校准-理论与实践PDF电子书下载

第一篇 绪论 5

第1章 关于本书 5

您应当阅读本书的哪些部分? 5

新参与计量学上作的人 5

有经验的计量学家 5

实验室的管理者 5

各篇的内容是什么? 5

本书中使用的惯例 6

阻抗、导纳和阻抗导纳 13

哪些人需要了解计量学 15

第二篇 计量学的一般原理 15

谁来进行计量学的工作? 15

是淮或者什么东西在控制着计量学? 15

第2章 计量学的传奇史 15

什么是计量学? 15

第3章 计量学概述 15

计量学意味着什么 15

校准——这是什么意思 16

计量和校准工作是在哪里进行的? 16

一级实验室 16

二级实验室 16

研究实验室 16

校准实验室 16

流动实验室 16

计量学过程涉及到哪些内容? 16

标准单位和测量标准 17

溯源性 17

常用的计量学术语 17

基本单位 21

SI和科学 21

现代米制 21

单位制 21

第4章 国际计量学 21

辅助单位 22

导出单位 22

倍率因子 22

其它单位制 23

自然常数 23

国家实验室 23

国际计量学组织机构 23

物理标准机构 23

非协议机构 24

ANSI的作用 25

技术和专业协会 26

重要参考文献 26

其它美国机构 26

美国的标准编写机构 26

一贯的、一致的和统一的单位 29

单位的定义、实现和表示 29

单位的传播和扩展 29

第5章 基本直流和低频计量学 29

测量单位 29

测量设备 30

测试设备的类型 30

工作原理 31

设备及测试结构的不理想性 31

测量的类型 33

直接测量 33

差动测量 33

校准测量的类型 34

间接测量 34

校准测量的例子 34

校准测量 34

比率测量 34

传递测量 34

校准测量报告 35

测量不确定度 35

测量误差 35

不确定度的表示 35

重要参考文献 36

第6章 标准和溯源性 39

溯源性和国家计量系统 39

为什么测量必须是可溯源的 39

溯源性校准涉及到哪些内容 40

标准 40

理想标准 40

您的测量工作的标准 40

溯源性 41

建立和维护溯源性 41

维护一个本地标准 42

国家计量服务 43

提供溯源性的计量服务 43

不太严格的维护溯源性的方法 43

福禄克公司的DVMP 44

商业计量眼务 44

反向的MAP 44

计量保证方案 44

报告 45

溯源性的证实 45

用文件表示校准的结果 45

管理工作负荷 45

改进校准工作 45

通知使用者有关的信息 46

重要参考文献 46

第三篇 一级标准和二级标准 51

第7章 直流电压和直流电流 51

直流电流和直流电压的SI定义 51

安培 51

伏特 51

直流电压的表示 51

约瑟夫逊效应固有标准 52

仔细观察约瑟夫逊结 52

谁需要约瑟夫逊阵列 54

固态直流电压标准 55

饱和标准电池 58

扩展电压的量值 60

比率技术 61

工作标准 61

直流电流 61

连接电路寸的考虑 61

NBS保存伏特的方法 62

直流探奥 62

标准电池的历史 62

泡和及不泡和惠斯登电池 62

电压标准的比较 63

重要参考文献 63

第8章 直流电阻 67

仔细观察量子霍耳效应固有标准 67

电阻的表示 67

量子霍耳效应固有电阻标准 67

直流电阻的SI定义(欧姆) 67

Reichsanstalt实物标准 68

Rosa实物标准 68

托马斯1Ω电阻标准 68

ESISR104电阻 69

电阻标准的保存 69

电阻器的相互比较 69

扩展电阻的量值 71

比率技术 71

工作标准 72

褐禄克公司的742A 72

福禄克公司的DMM校准标准 73

连接电路时要考虑的问题 73

电阻探奥 73

电阻标准的历史 73

NIST保存欧姆的方法 73

电阻标准表 75

非比率定标技术 79

串联电池 79

布鲁斯·菲尔德法 79

第9章 直流比率 79

直流电流的标定 80

量子标准方法 80

电压比率 80

哈蒙电阻器 80

开尔文-瓦利分压器 82

其它分压器 83

使川直流分压器 85

校准直流分压器 86

电阻比率 89

电位差计法 89

电桥法 89

电流法 91

重要参考文献 93

连接电路时的考虑 93

比率标准表 93

电压产生的功率 97

第10章 AC—DC计量学原理 97

基本概念 97

热电变换器 98

福禄克公司的固态真有效值探测器 99

单元真空热电偶变换器 100

