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第1章 绪论 1

1.1 水利工程模型试验概况 1

1.2 水利工程模型试验量测技术 2

1.2.1 水利工程模型试验研究方向 3

1.2.2 水利工程模型试验常用的仪器设备 3

第2章 模型试验基础设施与设备 5

2.1 试验厅 5

2.2 供水系统 6

2.3 供电与接地系统 6

2.4 生潮系统 7

2.4.1 潮汐箱式 8

2.4.2 水泵尾门式 8

2.4.3 双向泵控制流量式 8

2.4.4 水泵尾门和双向泵组合控制流量式 8

2.5 生波系统 9

2.5.1 造波机分类 9

2.5.2 不规则造波机 11

2.6 生风系统 13

2.7 波浪水槽和水池 13

2.7.1 波浪水槽 13

2.7.2 波浪水池 14

第3章 模型试验流速测量 15

3.1 毕托管流速仪 15

3.2 旋桨流速仪 16

3.2.1 电阻式传感器 16

3.2.2 电感式传感器 16

3.2.3 光电式传感器 17

3.2.4 光电式旋桨流速仪 17

3.2.5 LGY—Ⅱ型智能流速仪 17

3.2.6 LGY—Ⅲ型多功能智能流速仪 18

3.3 旋桨流速流向仪 20

3.3.1 旋桨式流速流向仪 20

3.3.2 CSY—Ⅲ型旋桨式流速流向仪 22

3.4 热阻式流速仪 26

3.4.1 热阻式流速仪工作原理 26

3.4.2 热阻式流速仪传感器 27

3.4.3 热阻式流速仪（热线流速仪） 27

3.4.4 热线流速仪 29

3.5 电磁流速仪 29

3.5.1 电磁流速仪工作原理 30

3.5.2 VM-801HA型电磁流速仪 30

3.5.3 P-EMS电磁流速仪 31

3.5.4 FLO-MATE 2000型电磁流速仪 32

3.6 声学多普勒流速仪 33

3.6.1 声学多普勒流速仪工作原理 33

3.6.2 声学多普勒流速仪组成 34

3.6.3 声学多普勒流速仪应用 35

3.7 激光流速仪 37

3.8 粒子图像测速系统 39

3.8.1 粒子图像测速系统简介 39

3.8.2 VDMS流场实时测量系统 40

3.8.3 POWERVIEW立体PIV系统 42

第4章 流量测量 44

4.1 量水堰 44

4.1.1 三角堰 44

4.1.2 矩形堰 45

4.1.3 复式堰 46

4.2 压差式流量计 46

4.2.1 文杜里水计 46

4.2.2 LGB型标准孔板管道流量计 47

4.2.3 托巴管流量计 47

4.3 V锥流量计 48

4.3.1 V锥流量计工作原理 48

4.3.2 V锥流量计优点 50

4.4 浮子流量计 52

4.4.1 浮子流量计工作原理 52

4.4.2 浮子流量计特点 54

4.4.3 金属管浮子流量计 54

4.5 电磁流量计 56

4.5.1 电磁流量计工作原理 56

4.5.2 电磁流量计转换器 58

4.5.3 IFM型系列和K300型系列电磁流量计 59

4.5.4 LDG型电磁流量计 59

4.5.5 LD型系列电磁流量计 60

4.5.6 E-madE型电磁流量计 61

4.6 涡轮流量计 61

4.7 涡街流量计 62

4.7.1 涡街流量计工作原理 62

4.7.2 FFM63智能涡街流量计 62

4.8 超声波流量计 64

4.8.1 超声波流量计工作原理 64

4.8.2 超声波流量计特点 66

4.8.3 1010系列时差式超声波流量计 67

4.8.4 ZCL-1系列智能超声波流量计 68

4.8.5 SP-2系列智能超声波流量计 69

4.8.6 TDS-100型超声波流量计 70

4.8.7 ADFM声学多普勒流量计 71

4.8.8 超声波测流的新技术和新动向 71

4.9 其他流量计 73

4.9.1 容积式水量计（水表） 73

4.9.2 TSK档板式流量计 74

4.9.3 水量计时器 74

4.9.4 DSJ系列电脑水量计 74

第5章 模型试验水位与波高测量 75

5.1 水位测针 75

5.2 水位仪 76

5.2.1 跟踪式水位仪 76

5.2.2 探测式水位仪 77

5.2.3 振动式水位仪 77

5.2.4 光栅式水位仪 78

5.3 波高仪 79

5.3.1 电阻式波高仪 79

5.3.2 电容式波高仪 79

5.3.3 计算机波高测量系统 81

5.4 水位计 84

