目录 1
第○章 绪论 1
一、不断完善计量单位制 3
第一节 计量学的研究对象 3
第一章 一般概念 3
二、研究复现计量单位的自然基准或实物基准 4
四、研究计量标准器及其使用条件 11
三、研究测量方法 11
第二节 计量学的理论基础 12
第三节 计量单位与真值 14
一、测试系统的种类及其框图 15
第四节 计量变量与测试系统 15
二、信号采集与转换 19
参考文献 20
一、矩阵概念 21
第二节 矩阵 21
第二章 数学基础 21
第一节 计量与数学 21
二、矩阵运算 22
三、矩阵的持征数 24
四、特殊阵 25
五、广义逆矩阵 26
六、矩阵的摄动影响 28
二、泰勒级数 32
一、微分、近似运算与极值 32
第三节 数学分析 32
三、微分方程 33
四、差分方程 34
五、复变函数 36
第四节 傅里叶变换 38
一、有关重要函数 39
二、傅里叶变换的概念和性质 43
三、卷积 46
四、应用 49
一、拉氏变换的概念 51
第五节 拉普拉斯变换与Z变换 51
二、拉氏变换的性质、卷积 52
三、拉氏逆变换与拉氏变换表 55
四、拉氏变换的应用 56
五、Z变换 63
一、随机变量 68
第六节 概率论与随机过程 68
二、静态测量数据处理 71
三、随机过程 73
四、动态测量数据处理 75
参考文献 76
第二节 声波方程 78
第一节 计量学与基本物理常数的关系 78
第三章 基本物理常数 78
一、近年来基本常数领域的主要进展 81
第二节 1986年基本物理常数的国际推荐值 81
二、不同类型数据之间的关系 86
三、数据的多元分析及与1973年平差的比较 88
参考文献 90
一、电信号放大电路 91
第四章 电子电路在计量测试中的应用 91
第一节 信号检测电路 91
二、已调制信号的检测 100
三、锁相检测技术 108
一、时序逻辑电路 113
第二节 数字电路 113
二、相位细分与计数电路 116
三、链锁电路 120
四、锁相环及其应用 122
一、干扰类型及其来源 127
第三节 干扰及其抑制 127
二、电屏蔽 129
三、去耦和接地 132
四、抗干扰电源 133
一、输入接口 138
第四节 与微处理机的接口电路 138
二、输出接口 141
参考文献 142
一、引言 143
第五章 信号与系统分析 143
第一节 一般概念 143
二、信号与信号的分类 144
三、系统模型及其划分 146
四、系统分析方法 148
二、微分方程的建立 149
第二节 连续时间系统的时域分析 149
一、引言 149
三、相似系统 150
五、卷积 153
四、冲激响应与阶跃响应 153
一、傅里叶级数 154
第三节 傅里叶变换与分析 154
三、卷积定理 155
二、非周期信号的频谱分析傅里叶变换 155
一、拉普拉斯变换的定义 159
第四节 拉普拉斯变换 159
三、系统函数与冲激响应 160
二、拉氏变换与傅氏变换的比较 160
第五节 S域分析 163
一、系统函数的时域特性 164
二、系统的稳定性 165
第六节 离散时间系统的时域分析 166
一、离散时间信号序列 167
二、离散时间系统的数学模型 168
四、离散傅里叶变换及其应用 169
三、卷积（卷积和） 169
一、光栅与正弦波光栅 172
第七节 空间信号与光学传递函数 172
三、光学传递函数 173
二、光学系统的线性不变特性 173
五、光学传递函数的测量方法 174
四、光学传递函数与光瞳函数的关系 174
第八节 机械系统中的传递函数 176
二、各种输入与输出的组合 177
一、二阶系统的输入与输出 177
三、传递函数的应用 178
第九节 随机信号分析中的传递函数 179
四、机械系统传递函数的测量方法 179
二、随机信号的相关分析 180
一、随机信号的概率密度分析 180
三、随机信号的功率谱密度分析 181
四、传递函数 182
参考文献 183
五、随机信号传递函数的测试 183
一、基本概念 184
第六章 数字信号处理技术 184
第一节 概述 184
一、基本概念 185
二、研究内容 185
