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第1章 测量与测量系统的基础知识 1

1.1 测量 1

1.1.1 测量与测量方法 1

1.1.2 测量过程 1

1.1.3 测量方法 1

1.2 测量单位及测量基准 2

1.2.1 单位及单位制 3

1.2.2 电学量具 6

2.1.2 测量误差的表示 13

2.1.1 测量误差的几个名词术语 13

2.1 测量误差基本概念 13

第2章 测量误差及其分析 13

2.1.3 测量误差的分类 16

2.1.4 有效数字 17

2.2 系统误差的消除 18

2.2.1 从产生系统误差的来源上消除 18

2.2.2 利用修正的方法消除 19

2.2.3 利用特殊的测量方法消除 19

2.3 随机误差的处理 23

2.3.1 随机误差的统计特性和概率分布 23

2.3.2 随机变量的特征参数 26

2.4.1 拉依达准则 34

2.4 粗大误差的剔除 34

2.4.2 格罗布斯准则 35

2.5 测量结果误差的估计 36

2.5.1 直接测量结果的误差估计 36

2.5.2 间接测量结果的误差估计 36

2.5.3 已定系统误差的合成 40

2.5.4 测量结果的表示 40

2.6 数据处理举例 41

2.7 微小误差准则与比对标准的选取 43

2.7.1 微小误差准则 43

2.8.1 误差分配 44

2.7.2 比对标准的选取 44

2.8 误差分配与最佳测量方案的确定 44

2.8.2 最佳测量方案的确定 47

第3章 测量系统的基本特性 49

3.1 概述 49

3.2 测量系统的静态特性 50

3.2.1 静态特性的获得 50

3.2.2 静态特性的基本参数 50

3.2.3 静态特性的质量指标 51

3.3 测量系统的动态特性 55

3.3.1 测量系统的数学模型 56

3.3.2 常见测量系统的数学模型 57

3.3.3 测量系统的动态特性参数 58

3.3.4 系统特性参数、动态误差与信号频率的关系 64

3.4 测量系统的组建的基本原则 67

第4章 信号的检测与变换 73

4.1 传感器 73

4.1.1 传感器的定义 73

4.1.2 传感器的组成 73

4.1.3 传感器的分类 74

4.1.4 传感器的一般特性 74

4.2.1 电量变送器 75

4.2 变送器 75

4.2.2 非电量变送器 78

4.3 前置放大器 80

4.3.1 测量放大器 80

4.3.2 程控放大器 82

4.3.3 隔离运算放大器 83

4.4 量程变换 85

4.4.1 脉冲分压器 85

4.4.2 量程变换 86

4.5 自动定标电路 87

4.6.1 连续量的离散化 88

4.6 模拟信号的离散化和量子化 88

4.6.3 连续量的离散化和量子化 89

4.7 模拟数字转换器 A/D 89

4.6.2 连续量的量子化 89

4.7.1 A/D 转换器的主要技术指标 90

4.7.2 逐次比较型 A/D 转换器 91

4.7.3 双积分型 A/D 转换器 93

4.7.4 并行转换型 A/D 转换器 96

4.7.5 并行接口和串行接口的 A/D 转换器 96

4.8.1 D/A 转换器的分类 97

4.8.2 D/A 转换器的基本表达式 97

4.8 D/A 转换及其应用 97

4.8.3 D/A 转换器的技术参数 98

4.8.4 典型集成芯片 AD667简介 98

4.8.5 D/A 转换器的应用举例 100

4.9 V/F、F/V 变换器 101

4.9.2 F/V 变换器 104

4.10 采样保持电路 105

4.11 微型计算机的数据采集系统 106

4.11.1 设计原理 106

4.11.2 A/D 通道的几种结构形式 107

5.1.2 虚拟仪器的特点 109

5.1.1 虚拟仪器的基本概念 109

第5章 虚拟仪器及开发语言 109

5.1 虚拟仪器 109

5.1.3 虚拟仪器的发展现状 110

5.1.4 虚拟仪器的构成 110

5.2 虚拟仪器开发语言——LabVIEW 简介 111

5.2.1 LabVIEW 的特点 111

5.2.2 使用 LabVIEW 开发虚拟仪器的基本方法 112

5.2.3 前面板及其设计窗口 112

5.2.4 流程图及其编辑窗口 112

5.2.5 各种模板的功能 113

5.3.1 LabWindows/CVI 的特点 114

5.3 虚拟仪器开发语言——LabWindows/CVI 简介 114

5.3.2 使用 LabWindows/CVI 开发虚拟仪器的基本步骤 115

5.4 虚拟氧化锌避雷器泄漏电流带电检测仪的设计 117

第6章 信号分析与处理 119

6.1 傅里叶级数 119

6.1.1 傅里叶级数的数学基础 119

6.1.2 傅里叶变换公式 120

6.1.3 离散傅里叶变换公式 120

6.2 频谱混叠与采样定理 121

6.2.1 采样定理 121

6.2.2 避免混叠的措施 122

6.3.1 时域有限化与频谱泄漏 123

6.3 频谱泄漏及其抑制措施 123

6.3.2 泄漏的抑制措施 124

6.4 栅栏效应 125

6.5 DFT 参数的选择 125

第7章 电气参数的测量 127

7.1 频率、周期和时间间隔的测量 127

7.1.1 频率的计数法测量 127

7.1.2 周期的计数法测量 129

7.2.1 相位-频率转换器原理 132

7.2.2 相位测量的误差 132

7.2 相位的测量 132

7.1.3 时间间隔的计数测量 132

7.3 电压、功率和电能等的测量 134

7.3.1 交流电压的测量 134

7.3.2 功率和电能的数字化测量 140

第8章 电路参数的测量 145

8.1 电阻的测量 145

8.1.1 比例运算器法 145

8.1.2 积分运算器法 146

8.2.2 比较法 147

8.2.1 恒流法 147

8.2 电容的测量 147

8.3 电感的测量 148

8.3.1 时间常数法 148

9.3.1 物质按磁性分类 150

8.3.2 同步分离法 150

第9章 磁测量 152

9.1 概述 152

9.1.1 磁测量的任务 152

9.1.2 磁量具 152

9.2 基本磁规律和磁单位 153

9.2.1 基本磁学量 153

9.2.2 磁场的基本定律 155

9.2.3 磁路定律 156

9.2.4 磁单位 158

9.3 物质的磁性及分类 159

9.3.2 铁磁物质的磁化 160

9.3.3 铁磁物质的分类 163

9.4 磁场的基本测量方法 164

9.4.1 冲击法 164

9.4.2 磁通表法 165

9.4.3 霍尔效应法 167

9.5 静态磁特性的测量 168

9.5.1 磁性材料试样的准备 169

9.5.2 样品的退磁 170

9.5.3 用冲击法测量基本磁化曲线和磁滞回线 171

9.6 动态磁特性的测量 173

9.6.1 用指示仪表测量动态磁化曲线 174

9.6.2 用示波器测量动态磁滞回线 175

第10章 干扰与抑制 176

10.1 电磁干扰 176

10.1.1 干扰与噪声的来源 176

10.1.2 干扰与噪声的耦合方式 176

10.2.2 共模干扰 178

10.2 干扰的表示方法 178

10.2.1 串模干扰 178

10.3 干扰的抑制 181

10.3.1 接地 181

10.3.2 屏蔽 183

10.3.3 隔离 184

10.3.4 其他抗干扰措施 184

10.3.5 灭弧 185

10.4 电源干扰的抑制 185

参考文献 187