5.4.1 压力式水位计 84

5.4.2 WYG-Ⅱ型水位采集系统 85

5.4.3 WL400压力式水位计 85

5.4.4 超声水位计 86

5.4.5 AWMS16型超声水位测量系统 87

5.4.6 其他水位计 88

第6章 模型试验含沙量和泥沙颗粒级配测量 89

6.1 含沙量测量 89

6.1.1 烘干称重法 89

6.1.2 比重瓶法 89

6.1.3 光电测沙仪 90

6.1.4 CYS—Ⅲ型智能测沙颗分仪 91

6.1.5 红外光电测沙仪 94

6.1.6 同位素测沙仪 95

6.1.7 激光测沙仪 96

6.1.8 其他测沙仪 98

6.2 泥沙颗粒级配测量 100

6.2.1 光电颗分仪 100

6.2.2 音波震动式粒度仪 100

6.2.3 离心沉降式颗分仪 101

6.2.4 激光粒度仪 102

6.2.5 LS-CWM型激光粒度仪 104

6.2.6 Mastersizer2000激光粒度分析仪 104

第7章 模型试验压力测量 107

7.1 压力传感器 107

7.1.1 应变片式压力传感器 107

7.1.2 压电式压力传感器 108

7.1.3 总力传感器 109

7.2 计算机压力测量系统 110

7.2.1 传感器和测量系统 110

7.2.2 测量系统应用 111

7.3 应力应变测量 112

7.3.1 动态电阻应变仪 112

7.3.2 钢弦应变仪 113

7.4 六分量测量 114

第8章 模型试验地形测量 116

8.1 光电式地形仪 116

8.2 电阻式地形仪 116

8.3 超声波地形仪 116

8.4 跟踪式地形仪 117

8.5 超声地形自动测量系统 117

8.6 其他地形测量仪 118

第9章 测量误差与数据处理 119

9.1 测量误差及其发展 119

9.1.1 测量的概念 119

9.1.2 测量的发展 119

9.2 测量误差的基本概念 120

9.2.1 误差的定义 120

9.2.2 误差产生的原因 121

9.2.3 误差的分类 122

9.3 测量准确度的质量概述 125

9.4 数理统计基本理论 127

9.4.1 基本概念 128

9.4.2 随机变量及其分布 128

9.4.3 统计分布的特征值 130

9.5 常见误差分布 132

9.5.1 正态分布 132

9.5.2 其他常见误差分布 133

9.5.3 常用的统计量分布 135

第10章 计算机测试技术 138

10.1 计算机接口技术 138

10.1.1 计算机接口功能 138

10.1.2 常用接口 139

10.1.3 串行通信接口技术 140

10.2 计算机测试系统信号的输入 142

10.2.1 输入通道含义 142

10.2.2 输入通道的结构类型 142

10.2.3 信号调节 144

10.3 信号拾取和放大 145

10.3.1 信号拾取方法 145

10.3.2 模拟信号放大 146

10.3.3 信号的隔离和滤波 148

10.4 数字量的输入 151

10.4.1 开关量的输入 151

10.4.2 脉冲量的输入 152

10.5 模/数（A/D）转换技术 152

10.5.1 模拟信号与数字信号特点 153

10.5.2 模/数转换过程 153

10.5.3 模/数转换原理 155

10.5.4 模/数转换器及其与单片机的接口 157

10.6 数据采集系统设计 158

10.6.1 数据采集系统的结构 158

10.6.2 单片机数据采集系统 158

10.7 计算机控制系统 160

10.7.1 计算机控制系统的组成 160

10.7.2 计算机控制系统的硬件 162

10.7.3 计算机控制系统的软件 162

10.8 模型试验智能化、数字化、网络化系统 163

10.8.1 试验数据采集和控制系统 163

10.8.2 共用接口系统 164

10.8.3 网络系统 164

10.8.4 共用数据库系统 165

10.8.5 分析研究应用系统 165

10.9 计算机测控系统应用于模型试验 165

10.9.1 泥沙试验厅宽水槽控制系统 165

10.9.2 泥沙试验厅变坡水槽控制系统 169

10.9.3 变坡水槽水沙测量调控系统 172

10.9.4 中央控制系统和软件 177

10.9.5 泥沙试验厅监测监控系统 180

10.9.6 三峡工程坝区泥沙模型试验测量与控制系统 181

参考文献 185