第二节 FFT频谱分析技术 185
二、加权技术 188
三、功率谱分析技术 189
四、FFT技术的改进 190
一、基本概念 192
五、FFT技术在计量测试中的应用 192
第三节 现代频谱分析技术和模态分析技术 192
二、最大熵谱分析（自回归谱分析） 194
三、最小交叉熵谱分析 195
四、ARMA谱分析法 199
五、ARIMA模型及预测技术 200
二、沃尔什函数 201
六、现代频谱分析技术在计量测试中应用 201
第四节 其他正交变换及其在计量测试中 201
一、概述 201
三、哈达玛变换 204
一、线性滤波—IIR与FIR数字滤波 205
四、雷德梅克函数和广义雷德梅克函数 205
第五节 各种数字滤波技术 205
二、自适应滤波 207
三、卡尔曼滤波 209
四、同态滤波和倒谱技术 211
一、基本概念 214
第六节 时域计量学和反卷积技术 214
二、频域反卷积 216
三、时域反卷积 217
参考文献 220
第七节 蒙特卡罗仿真技术在计量测试中的应用 220
第一节 概述 222
第七章 数据转换与采集技术 222
一、采样函数 223
第二节 采样与量化基本原理 223
二、采样定理 225
三、混淆现象 226
四、带通采样 227
五、有限宽度采样 229
六、频率分辨率 231
七、量化与编码 234
一、测量放大器 236
第三节 主要功能电路 236
二、模拟多路开关 238
三、采样保持电路 244
二、权电阻网络D/A转换器 248
第四节 D/A转换器 248
一、传递函数 248
三、R-2R梯形电阻网络D/A转换器 251
一、转换过程 253
第五节 A/D转换器 253
二、逐次近似A/D转换器 255
三、双积分A/D转换器 256
四、并行或高速A/D转换器 260
一、信号恢复方法 261
第六节 信号恢复与分配 261
二、信号分配与传输 264
三、数据采集设计举例 266
第七节 系统误差分析 267
一、直流误差电路模型 268
二、交流误差电路模型 270
三、误差分析举例 271
参考文献 273
一、动态校准的目的与要求 275
第八章 动态计量测试技术 275
第一节 概述 275
第二节 动态激励信号的分析与选择 275
三、时间域动态激励信号的分析与选择 276
二、频率域动态激励信号的分析与选择 276
四、相关滤波原理及其应用 281
五、用白噪声测试系统的动态特性 283
六、用伪随机信号测试系统的动态特性 284
一、动态校准方法 285
七、用其它随机激励信号测试系统动态特性 285
第三节 动态校准方法与装置 285
二、动态校准装置 286
一、系统动态数学模型 288
第四节 动态数学模型与建模方法 288
二、建模方法与应用举例 289
第五节 动态性能指标的计算方法 293
一、时域动态性能指标 294
三、时域与频域两种动态性能指标的换算 298
二、频域动态性能指标 298
一、动态补偿原理 302
四、讨论 302
第六节 动态补偿 302
二、用网络进行动态补偿 304
三、用数字滤波改善系统动态特性 305
三、消除动态误差的算法原理 312
第七节 动态误差及其消除方法 312
一、动态误差 312
二、修正动态误差的几种方法 312
二、动态测试对传感器的要求 313
四结论 313
第八节 动态测试用的传感器和测试系统 313
一、传感器与测试系统 313
四、提高传感器动态特性的途径 315
三、动态测试用的传感器 315
参、考文献 316
一、微机技术在计量测试中的应用 317
第九章 自动化计量测试技术 317
第一节 概述 317
三、自动测试系统的基本构成 321
二、计量测试自动化的意义和基本概念 321
四、自动测试技术发展趋势 323
一、可程控仪器的特点和组成 324
第二节 可程控仪器 324
二、寻址方式 326
三、装置消息的编码格式 327
四、程控命令的编码格式 331
五、测量数据的输出方式 332
第三节 自动计量测试系统中的接口 333
一、GPIB接口 334
二、接口的检测 343