进行传递 101

交流电压的确定 101

交流电流的确定 102

频率的影响 102

其它AC—DC装置 102

多结热偶变换器 103

对数/反对数变换器 103

静电式和电动式的仪器 103

重要参考文献 103

第11章 使用AC—DC传递标准 107

AC—DC传递标准的类型 107

福梂克公司的有效值探测器型标准 107

真空热偶型标准 108

参考平面 109

AC—DC电压传递 109

频率响应 110

进行传递工作 110

在校准点之间使用792A 110

准备进行传递 111

DMM与792A配合使用时应注意之点 112

使用分流器来进行AC—DC电流传递 112

4端连接 113

避免传递误差 113

连接器的考虑 114

线路连接的考虑 114

失真和噪声 115

传递标准的校准 115

AC-DC差 115

用半刻度靴带法进行量程间的比较 115

重要参考文献 117

电感的标准 121

电感 121

第12章 电感和电容 121

电感的SI定义 121

电感的溯源性标准 122

DC电路中电感和电阻的时间常数 122

AC电路中的感抗 122

电容 124

电容的SI定义 124

法拉的实现 124

电容的溯源性标准 125

DC电路中电容和电阻的时间常数 126

AC电路中的容抗 126

比较电感器和电容器中的电流 128

重要参考文献 128

第13章 阻抗导纳和AC比率 131

阻抗 131

导纳 131

AC电阻 132

阻抗导纳的校准 132

阻抗导纳 132

经典的方法 133

电子学的方法 135

AC比率 136

阻抗比率和电阻比率 136

音频分压器 137

电阻分压器 137

电抗分压器 138

使用音频分压器 138

射频比率 140

连接器及连接时应考虑的问题 141

重要参考文献 141

第14章 时间和频率 145

秒的SI定义 145

秒的其它定义 145

历书秒 145

平均太阳秒 145

世界时 145

协调原子时和世界时 146

频率标准的发布 147

频率 147

时标之间的协调 150

守时问题 151

原子钟的可靠性 151

测量地球转动中的变化 151

重要参考文献 151

第四篇 校准器和校准 157

第15章 多功能校准器 157

对激励的要求 157

校准器的功能 157

校准器的输出幅度范围 157

校准器的负载电流和颐从电压 158

校准器的保护能力 158

校准器的输出噪声 159

校准器的构造形式 159

多功能校准器和单功能校准器 159

直流电压和直流电流 160

校准器的电路 160

直接输出和分压输出 160

提升放大器 160

交流电压和交流电流 161

电阻 161

宽带电压输出 162

校准器应用中应考虑的问题 162

校准器对于使用环境的敏感性 162

校准器使用中不确定性的来源 163

校准器的内部诊断 165

多功能校准器的校准 165

校准器校准步骤的存贮 165

手动操作 165

计算机控制的操作 165

操作特点 165

校准器的不确定度分类 166

校准器的检定 166

校准器的调节 166

各种设计方案的比较 166

直流电压 166

重要参考文献 168

支流电压 168

第16章 原器校准 171

原器校准的发展 171

原器校准的过程 171

调节的过程 172

采用原器校准的多功能校准器的例广 172

5440A 172

5700A 173

多功能校准器的设计 174

原器校准的溯源性 174

原器校准的验证 174

原器校准的结果 175

数据收集 175

周期性的审核 175

校准间隔和性能预测 175

原器校准和传统校准方法的比较 176

重要参考文献 177

手持式DMM 181

台式/系统DMM 181

实验室DMM 181

第17章 数字多用表的校准 181

数字多用表的类型 181

DMM的构造 182

DMM响各种功能部件 182

模拟数字变换器 182

信号调理电路 184

交流电压变换器 184

电阻变换器 185

电流变换器 186

内部参考基准 187

DMM的一般校准要求 187

校准调节的理论 187

调节ADC时的考虑因素 188

积分型ADC 188

R2型ADC 188

DC电压量程的校准 188

AC—DC变换器的校准 189

不开盖校准 190

简化的DMM佼准方法 190

电流变换器的校准 190

