数学化测量技术及仪器PDF电子书下载

绪论 1

第一章 数字化测量技术的一般问题 6

1-1 连续量的不连续表示方法 6

一、连续量的离散化与量子化 6

二、测量结果的两种基本显示方法：模拟量法及数字值法 7

1-2 数字化测量技术应用于动态测量 8

一、周期扫描法 8

二、跟踪测量法 9

三、采样保持法 9

一、数字化测量仪表的分类 10

二、数字化仪表的主要技术特性 10

1-3 数字化测量仪表的分类及其主要技术指标 10

参考文献 17

第二章 数字-模拟转换器 18

2-1 概述 18

一、D/A转换器的基本表达式 18

二、D/A转换器的基本工作原理和组成 19

三、D/A转换器的双极性工作 21

四、D/A转换器的分类 23

五、D/A转换器的技术特性 24

2-2 T型电阻网络D/A转换器 25

一、T型电阻网络的特点 26

二、T型电阻网络D/A转换器电路分析 27

一、反T型电阻网络D/A转换器的基本电路 30

2-3 反T型电阻网络D/A转换器 30

二、电流切换开关 32

三、双极性工作方式 32

2-4 权电阻型D/A转换器 34

一、权电阻型D/A转换器的工作原理 34

二、变形权电阻网络 35

2-5 集成D/A转换器 36

一、10位单片CMOS D/A转换器 36

二、双极型十二位D/A转换器 42

2-6 D/A转换器在电测中的应用 45

一、程控电源 45

二、可控增益放大器 49

三、可程控的波形发生器 50

四、用作峰值保持器 53

2-7 串行D/A转换器 53

一、电路组成 53

二、电路的工作原理 54

思考题 56

参考文献 56

第三章 模拟-数字转换器 57

3-1 概述 57

一、A/D转换器的分类 58

二、A/D转换器的主要技术特性 59

一、反馈比较式A/D转换器 62

3-2 直接比较型A/D转换器 62

二、斜波比较式A/D转换器 82

3-3 间接比较型A/D转换器 86

一、双斜积分型A/D转换器 87

二、具有零漂补偿的双斜积分原理 98

三、双重双斜式A/D转换器 105

四、多斜率积分式A/D转换器 111

五、脉冲宽度调制式A/D转换器 115

六、电压-频率(V-F)型A/D转换器 121

3-4 复合型A/D转换器 135

一、剩余再循环型A/D转换器 136

二、动态刻度展宽式A/D转换器 139

3-5 高速A/D转换 145

一、并行A/D转换器 146

二、并串行A/D转换器 148

思考题 150

参考文献 150

第四章 频率和相位的数字化测量 151

4-1 频率和时间的数字化测量 151

一、频率的计数法测量 151

二、周期的计数法测量 153

三、频率比的测量 156

四、时间的计数法测量 158

4-2 提高频率及时间测量准确度和分辨力的方法 158

一、游标法 159

二、内插法 160

4-3 提高计数速率的方法 162

一、预定标法 162

二、电流型开关电路 162

三、隧道二极管开关电路 164

4-4 频率和时间的数字化测量举例 165

4-5 相位的数字化测量 170

一、相位-电压转换器 170

二、相位-频率转换器 174

三、数字式的相位计举例 177

参考文献 178

思考题 178

第五章 交流电压、功率和能量的数字化测量 179

5-1 交流电压平均值的数字化测量 179

一、平均值检波器 179

二、误差分析 180

三、平均值检波器电路举例 182

5-2 交流电压峰值的数字化测量 183

一、峰值检波器 183

二、峰值检波器的误差分析 184

三、其他形式的峰值检波电路 186

5-3 交流电压有效值的数字化测量 187

一、电子式交直流转换器 187

二、有效值转换器转换精度与输入波形的关系 189

三、有效值交直流转换器举例 190

5-4 功率和电能的数字化测量 192

一、时分割乘法器式功率-电压转换器 192

二、三相有功和无功功率的数字化测量 196

三、采样计算法数字式瓦特计 196

四、电能的数字化测量 198

思考题 199

参考文献 199

第六章 电路参数的数字化测量 200

6-1 电阻的数字化测量 200

一、恒流法 200

三、补偿法 204

二、电桥法 204

四、比率法 205

6-2 电容的数字化测量 207

一、恒流法 207

二、比较法 208

三、单结晶体管法 209

6-3 电感的数字化测量 210

一、时间常数法 210

二、同步分离法 211

6-4 数字式LCR测量仪 213

一、电流-电压法 213

二、带微处理器的LCR自动测量仪 215

参考文献 220

思考题 220

第七章 数字化测量仪器中干扰的抑制及防护技术 221

7-1 串模干扰及其抑制 221

一、SMR与采样时间T的关系 222

二、固定的采样时间T=kT1法 224

三、采样始点与过零点同步，相隔半周期两次采样法 225

四、γ=0法 227

五、锁相频率跟踪法 229

六、数字滤波原理的应用 232

七、SMR的测定 234

7-2 共模干扰及其抑制 235

一、共模干扰电压的产生原因 235

二、抑制共模干扰电压的方法 237

思考题 240

参考文献 241

第八章 数字化测量仪器误差的分析与综合 242

8-1 概述 242

8-2 误差的分类与误差的综合 243

一、从综合误差的角度出发的误差分类法 243

二、已定系统误差的综合 245

三、随机误差与未定系统误差的综合 246

四、总的不确定度的合成 251

五、整机误差的综合 251

六、增益误差a与偏移误差b的关系 252

七、静态量子化误差及满量程码数N 的确定 254

八、关于误差综合的几个应该注意的问题 255

8-3 数字电压表主要部件误差的典型分析方法 256

一、由衰减器、反馈网络及前置放大器构成的输入电路的误差 256

二、误差链及a、b误差系数的计算 260

三、基准电压源的误差分析 263

四、模-数转换器的误差分析 265

8-4 精密数字电压表误差分析实例 274

一、某型DVM的原理 274

二、基本部件的电路 277

三、输入电路的误差计算 282

四、基准电压源的误差计算 285

五、积分放大器与比较器带来的误差 290

六、静态量子化误差 295

七、整机误差的综合 295

8-5 提高数字电压表技术性能的途径 297

一、概述 297

二、数字式自动动态校零技术 297

三、整体自校技术 302

四、零漂电压的校正及输入偏置电流I0的自动补偿 302

五、零区非线性补偿 302

六、多次采样平均值测量法 303

七、数字电压表的常用内附运算功能 304

思考题 305

参考文献 306

第九章 数据采集技术 307

9-1 模拟多路切换开关 308

一、干簧继电器多路切换开关 309

二、场效应管多路开关 309

三、场效应管多路切换开关 315

四、差动输入多路切换装置 318

五、辅助切换和分组 319

9-2 采样 322

一、概述 322

二、采样定理 322

三、量子化噪声 323

二、采样保持电路的特性及参数 324

一、概述 324

9-3 采样保持电路 324

三、采样保持电路 326

9-4 数据采集装置 327

一、概述 327

二、应用逐位逼近式A/D转换器的数据采集装置 328

三、数据采集系统的构成方式 329

9-5 数据采集系统的技术性能 331

一、准确度 331

二、速度问题 332

思考题 333

参考文献 333

附录：计量器具检定规程JJG315-83(试行)《直流数字电压表》之中三、四两节 334