一、组建应考虑的主要问题 344
第四节 自动化计量测试系统的组建和软件编制 344
二、自动计量测试系统举例 348
参考文献 350
一、网络的表示方法 351
第十章 网络分析技术 351
第一节 网络技术概况与基本原理 351
二、常用网络参数之间的关系 354
一、流图表示方法 356
第二节 信号流图 356
二、流图简化方法 358
一、网络分析仪的原理、结构、误差模型 361
第三节 全面测定S参量的自动网络分析仪 361
二、自动网络分析仪的原理与误差模型 368
三、标量网络分析仪 374
一、六端口反射计 380
第四节 六端口技术 380
二、双六端口网络分析仪 389
一、多状态反射计 390
第五节 其它网络测量技术 390
二、零差网络分析仪 393
附录 395
参考文献 396
一、饱和吸收稳频原理 398
第十一章 稳频激光器及波长测量 398
第一节 饱和吸收激光稳频 398
二、3.39μm甲烷饱和吸收稳频激光器 401
三、碘稳频633nm氦氖激光器 405
四、碘稳频612nm激光器 408
五、碘稳频640nm氦氖激光器 411
六、三种碘稳频氦氖激光器的比较 414
七、偏频锁定技术及其激光光谱仪 415
八、激光频率稳定度的测量 417
第二节 激光波长测量 419
一、用迈克尔逊扫描干涉仪测量波长 420
二、用频率锁定干涉仪测量激光波长 423
三、用非线性晶体的上转换测量波长 426
四、调频激光器的波长测量—波长计 427
参考文献 428
一、早期及CO2的频率测量 430
第十二章 激光频率测量技术 430
引言 430
第一节 激光频率测量链 430
二、88THz甲烷谱线的频率测量 431
三、可见光谱线的频率测量 435
一、谐波发生和混频的非线性装置 438
第二节 激光频率测量方法和技术 438
二、光频测量的非线性器件 439
一、引言 445
三、拍频测量技术 445
第三节 激光频率测量中的关键激光器 445
三、色心激光器 446
二、光抽运远红外激光器 446
四、染料激光器和He-Ne激光器作为光钟的研究 451
参考文献 452
一、传感器的定义和特点 454
第十三章 传感器在计量测试中的应用 454
第一节 计量测试中的传感器技术 454
二、传感器的基本特性 455
三、传感器的一般原理和分类 456
四、传感器的发展 458
一、电阻应变效应和电阻应变计 459
第二节 电阻式传感器 459
二、压阻效应和半导体应变计 462
三、弹性体的结构和材料 463
五、电桥原理和测量电路 468
四、粘贴与补偿技术 468
六、热敏、光敏和气敏电阻传感器 472
一、自感式和差动变压器式传感器 473
第三节 电感式传感器 473
三、压磁式传感器 474
二、涡流式传感器 474
二、应用情况 476
第四节 电容式传感器 476
一、工作原理和特点 476
一、振弦式传感器 477
第五节 频率式传感器 477
二、振筒式传感器 479
四、石英晶体谐振式传感器 480
三．振膜式传感器 480
一、压电式传感器的特点及压电效应 481
第六节 压电式传感器 481
二．石英晶体的几何切型 482
三、压电式传感器的种类及应用 483
一、光导纤维工作原理及分类 484
第七节 光导纤维传感器 484
二、光导纤维传感器的分类及特征 486
三．光导纤维传感器的应用情况 487
四、光导纤维传感器的发展 493
参考文献 495
二、伦敦方程和金兹堡-兰道理论 496
第十四章 超导技术在计量测试中的应用 496
第一节 超导现象 496
一、超导现象的物理机理 496
四、约瑟夫森效应 498
三、迈斯纳效应与超导屏蔽 498
一、约瑟夫森结的伏安待性 500
第二节 约瑟夫森电压标准 500
二、约瑟夫森电压标准装置的原理 502
三、多结串联的约瑟夫森电压标准 503
一、磁通量子化 504
第三节 超导量子干涉器件（SQUID） 504
二、双结超导量子干涉器中的超导量子干涉现象 505
三、单结超导量子干涉器 506
四、超导量子干涉器用作高灵敏度磁强计 508