其它的DMM校准项目 190

电阻变换器的校准 190

闭环校准 191

原器校准 191

实验室DMM的校准 191

第18章 示波器的校准 195

示波器的类型 195

模拟示波器 195

基本的模拟示波器 196

数字存储示波器 197

放学运算 198

数据处理 198

组合示波器 198

示波器的校准 198

要考虑的重要问题 198

垂直通道 198

横拟示波器的校准 199

进行校准工作 199

时基 199

DSO的定时 199

数字存储示波器的校准 200

在校准设备方面要考虑的问题 201

自动化的示波器校准系统 201

结论 202

重要参考文献 202

第19章 自动化校准 205

校准过程 205

仪器的周检 206

文件的编制 206

校准 206

设置工作 206

自动化的核心工作 206

工作负荷的调整 206

日常工作 206

自动化的好处 207

校准软件的要求 208

闭环校准 208

操作员提示型校准 208

计算机和软件 208

计算机辅助校准 208

自动化和公司的质量 211

重要参考文献 211

第五篇 统计学 217

第20章 计量学的统计学方法介绍 217

数据总体 217

分布 217

数据分布 218

正态分布 218

样本标准偏差 219

置信水平 219

不确定度 219

置信区间 219

标准偏差 219

样本方差 219

方差 219

均值或平均值 219

学生t统计分布 220

数据分布和测试不确定度比 220

计算测试不确定度比 220

理想情况和实际情况的测试结果 220

1：1的测试不确定度比 221

讨论 222

用统计学方法改善性能 222

重要参考文献 223

第21章 计量学中使用的统计工具 227

什么时候使用统计学方法 227

计量学中的统计技术 228

估计 228

预计模型 228

风险评估 228

统计过程控制 228

直方图分析 228

各种统计学测试 228

线性回归(曲线拟合) 231

测试白噪声 233

经典统计学和非经典统计学 233

重要参考文献 234

第22章 不确定度的表述 237

建立不确定度文件 237

定义 237

误差 237

不确定度 237

置信区间 237

置信水平 237

额定的不确定度 237

合成不确定度的方法 237

简单测量 238

以高于规定技术指标的性能来使用仪器 238

从一个标准来进行传递 239

对仪器进行特性修正 240

使用两个标准产生一个已知电压 241

测量线性度 241

对标准值定标 241

间接测量 241

使用三个标准产生精密的电压 242

第23章 统计过程控制 247

计量学统计过程控制的指导原则 247

控制测量的不确定度 247

控制图的类型 248

失控指示 248

统计过程控制的应用 249

计算和处理漂移 249

属性图和变量图 250

从哪里开始 250

在福禄克公司应用统计过程控制 250

属性图的应用 250

变量图的应用 253

花费和益处 257

重要参考文献 257

调节仪器的原则 263

校准间隔和调节原则 263

校准间隔 263

第24章 服务和维护的原则 263

第六篇 实验室的管理 263

实验室的使命 263

调节原则的优点和缺点 264

日常维护 264

机械连接 265

仪器的清洁处理 265

随时向客户报告情况 265

场地 269

实验室的室内布局 269

第25章 实验室的环境 269

对环境进行控制的需求 269

建筑结构 270

电源要求 270

电源稳压要求 270

接地 270

照明 271

温度控制 271

通风 271

测量接地电阻 271

监视温度 272

湿度 272

屏蔽和射频干扰的滤波 273

各种工业导则 273

ISARP52．1 274

NCSLRP-7 274

工作负荷、能力和周转时间 277

分析工作负荷及实验室的能力 277

研究基本问题 277

第26章 工作负荷管理 277

基本工作能力和费用因素的实际估计 278

每个雇员的工作时间 278

劳动工资率和工资开销 278

实验室的开销 278

设备、设施和操作步骤 279

起动与继续运行 279

工作人员的水平 279

信息系统 280

测试设备管理系统 280

采购仪器时应考虑的问题 285

能力 285

第27章 选择新的测试设备 285

可靠性 286

