第1章 不同种类的测量仪器应用
1.1 为什么要研究测量系统
1.2 测量应用分类
1.3 计算机辅助机器和过程
1.4 结论
习题
参考文献
第2章 测量仪器的广义化结构和功能描述
2.1 仪器的功能元件
2.2 有源传感器和无源传感器
2.3 模拟和数字工作方式
2.4 归零法和偏移法
2.5 仪器和测量系统的输入-输出结构
干扰输入和修正输入的校正方法
2.6 结束语
习题
第3章 仪器的广义化性能特征
3.1 序言
3.2 静特性和静态标定
静态标定的意义
被测值与真值的关系
基本统计学知识
最小二乘标定曲线
标定精确度与安装精确度的关系
在总的系统精确度计算中组合元件误差
用实验试验来验证理论
测量误差对制造中质量控制决策的影响
静态灵敏度
计算机辅助标定和测量:多次回归
线性
阈值、噪声底限、分辨率、迟滞和死区
刻度可读性
跨度
广义静态刚度和输入阻抗:负载效应
关于静特性的结束语
3.3 动特性
测量系统的广义数学模型
动态响应分析的数字仿真方法
算子传递函数
正弦传递函数
零阶仪器
一阶仪器
一阶仪器的阶跃响应
一阶仪器的斜坡响应
一阶仪器的频率响应
一阶仪器的脉冲响应
二阶仪器
二阶仪器的阶跃响应
二阶仪器的有限斜坡响应
二阶仪器的斜坡响应
二阶系统的频率响应
二阶仪器的脉冲响应
空载时间元件
频率响应曲线的对数坐标图
一般形式的仪器对周期输入的响应
一般形式的仪器对瞬态输入的的响应
幅值调制信号的频谱
随机信号的特性
保证精确测量而对仪器传递函数提出的要求
使用计算机仿真选择传感器
动态数据的数字修正
测量系统参数的实验确定
动态条件下的负载效应
习题
参考文献
第2部分 测量装置
第4章 运动和尺寸的测量
4.1 概述
4.2 基本标准
4.3 相对位移:平动和转动
标定
电阻式电位计
电阻应变片
差动变压器
同步器和分解器
可变电感式和可变磁阻式传感器
涡流非接触式传感器
电容传感器
压电传感器
光电装置
照相成像技术和电子成像技术
光弹性、脆性涂层及莫尔条纹应力分析技术
位移-压力(喷嘴挡板)传感器
数字式位移传感器(平动式编码器和旋转式编码器)
超声波传感器
4.4 相对速度的测量--平动和转动
标定
采用位移电压信号的电微分得到速度
从测量的 和 得到平均速度
飞球(离心)机械角速度传感器
机械转数计数器和计时器
转速计编码器方法
基于激光的方法
雷达(微波)速度传感器
频闪法
平动速度传感器(动圈式传感器和动铁式传感器)
测量转速的直流测速计发电机
测量转速的交流测速计发电机
涡流托杯式测速计
4.5 相对加速度测量
4.6 地震式(绝对)位移传感器
4.7 地震式(绝对式)速度传感器
4.8 地震式(绝对式)加速度传感器(加速度计)
偏转型加速度计
零位平衡(伺服)式加速度计
用于惯性导航的加速度计
加速度计对试验物体的机械负载
激光多普勒振动计
4.9 振动传感器的标定
4.10 冲击传感器
4.11 摆式(重力参考式)角位移传感器
4.12 陀螺仪(绝对式)角位移和速度传感器
4.13 坐标测量机
4.14 表面光洁度测量
4.15 机器视觉
4.16 全球定位系统(GPS)
习题
参考文献
第5章 力、力矩和轴功率的测量
5.1 标准和标定
5.2 测力基本方法
5.3 弹性力传感器的特性
粘贴式应变片传感器
差动变压器式传感器
压电传感器
可变磁阻/调频振荡器数字系统
负载效应
5.4 矢量力和力矩分解为直角分量
5.5 转轴力矩测量
5.6 轴功率的测量(测功计)
5.7 陀螺力和陀螺力矩测量
5.8 振弦力传感器
习题
参考文献
第6章 压力和声的测量
6.1 标准和标定
6.2 压力测量的基本方法
6.3 静重压力计和流体压力计
流体压力计的动态特性
6.4 弹性传感器
6.5 振动缸和其他谐振传感器
6.6 体积和连接管的动态效应
液体系统，强阻尼，慢作用
液体系统，适度阻尼，快作用
管体积为室体积一小部分的气体系统
管体积与室体积具有可比性的气体系统
无限长管线压力探头
结论
6.7 压力测量系统的动态试验
6.8 高压测量
6.9 低压(真空)测量
膜片压力计
麦克劳压力计
努森压力计
动量传递(粘度)压力计
热导率压力计
电离压力计
双压力计技术
6.10 声测量
声级计
麦克风
电容麦克风的压力响应
声强
声发射
6.11 压力信号多路复用系统
6.12 其他专题