五、超导电流比较仪 510
一、量子化霍耳效应的机理 511
第四节 量子化霍耳效应 511
二、硅MOS器件及砷化镓异质结 514
三、用量子化霍耳效应建立电阻的自然基准 515
一、SQUID测量射频衰减 516
第五节 超导技术在电子计量中的应用 516
二、用SQUID测量射频功率 517
三、超导腔稳频振荡器（SCSO） 519
参考文献 521
一、长度单位的复现方法与标准 522
第十五章 几何量计量技术 522
第一节 几何量计量的内容 522
三、建立工程参量标准的方法 523
二、角度单位的复现方法与标准 523
一、光波干涉技术 524
第二节 长度计量的基本技术 524
二、莫尔条纹技术 527
三、显微放大技术 534
四、参量放大技术 536
五、细分技术 539
六、匀化技术 541
七、编码方法 542
一、比较仪原理及其应用 545
第三节 测量原理 545
二、圆分度原理与多次组合 546
三、正弦、正切原理 549
四、环行激光器与差频测角原理 550
五、直角立棱？镜原理及其应用 551
六、几种工程参量的测量原理 555
参考文献 562
一、力学计量的内容和意义 563
第十六章 力学计量技术 563
第一节 力学计量概述 563
二、力学计量的研究方法和应用原理 565
一、等臂天平及其计量特性 566
第二节 杠杆原理及其计量技术 566
二、单杠杆原理及其计量技术 567
三、复杠杆原理及其计量技术 569
二、固体密度的计量技术 572
第三节 液体静力衡量法及其基本技术 572
一、阿基米德定律及液体静力衡量法 572
三、液体密度的计量技术 573
四、浮计工作原理 574
一、胡克定律及弹性元件的特性 575
第四节 弹性、塑性原理及其计量技术 575
二、压力计量中的弹性元件 576
三、测力与振动计量中的弹性元件 578
四、塑性变形及压痕硬度试验法 579
一、帕斯卡定律及活塞压力计 581
第五节 液压原理及其计量技术 581
二、液压式标准测力机研究的新方法 583
三、液压与真空计量用的液体压力计 585
一、容量计量中的绝对法和比较法 587
第六节 绝对法和比较法计量技术 587
二、振动与冲击计量中的绝对法和比较法 588
三、流量与真空计量中的绝对法和比较法 589
一、振动计量技术 591
第七节 振动与冲击计量技术 591
二、冲击计量技术 599
参考文献 604
二、经验温标和热力学温标 606
第十七章 温度计量技术 606
第一节 温度和温标 606
一、温度的概念 606
三、国际实用温标（IPTS） 607
三、几种辐射测温法 611
四、新国际温际（ITS-90）的展望 611
第二节 辐射测温法 611
一、概述 611
二、热辐射的基本理论 612
一、纯金属、合金、半导体电阻-温度特性 618
第三节 电阻和电噪声测温法 618
二、常用电阻温度计 619
三、电阻热噪声测温法 621
一、塞贝克效应 622
第四节 塞贝克效应及热电法测温 622
二、常见的几种热电偶 624
三、热电偶的分度方法和误差米源 625
一、局部热力学平衡状态 626
第五节 光谱法与等离子体温度测量 626
二、绝对强度法和相对强度法 627
三、谱线展宽和黑体法 628
二、金属凝固点 629
第六节 相变在温度测量中的应用 629
一、概述 629
三、三相点和冷凝点 631
四、超导固定点 632
一、补偿法的基本原理 635
第十八章 电磁计量技术 635
第一节 引言 635
第二节 补偿法 635
二、直流电位差计 636
三、交流补偿器 637
一、四臂电桥 639
第三节 电桥法 639
二、四端电阻与双比电桥 640
三、三步平衡电桥 642
四、交流电桥 643
一、直流分压器 644
第四节 直流比例技术 644
二、哈蒙（Hamon）电阻箱 646
三、直流电流比较仪 647
一、交流阻抗及由阻抗构成的交流比例 648
第五节 交流比例技术 648
二、感应分压器 650
三、交流电流比较仪 651
四、互感器 652
