电气测量原理与应用PDF电子书下载

第1章　测量简介 1

参考文献 10

第2章　电气测量基础 11

2.1　主要术语及定义 11

2.1.1　测量技术的基本术语 11

2.1.2　测量的主要方法 15

2.2　测量的不确定度 21

2.2.1　误差、不确定度和信号处理的可靠性 21

2.2.2　统计学的基本词汇和概念 26

2.2.3 与测量设备有限准确度有关的不确定度的评估和校正方法 31

2.2.4　测量不确定度的估计 41

2.3　电气量的标准 44

2.3.1　标准、标准器具、校准和验证 44

2.3.2　由物理现象和定律描述的电气量标准 45

2.3.3　电气量的实物标准 49

2.3.4　参考万用表和校准器具 53

参考文献 55

第3章　经典电气测量 56

3.1　指示式测量仪器仪表 56

3.1.1　机电式仪器仪表与数字测量系统 56

3.1.2　动圈系仪表 56

3.1.3　动铁系仪表 61

3.1.4　电动系仪表——瓦特表 62

3.1.5　感应系电能表 65

3.2　记录与显示测量仪器 67

3.2.1　示波器的基本原理 67

3.2.2　记录与数据存储装置 71

3.3　电桥 72

3.3.1　平衡式与不平衡式电桥 72

3.3.2　零输出型直流电桥 73

3.3.3　交流电桥 75

3.3.4　变压器电桥 80

3.3.5　不平衡式电桥 81

3.3.6 电桥的替代电路——安德森回路 86

3.4　电位计与比较器 87

参考文献 91

第4章　模拟测量信号处理 92

4.1　信号调理 92

4.1.1　模拟测量信号 92

4.1.2　电阻、电容及电感参数的调整 95

4.1.3　交流／直流转换 99

4.1.4　电压／频率转换 108

4.2　信号放大 109

4.2.1　差分、运算和测量放大器 109

4.2.2　隔离放大器 112

4.2.3　微直流信号放大器 115

4.2.4　微交流信号放大器 118

4.2.5　极大输入电阻放大器 121

4.2.6　函数放大器 123

4.3　测量技术中的负反馈 129

4.4　模拟信号质量的改善 136

4.4.1　模拟信号的噪声和干扰 136

4.4.2　测量信号与放大器的连接 140

4.4.3　信号的模拟滤波 145

参考文献 154

第5章　测量信号的数字化处理 156

5.1　模／数转换器 156

5.1.1　信号取样、量化和编码 156

5.1.2　模／数转换器 166

5.1.3　模／数转换器的主要规格 178

5.2　数／模转换器 181

5.2.1　模拟信号的重构 181

5.2.2　数／模转换器 183

5.2.3　数／模转换器主要技术规格 187

5.3　数字信号处理方法和工具 189

5.3.1　数字信号处理主要术语 189

5.3.2　离散傅里叶变换和快速傅里叶变换 196

5.3.3　短时傅里叶变换和小波变换 203

5.3.4　数字滤波器 208

5.4　数字信号处理技术在测量中的应用实例 216

5.4.1　频谱分析 216

5.4.2　数字信号合成 223

5.4.3　信号质量的提高和信号恢复 228

5.5　数字化测量仪器 235

5.5.1　数字万用表和频率表 235

5.5.2　数字示波器 240

5.5.3　功率和能量的数字化测量 243

5.6　智能化数据分析 246

5.6.1　人工智能在测量中的应用 246

5.6.2　自适应滤波器 247

5.6.3　人工神经网络 250

5.6.4　模糊逻辑 256

参考文献 260

第6章　计算机测量系统 264

6.1　引言 264

6.2　测量系统输入电路 267

6.2.1　数据调理和采集电路 267

6.2.2　含内置接口的传感器——智能传感器 268

6.2.3　模拟和数字的传送器 270

6.2.4　数据记录仪 271

6.2.5 IEEE P1451标准——灵巧传感器 272

6.3　数据采集 275

6.3.1　插件式数据采集卡 275

6.3.2　外置式数据采集卡 277

6.4　计算机测量系统中的数据通信 279

6.4.1　接口、总线和连接器 279

6.4.2　串行接口RS-232C和RS-485 279

6.4.3　串行接口：USB接口和火线接口 284

6.4.4　并行GPIB接口（IEEE488/IEC60625） 287

6.4.5　无线接口：红外线、蓝牙和WUSB 291

6.4.6　移动电话的GSM和UMTS用于数据传输 294

6.4.7　无线数据采集和传输 297

6.4.8　使用以太网和因特网的计算机系统 299

6.4.9　专用网络接口：CAN、I2C、MicroLAN、SDI-12 303

6.4.10 HART接口和4～20mA标准 306

6.4.11　工业通信标准——现场总线、Profibus、SCADA 307

6.4.12　模块化系统——VXI、PXI 310

6.4.13　测量设备标准指令——SCPI 312

6.5　基于数字信号处理器的测量系统 314

6.5.1　测量技术中的微控制器和数字信号处理器 314

6.5.2　微型接口——SPI和UART 321

6.6　虚拟测量系统 324

6.6.1　虚拟测量设备概念 324

6.6.2　TestPoint软件 326

6.6.3 Agilent VEE Pro软件 330

6.6.4　国家仪器公司的LabVIEW软件 331

6.7　计算机测量系统实例 338

6.7.1 测试磁性材料的测量系统 338

6.7.2　任意波形励磁系统 341

6.7.3　磁场扫描成像设备 346

参考文献 350

附录 353

附录A　本书所用的一些符号 353

附录B　本书所用的缩略语 355