电子测量与传感技术PDF电子书下载

第1章　电子测量基础知识 1

1.1　测量的基本原理 1

1.1.1　测量的基本概念 1

1.1.2　计量的基本概念 3

1.1.3　测量误差的基本概念 5

1.1.4　测量误差的表示方法 6

1.2　电子测量方法与测量系统 9

1.2.1　电子测量的基本概念 9

1.2.2　电子测量的基本方法 11

1.2.3　电子测量的基本实现方法 15

1.3　测量误差及数据处理 27

1.4　本章小结 39

1.5　习题与思考题 39

第2章　基本电参量的测量 41

2.1　时间和频率的测量 41

2.1.1　时间和频率的基本概念 41

2.1.2　时间和频率测量的基本原理 42

2.1.3　电子计数式频率计举例 46

2.2　电压测量技术 49

2.2.1　交流电压的测量 50

2.2.2　平均值电压的测量 52

2.2.3　峰值电压的测量 54

2.2.4　有效值电压的测量 56

2.3　电压的数字测量方法 59

2.3.1　数字电压表（DVM）的主要性能指标 59

2.3.2　数字电压表（DVM）的主要类型 62

2.3.3　直流数字电压表举例 67

2.3.4　多用数字电压表 69

2.4　阻抗参数的测量 73

2.4.1　阻抗参数的定义 73

2.4.2　元件参数的等效电路建模 74

2.4.3　阻抗参数测量的方法 75

2.4.4　电压／电流法和智能化阻抗测量 80

2.5　本章小结 82

2.6　习题与思考题 82

第3章　电子测量显示技术 84

3.1　示波器的功能、分类和发展 84

3.1.1 CRT显示技术 85

3.1.2 LCD显示技术 92

3.1.3　显示技术的展望 93

3.2　信号的波形显示 97

3.2.1　模拟示波器的组成 97

3.2.2　波形取样技术及取样示波器 106

3.2.3　波形存储及显示技术 112

3.3　信号分析和频域测量显示技术 117

3.3.1　信号分析和信号频谱的概念 117

3.3.2　谐波失真度测量 122

3.4　本章小结 126

3.5　习题与思考题 126

第4章　线性系统测量 128

4.1　概述 128

4.1.1　信号源的作用、组成、分类及性能指标 128

4.1.2　正弦、脉冲及函数信号发生器的组成 132

4.1.3　频率合成原理、分类、特点和发展 137

4.1.4　直接数字合成原理 143

4.2　线性系统频率特性测量和网络分析 145

4.2.1　线性系统频率特性 145

4.2.2　网络分析仪 147

4.3　本章小结 147

4.4　习题与思考题 148

第5章　电子测量技术新进展 149

5.1　自动测试系统 154

5.1.1 IEEE 488（GPIB）接口总线 154

5.1.2 VXI总线 157

5.1.3 PXI技术与发展 161

5.1.4　面向仪器级互换的LXI总线及其关键技术 163

5.2　智能仪器 167

5.2.1　智能仪器的典型功能 167

5.2.2　典型的智能仪器实例——智能通用计数器设计 168

5.3　虚拟仪器 169

5.3.1　虚拟仪器的特点及发展趋势 169

5.3.2　虚拟仪器的硬件构成技术 170

5.3.3　虚拟仪器的软件设计技术 171

5.3.4　虚拟仪器新进展 172

5.3.5　虚拟仪器技术的应用 173

5.3.6　虚拟仪器实例——个人仪器 173

5.3.7　虚拟仪器设计实例——手持式存储示波表 174

5.4　网络仪器 177

5.4.1 网络化仪器的特点和发展 177

5.4.2　网络化仪器体系结构 178

5.4.3　网络仪器的核心技术 179

5.5　本章小结 180

5.6　习题与思考题 181

第6章　传感器基础知识 182

6.1　传感器的组成及分类 182

6.1.1　传感器的概念 182

6.1.2　传感器的组成 182

6.1.3　传感器的分类 182

6.2　传感器的基本特性 183

6.2.1　传感器的静态特性 183

6.2.2　传感器的动态特性 185

6.3　传感器的标定和校准 190

6.3.1　传感器的静态标定 191

6.3.2　传感器的动态标定 191

6.4　传感器技术的发展趋势 192

6.5　新型传感器 193

6.5.1　智能传感器 193

6.5.2　模糊传感器 194