一、有效值的转换 653
第六节 交直流转换技术及交流电量标准 653
二、平均值的转换 654
三、峰值的转换 655
一、磁场的直接测量法 656
第七节 磁测量技术 656
二、感应法（线圈法） 658
三、磁性材料磁持性的测量 659
参考文献 660
一、研究内容 661
第十九章 电子计量技术 661
第一节 概述 661
三、电子计量标准 663
二、新技术与电子计量 663
一、用量热计法测量微波功率 664
第二节 参量变换计量技术 664
二、用时间间隔数字法测量相移 667
三、用几何量测量衰减 668
四、高频和微波阻抗的测量 670
一、衰减器量程变换法 672
第三节 量程变换计量技术 672
二、级联耦合器法 673
一、变频理论分析 674
第四节 频率变换计量技术 674
二、典型的变频测量系统 678
一、基本原理 679
第五节 测量域变换技术 679
二、时域插入损耗测量的理论分析 681
第六节 矢量平衡对消技术 683
一、正交发生器 684
二、零平衡指示器 685
第七节 各种比较替代技术 689
第八节 多端口计量技术 693
参考文献 694
一、时间基本单位 695
第二十章 时间频率计量技术 695
第一节 基本概念 695
二、时间频率基准及其准确度 696
三、频率漂移 697
四、频率稳定度 698
五、相位噪声 703
一、通用计数器 704
第二节 时频计量技术 704
二、多周期同步计数器 707
三、游标计数器 709
四、频差倍增技术 711
五、倍增-综合-测周期法 712
六、相位时间差法 714
七、相位噪声的测量 717
一、时标 718
第三节 时间保持与同步 718
二、时间同步技术 727
二、运动方程 730
第四节 原子频标中的新技术 733
一、绝原子束频标不的光抽运选态 733
二、离子贮存技术 735
参考文献 737
第二十一章 声学计量技术 738
第一节 引言 738
一、声波方法的推导 738
三气体定律（状态方程） 740
四、连续方程 741
五、声波方程 742
一、电容传声器互易技术压力校准 743
第三节 计量技术 743
二、电容传声器自由场互易校准法 747
三、水声换能器的互易法校准 751
四、液体中超声功率的测量 756
五、声级计的校准 759
六、听力计的校准 763
参考文献 767
第一节 一般概念 768
一、光辐射的波段范围 768
第二十二章 光学计量技术 768
二、光学计量的内容和主要计量单应 769
一、光的本质 771
第二节 基础理论 771
二、光谱分布理论 773
三、叠加原理 774
五、余弦法则 775
四、平方反比定律 775
一、非成象光束直接比较法 776
第三节 计量技术 776
三利用成象系统进行测量 778
二、替代法 778
四、时间分布与空间分布测量法 780
五、光谱分布测量法 782
六、空间积分器—积分球法 788
七、光谱积分式测量仪器 791
一、人眼作为光学计量传感器 792
第四节 光学计量测试传感器及其标定方法 792
三、光电转换型光学计量传感器 794
二、光化学反应的光学计量传感器 794
参考文献 799
二、放射性衰变的统计性 800
一、放射性核素的衰变规律 800
第二十三章 电离辐射计量技术 800
第一节 放射性物质及其特征 800
第二节 电离辐射与物质的相互作用 801
三、电离辐射 801
一、带电粒子与物质的相互作用 802
二、X、γ射线与物质的相互作用 805
三、中子与物质的相互作用 808
一、气体电离探测器 811
第三节 探测原理、方法和探测器 811
二、闪烁探测器 821
三、半导体探测器 826
四、量热法 828
五、化学方法 830
六、活化探测器 833
参考文献 834
二、物理计量标准和化学计量标准 835
一、化学计量的内容和分类 835
第二十四章 化学计量技术 835
第一节 概述 835
三、物理化学特性参量及其分类 836
四、分析化学计量与标准物质 837
五、摩尔的概念与标准物质 838
一、热量单位 839