压力分布
压力计和传感器的过压保护
习题
参考文献
第7章 流量测量
7.1 局部流速的大小和方向
流体可视化
用皮托静压管测量的速度值
用偏航管、回转叶片和伺服球测量的速度方向
动态风矢量指示仪
热线和热膜风速计
热膜冲击管速度传感器
激光多普勒风速计(LDA)
7.2 总体积流率
标定和标准
定面积、变压降仪表("阻塞"式仪表)
平均皮托管
恒压降、变面积仪表(转子流量计)
涡轮流量计
容积式流量计
计量泵
电磁流量计
阻力流量计
超声波流量计
涡街流量计
其他主题
7.3 总质量流率
体积流量计加密度测量
直接质量流量计
习题
参考文献
第8章 温度和热流测量
8.1 标准与标定
8.2 热膨胀法
双金属温度计
液体玻璃温度计
压力温度计
8.3 热电传感器(热电偶)
普通热电偶
参考结的考虑
特殊材料、结构和技术
8.4 电阻传感器
导电传感器(电阻温度计)
体半导体传感器(热敏电阻器)
8.5 结半导体传感器
8.6 数字温度计
8.7 辐射法
辐射原理基础
辐射探测器:热型和光子型
非斩波(直流)宽带辐射温度计
斩波(交流)宽带辐射温度计
斩波(交流)选带(光子)辐射温度计
自动零平衡辐射温度计
单色亮度辐射温度计(光学高温计)
二色辐射温度计
顶端黑体光纤辐射温度计
荧光光学温度测量
红外成像系统
8.8 流动流体温度测量问题
传导误差
辐射误差
速度效应
8.9 温度传感器的动态响应
温度传感器的动态补偿
8.10 热通量传感器
嵌块式(热量计)传感器
稳态或渐近线式传感器(高尔登应变片)
应用方面的考虑
习题
参考文献
第9章 其他量的测量
9.1 时间、频率和相角的测量
9.2 液位
9.3 湿度
9.4 化学成分
9.5 电流和功率测量
9.6 应用"观测器"测量一个物理系统中难接近的变量
9.7 传感器融合(互补滤波)
绝对角度测量
习题
参考文献
第3部分 数据的处理、传输和记录
第10章 处理、计算和补偿装置
10.1 电桥电路
10.2 放大器
运算放大器
仪器放大器
互导放大器和互阻抗放大器
噪声问题、屏蔽和接地
斩波放大器、斩波器稳定放大器和载波放大器
电荷放大器和阻抗转换器
结束语
10.3 滤波器
低通滤波器
高通滤波器
带通滤波器
带阻滤波器
数字滤波器
用于海洋学传感器的液压带通滤波器
用于加速度计的机械滤波器
统计平均滤波
10.4 积分和微分
积分
微分
10.5 动态补偿
10.6 定位系统
10.7 加减运算
10.8 乘除运算
10.9 函数的生成和线性化
10.10 幅值调制和解调
10.11 电压-频率转换器和频率-电压转换器
10.12 模-数转换器和数-模转换器;采样/保持放大器
10.13 信号和系统分析器(频谱分析器)
习题
参考文献
第11章 数据传输与仪器连接
11.1 模拟电压和电流信号的电缆传输
11.2 数字数据的电缆传输
11.3 光纤数据传输
11.4 无线电遥测技术
11.5 气动传输
11.6 同步位置转发器系统
11.7 滑环和旋转变压器
11.8 仪器连接
11.9 利用延时回放技术的数据存储(数据传输的另一种方法)
习题
参考文献
第12章 电压指示记录设备
12.1 标准和标定
12.2 模拟电压表和电位计
12.3 数字电压表和万用表
12.4 机电伺服类XT记录仪和XY记录仪
12.5 热阵式记录仪和数据采集系统
12.6 模拟和数字阴极射线示波器/显示器和液晶平板显示器
12.7 虚拟仪器
12.8 磁带和磁盘记录器/复现器
参考文献
第13章 PC机用数据采集系统
13.1 数据采集卡的基本特点
13.2 数据采集处理软件DASYLab
DASYLab功能模块
功能模块的列表和简单说明
13.3 DASYLab仿真例一
模拟传感器信号并记录信号对时间的关系
在选定的时间点停止实验
图表记录器选项
生成表格或列表
模拟和数字仪表
一些简单的数据处理操作
积分和微分
13.4 DASYLab仿真例二
运行演示
13.5 DASYLab仿真例三
运行示例
13.6 一个使用DASYLab的简单实际实验
第14章 用于微纳米技术的测量系统
14.1 微尺度传感器
14.2 微运动定位系统
14.3 颗粒仪器和净室技术
14.4 真空过程中的分压测量
14.5 晶片传送器用磁悬浮系统
14.6 扫描探针显微镜
参考文献