拥有仪器设备的费用 286

寿命周期费用 286

采购费用(ACQ) 287

培训费用(TRN) 287

操作费用(OPR) 288

校准费用(CAL) 288

各种费用因素的影响 289

维修费用(MAINT) 289

第28章 实验室的质量和IS09000 293

ISO9000 293

ISO9000定义的内容 293

ISO9000和公司的关系 293

ISO9000和计量实验室 293

软件工具有哪些帮助作用 294

ISO9000注册和质量 295

以客户满意为中心 296

质量体系 296

组织和结构 297

准备接受ISO审核 298

高层管理机构的支持 299

质量体系和ISO9000 299

典型的活动范围 299

期望的成果 299

重要参考文献 300

实验室认叮的过程 303

实验室认可的好处 303

第29章 实验室的认可 303

实验室认可机构 304

全世界的实验室认可体系 304

实验室认可的标准 304

实验室认可和ISO9000的关系 304

实验室认可如何适应全球的测量工作 305

重要参考文献 306

解决解释的问题 309

审核的标准 309

谁来进行审核? 309

谁提出审核的要求? 309

第30章 实验室的审核 309

准备接受审核 310

第一印象的作用 310

预先找出问题 310

自我审核 310

审核有多么重要? 310

样板标准的讨论 310

质量体系、审核和复查 311

机构和管理 311

人员 312

设施和环境 312

设备和参考资料 312

测量的溯源忭和校准 312

校准方法 313

被校仪器的管理 314

校准记录 314

证书和报告 315

重要参考文献 316

校准的分色 316

申诉意见 316

第31章 仪器的技术指标 319

分析技术指标 319

解释技术指标 319

置信 320

当心“准确度”这个词 320

技术指标的构成部分 321

基本技术指标 321

调节技术指标 322

限制技术指标 324

比较技术指标：一个详细的例子 324

识别出要进行变换的项目 325

变换技术指标 325

应用置信区间 325

重要参考文献 326

信誉 326

服务的准则 326

可靠性 326

制造厂家的支持 326

支持晌标准 326

工作负荷 326

其它的考虑因素 326

第七篇 计量学中应考虑的实际问题 331

第32章 接地、屏蔽和保护 331

接地 331

理想的地和实际的地 331

女全地线的地回路误差 332

电源线的地线系统 332

屏蔽 333

电磁辐射 334

对电场的屏蔽 334

磁场耦合 335

将磁场抬取现象减到最小 335

磁屏蔽 336

保护 336

仪器的保护 336

高阻抗测量 337

对电流源进行保护 338

带有保护端的仪器相互连接的方法 339

频率的限制因素 340

重要参考文献 340

第33章 寄生参量危害录 343

热电动势 343

接触电阻 343

绝缘电阻 344

表面泄漏电流 345

噪声和AC—DC变换器 346

介电吸收 346

寄生电容 347

来自外部源的噪声 347

来自变压器绕组的噪声 347

由直流电压的变化产生的噪声 348

寄生电感 348

偏置电流 349

泵出电流 350

其它的有害效应 350

低电干电压的传递 353

汤姆逊和珀耳帖热效应 353

第34章 AC探奥 353

经典AC—DC计量学 353

AC标准电池 355

组合电压的符号 355

组合电压 355

组合正弦电压波形 355

合成电压标准 355

采样电压表 355

真有效值响应的热堆 355

其它AC标准 355

非正弦电压波形的傅里叶级数 356

方波 357

供比较用的正弦波 357

锯齿波和三角波 357

比较组合电压 358

分析电压波形 358

波形的图示 358

平均电压值 358

正弦波的参量 359

方和根电压 359

有效值电压 359

组合方和根电压 360

测量组合AC电压 360

DC响应 360

谐波响应 361

内部相栘 361

带宽 361

动态幅度范围 362

计量学家的书架 367

美国国家标准技术研究院(NIST)的信息 367

附录 367

文献资料 367

美国海军观测台(USNO)的信息 368

您的当地计量服务机构 368

专业组织机构 368

专业会议 369

期刊 369

各章更多的参考资料 369