 热电偶冷端温度补偿98

3.5.4 常用热电偶及其特性102

3.5.5 热电偶常用测温电路103

3.5.6 热电偶测温应用实例105

3.6 热电阻传感器108

3.6.1 金属热电阻及其特性108

3.6.2 测量电路110

3.6.3 热电阻应用实例111

3.7 压电式传感器114

3.7.1 压电材料的特性114

3.7.2 常用压电材料116

3.7.3 压电传感器的等效电路和测量电路117

3.7.4 压电传感器的应用120

3.8 超声波式传感器123

3.8.1 超声波的种类及其特性123

3.8.2 超声波发生器原理123

3.8.3 超声波接收器原理124

3.8.4 超声波传感器的应用124

3.9 振弦式传感器126

3.9.1 工作原理及测量电路126

3.9.2 振弦式传感器的特性128

3.9.3 振弦式传感器的应用129

3.10 光电式传感器130

3.10.1 光电效应及其器件130

3.10.2 光电元件的特性134

3.10.3 光电信号的检测方法135

3.10.4 光电式传感器的应用实例135

3.11 激光式传感器137

3.11.1 激光发射原理137

3.11.2 常用激光器及其原理138

3.11.3 激光的特点140

3.11.4 激光式传感器的应用及实例140

3.12 光纤式传感器142

3.12.1 概述142

3.12.2 光纤及光在其中的传输142

3.12.3 常用光纤式传感器143

3.13 红外式传感器149

3.13.1 红外检测的基本定律149

3.13.2 红外探测器的类型149

3.13.3 红外探测器的应用及实例151

3.14 热敏传感器152

3.14.1 半导体热敏电阻及其特性152

3.14.2 半导体热敏电阻的应用153

3.15 霍尔式传感器155

3.15.1 工作原理155

3.15.2 霍尔元件的特性及其补偿156

3.15.3 霍尔集成电路158

3.15.4 霍尔式传感器的应用及实例160

3.16 气敏传感器161

3.16.1 概述161

3.16.2 半导体气敏电阻162

3.16.3 热导式气敏传感器164

3.16.4 气敏传感器的应用实例165

习题与思考题167

第4章 微型化和智能化传感器171

4.1 概述171

4.2 微型温度传感器172

4.2.1 热释电温度传感器172

4.2.2 PN结温度传感器173

4.2.3 集成（IC）温度传感器174

4.2.4 石英振子温度传感器175

4.2.5 微型温度传感器应用实例176

4.3 硅压阻式微型压力传感器180

4.3.1 硅盒制作工艺简述180

4.3.2 普通型单片集成压力传感器181

4.3.3 具有温度补偿功能集成压力传感器181

4.3.4 频率输出型压阻式集成压力传感器183

4.3.5 集成压力传感器MPX3100184

4.3.6 MPX7000系列压力变送器185

4.3.7 扩散硅差压变送器186

4.4 电容式微型传感器187

4.4.1 集成（IC）电容式加速度传感器ADXL50187

4.4.2 电容式数字输出压力变送器189

4.5 智能化变送器190

4.5.1 ST-3000系列智能变送器191

4.5.2 L1302智能压力变送器192

4.5.3 3051型智能压力变送器193

4.5.4 EJA型差压（压力）智能变送器194

4.5.5 阵列式智能气敏传感器195

4.5.6 阵列式智能压力图像传感器196

习题与思考题198

第5章 数字化测量技术199

5.1 概述199

5.2 有源滤波器的设计200

5.2.1 低通有源滤波器的设计201

5.2.2 高通有源滤波器的设计202

5.2.3 带通有源滤波器的设计203

5.2.4 有源带阻滤波器的设计204

5.3 模拟信号放大技术205

5.3.1 概述205

5.3.2 通用型集成运算放大器206

5.3.3 高精度集成运放207

5.3.4 高输入阻抗集成运放208

5.3.5 测量放大器209

5.3.6 程控增益放大器211

5.3.7 集成隔离放大器212

5.4 集成模拟多路开关213

5.4.1 概述213

5.4.2 常用集成模拟开关214

5.4.3 多路模拟开关应用举例217

5.5 集成采样／保持器（S/H）217

5.5.1 概述217

5.5.2 集成采样／保持器的工作原理及其主要技术指标218

5.5.3 常用集成采样／保持器220

5.6 系统误差校正技术221

5.6.1 利用误差模型校正系统误差221

5.6.2 利用校准曲线通过查表法修正系统误差222

5.6.3 折线逼近法非线性校正225

5.6.4 平方插值法非线性校正225

5.7 量程自动切换与标度变换226

5.7.1 量程自动切换226

5.7.2 标度变换227

5.8 A-D转换原理、器件及应用228

5.8.1 双积分式A-D转换原理、器件及应用228

5.8.2 逐位逼近式A-D转换原理、器件及应用241

5.8.3 V/F转换原理及常用器件247

5.8.4 A-D转换器的一般选择原则253

5.9 D-A转换原理及常用器件的应用254

5.9.1 D-A转换原理254

5.9.2 主要技术指标255

5.9.3 D-A转换器与单片机接口电路255

5.10 LED和LCD显示技术260

5.10.1 七段LED显示器及其接口技术260

5.10.2 LCD显示器及其接口技术266

5.11 数字化测量仪表分析270

5.11.1 数字式计数频率计270

5.11.2 数字多用表280

5.11.3 智能化数字存储示波器286

5.11.4 逻辑分析仪的原理及应用296

5.12 数字化测量仪表设计302

5.12.1 智能温度变送器设计302

5.12.2 单片机电子称重系统的电路设计311

5.12.3 单相电能计量系统设计314

习题与思考题322

第6章 抗干扰技术323

6.1 干扰源与干扰耦合方式323

6.1.1 干扰的来源323

6.1.2 干扰的耦合方式324

6.1.3 仪表内部的干扰326

6.2 干扰抑制技术326

6.2.1 串模干扰及其抑制技术327

6.2.2 共模干扰及其抑制技术329

6.2.3 电源引入干扰的抑制333

6.2.4 其他抑制干扰的措施334

习题与思考题335

附录337

附录A 铂铑10—铂热电偶分度表337

附录B 镍铬—铜镍热电偶分度表341

附录C 镍铬—镍硅热电偶分度表341

附录D 铂电阻分度表344

附录E 铜电阻（Cu50）分度表346

部分习题答案347

参考文献350