6.5.3　网络传感器 194

6.5.4　虚拟传感器 194

6.6　本章小结 195

6.7　习题与思考题 195

第7章　结构型传感器 196

7.1　应变电阻式传感器 196

7.1.1　应变式传感器的工作原理及结构 196

7.1.2　电阻应变式传感器的主要特性及参数 197

7.1.3　应变片的温度效应及其补偿 199

7.2　电感式传感器 201

7.2.1　自感式传感器 201

7.2.2　差动变压器式传感器 204

7.2.3　电涡流式传感器 207

7.3　电容式传感器 209

7.3.1 电容式传感器的工作原理及主要特性 209

7.3.2　测量电路 212

7.3.3　影响电容传感器精度的因素及改进措施 215

7.4　磁电感应式传感器 217

7.4.1　磁电感应式传感器工作原理及结构形式 217

7.4.2　磁电感应式传感器的误差及补偿 218

7.5　本章小结 220

7.6　习题与思考题 220

第8章　物性型传感器 221

8.1　光电传感器 221

8.1.1　光电效应 221

8.1.2　光电器件 223

8.1.3　光电器件的特性 228

8.1.4　新型光电传感器 231

8.1.5　光电传感器的应用 234

8.2　光纤传感器 236

8.2.1　光纤及其传光原理 236

8.2.2　光纤传感器原理 238

8.2.3　光纤传感器的应用实例 241

8.3　压电传感器 243

8.3.1　压电效应与压电材料 243

8.3.2　压电传感器的等效电路和测量电路 248

8.3.3　压电传感器 251

8.3.4　压电传感器应用举例 254

8.4　霍尔传感器 255

8.4.1　霍尔效应与霍尔元件 256

8.4.2　霍尔元件的基本测量电路 257

8.4.3　霍尔元件的主要特性参数 259

8.4.4　霍尔元件温度补偿与不等电位补偿 259

8.4.5　霍尔传感器应用举例 261

8.5　化学传感器 262

8.5.1　离子敏传感器 263

8.5.2　气敏传感器 264

8.5.3　湿度传感器 267

8.5.4　化学传感器的应用 269

8.6　本章小结 270

8.7　习题与思考题 271

第9章　其他传感器 272

9.1　超声波传感器 272

9.1.1　超声波的基本性质 272

9.1.2　超声波传感器 274

9.1.3　超声检测技术的应用 274

9.2　微波式传感器 276

9.2.1　微波的性质与特点 276

9.2.2　微波振荡器与微波天线 276

9.2.3　微波传感器及其应用 277

9.3　核辐射与红外传感器 278

9.3.1　核辐射式传感器 278

9.3.2　红外传感器 281

9.3.3　核辐射与红外传感器应用举例 282

9.4　热电式传感器 283

9.4.1　热电偶传感器 284

9.4.2　热电阻传感器 288

9.4.3　热敏电阻 291

9.4.4 PN结型温度传感器 291

9.4.5　单线智能温度传感器 294

9.4.6　热电式传感器应用举例 297

9.5　生物传感器简介 298

9.5.1　生物传感器的特点 298

9.5.2　生物传感器的分类 299

9.5.3　生物传感器的应用 299

9.6　本章小结 301

9.7　习题与思考题 301

第10章　传感器应用技术 303

10.1　传感器的正确选择与合理使用 303

10.1.1　传感器的正确选择 303

10.1.2　传感器的合理使用 304

10.2　信号变换 304

10.2.1　信号放大 305

10.2.2　电压与电流转换 309

10.2.3　交流与直流转换 314

10.2.4 电压-频率（U/F）变换器 316

10.3　传感器与微控制器的接口 320

10.3.1　测控系统中的计算机 320

10.3.2　常用软件处理技术 323

10.4　传感器应用实例——温度信号采集 325

10.4.1　自动气象站对温度采集的要求 326

10.4.2　温度传感器的选择 326

10.4.3　温度测量的分析 327

10.4.4　温度测量的电路设计 329

10.4.5 A/D转换的实现 330

10.4.6　铂电阻与温度的拟合曲线 331

10.4.7　温度的处理算法 334

10.5　本章小结 334

10.6　习题与思考题 335

参考文献 337