第二节 热量计量 839
六、化学计量的发展方向 839
二、热量计量原理 840
三、热量计量技术 842
一、粘度的定义和单位 843
第三节 粘度计量 843
三、粘度单位的复现与传递 844
二、粘度测量法和粘度计 844
四、粘变计常数的测定 846
一、湿度的定义和单位 847
第四节 温度计量 847
二、湿度计量技术 848
一、溶液的电导和电导率 853
第五节 电解质电导率计量 853
二、电导池和电导（率）仪 855
三、电导计量技术 856
第六节 pH（酸度）计量 858
二、pH的实用定义和pH标度 859
一、水的电离和pH的理论定义 859
三、pH的电测量法 862
四、pH的精确测量 865
一、分析计量中的化学标准化学成分标准物质 867
第七节 分析计量技术 867
二、标准分析方法 868
三、成分分析仪器的计量性能及其检定 870
参考文献 872
二、热物性的内容 874
一、热物性的概念 874
第二十五章 物质的热物理性质测试技术 874
第一节 概述 874
一、导热系数的含义及测试特点 876
第二节 导热系数测试技术 876
三、热物性参数的测试特点 876
二、轴向热流法 877
三、直接电加热法 879
四、护热板法 880
五、热线法 882
一、导温系数的含义及测试特点 883
第三节 导温系数测试技术 883
二、瞬息热流法 884
三、周期热流法 887
一、比热容的含义及其测试特点 889
第四节 比热容测试技术 889
第五节 辐射热物性的测试技术 891
二、绝热法 891
三、降落法（混合法） 892
四、电脉冲法 893
二、反射率测量 894
一、辐射热物性的内容及其含义 894
三、用量热法测量发射率和吸收率 895
一、热膨系数含义和测试分类 897
第六节 热膨胀系数测试技术 897
二、绝对测量法 898
三、相对测量法 900
一、微电子学与集电路 901
一、热物性标准物质概况 901
第七节 热物性标准物质 901
二、金属导热系数和电阻率示准物质 902
三、非金属导热系数标准物质 905
四、比热容标准物质 906
五、热膨胀系数标准物质 907
参考文 908
第一节 概述 910
第二十六章 微电子学测试技术 910
二、集成电路的制造技术与检测技术 911
二、电阻及电阻率的测试技术 913
一、测试图形在工艺检测中的重要性 913
第二节 半导体材料及工艺过程中有关参数的测试技术 913
三、纵向杂质分布的测试技术 918
四、图形尺寸的测量技术 921
五、器件参数的测量技术 926
六、测试芯片的设计和自动化测量 930
一、概述 931
第三节 集成电路器件参数的测试技术 931
三、集成器件动态参数测试 933
四、存贮器测试 935
五、微处理器测试 939
参考文献 941
第一节 软件评定的有关名词和质量指标 942
一、常用的基本名词术语和定义 942
第二十七章 计算机软件评定 942
二、质量指标的选择 943
三、质量指标的分类 944
四、软件产品质量的功能指标 945
五、软件产品质量的运行指标 947
六、软件产品的质量控制 948
七、软件产品的质量评价 948
第二节 程序的静态分析方法 949
一、程序的句法检查和语义检查 949
二、程序阅读 950
三、程序图的可接受性检查 950
第三节 程序测试 951
一、测试的基本原则 951
四、程序正确性的证明方法 951
二、组织测试的方案 952
三、模块测试 953
四、综合测试 954
五、程序测试的自动化 954
一、试验的设计 956
第四节 软件产品的试验 956
二、试验过程中的模拟 957
三、软件产品的统计试验 958
四、试验完成的评价标准 958
第五节 软件的可靠性模型 960
一、Jelinskl-Moranda模型 960
二、Schick-Wolverton模型 961
三、Mills模型 961
四、Duane模型 962
参考文献 962
跋计量技术的发展 963
参考文献 967
二、集成器件静态参数测试 9932