第一章理论基础 1
1.1电测技术的范围和意义 1
目 录 1
1.2测量单位 3
1.2.1国际单位制，SI单位 3
1.2.2单位及自然常数 6
1.2.3描述基本单位时的测量不确定度 7
1.2.4量值及数值方程 8
1.2.5单位的换算 9
1.3测量仪器的静态特性 9
1.4测量仪器的动态特性 11
1.5.1无误差测量的前提 13
1.5.2测量的系统误差 13
1.5测量误差和测量不确定度 13
1.5.3测量的偶然误差 15
1.5.4在保证误差极限为定值时的测量的不确定度 21
1.6测量设备的结构 23
1.6.1链式结构 23
1.6.2并联结构 24
1.6.3环形结构 25
1.7测量信号的信息传递参数 26
第二章电流和电压的测量；输出为电压和电流信号的传感器 28
2.1机电测量仪器及其应用 28
2.1.1测量机构 28
2.1.2直流电流与直流电压的测量 32
2.1.3交流电流与交流电压的测量 38
2.1.4功率的测量 43
2.1.5电功的测量 48
2.2.1直流电压补偿器 49
2.2补偿器 49
2.2.2直流电流补偿器 50
2.2.3伺服乘法器和除法器 51
2.3测量机构式和补偿式记录装置 51
2.3.1结构特点 52
2.3.2结构形式 53
2.3.3不同系统的应用范围 55
2.4电子射线示波器 55
2.4.1电子射线管 56
2.4.2标准组件 57
2.4.3专用示波器 61
2.4.4电子射线示波器的工作方式 62
2.5.1引言 64
2.5测量放大器 64
2.5.2同相电压放大器 68
2.5.3倒相电流放大器 74
2.5.4电压放大器的应用 78
2.5.5电流放大器的应用 79
2.5.6实际运算放大器的零点误差 84
2.5.7调制放大器 88
2.5.8放大器噪声 92
2.6输出为电压的传感器 92
2.6.1用于位移和角度测量的差动变压器 93
2.6.2感应式转速传感器 94
2.6.3磁电式振动传感器 94
2.6.4电感式振动传感器 95
2.6.5 Wiegand传感器 95
2.6.7霍尔探测器 96
2.6.6磁致伸缩式振动传感器 96
2.6.8感应式流量计 99
2.6.9热电偶 101
2.6.10 p-n结集成温度传感器 105
2.6.11 pH值测量链 106
2.7输出为电流和电荷的传感器 107
2.7.1压电式力传感器 107
2.7.2光电池和光电二极管 111
2.7.3光电管 115
2.7.4光电倍增器 115
2.7.5电离室 115
2.7.6电离计数管 118
2.7.7闪烁计数器 120
2.7.8半导体辐射检测器 121
3.1.1电流和电压的同时测量 123
第三章电阻的测量；电阻式传感器 123
3.1电流和电压的测量 123
3.1.2用参比电阻作比较 124
3.1.3恒流源供电和电压降的测量 124
3.1.4分压器 126
3.2平衡式电阻测量电桥 126
3.3不平衡式电阻测量电桥 128
3.3.1工作原理 128
3.3.2恒压源电桥 129
3.3.3恒流源电桥 130
3.3.4带负载的电桥的等效电路 130
3.3.5引线电阻的补偿 131
3.3.6测试点的转换 132
3.4.1倒相减法放大器 133
3.3.7零点抑制和对干扰进行补偿 133
3.4电桥电路放大器 133
3.4.2在反馈环节内带有电阻传感器的差分放大器 134
3.4.3带静电放大器的减法器 135
3.4.4载频电桥和载频测量放大器 137
3.5测量位移和角度的电阻式传感器 138
3.6电阻式温度传感器 139
3.6.1金属丝电阻温度计 139
3.6.2负温度系数热敏电阻 141
3.6.3正温度系数热敏电阻 142
3.6.4硅电阻温度敏感元件 144
3.6.5接触式测温计使用中的误差分析 145
3.7 LiC1湿度传感器 145
3.8.1利用热传导原理进行气体分析 147
3.8用测温法进行气体分析 147
3.8.2热效应气体分析仪 148
3.8.3热磁氧气分析仪 149
3.9热丝型气流计 149
3.10光敏电阻 151
3.11磁控电阻 151
3.12电阻应变片 153
3.12.1作用原理和结构 153
3.12.2电阻应变片在应力分析中的作用 155
3.12.3电阻应变片在测量设备中的应用 157
3.13 电阻式传感器特性曲线的线性化 159
3.13.1用串联或并联电阻进行线性化 159
3.13.2差分式电阻传感器上的电压降测量 162
3.13.3半桥双臂电路中的差分式电阻传感器 162
4.1.1电压和电流的同时测量 163
第四章电抗的测量；电感式和电容式传感器 163
4.1通过电流、电压或功率测量确定电抗 163
4.1.2与基准元件作比较 164
4.1.3功率的测量 165
4.1.4相位角的测量 166
4.1.5强迫振荡电路中的电流测量 167
4.2交流平衡式电桥 168
4.2.1原理 168
4.2.2维恩电容测量电桥 169
4.2.3麦克斯韦电感测量电桥 170
4.2.4麦克斯韦－维恩电感测量电桥 170
4.2.5移相电桥 170
4.3交流不平衡式电桥 171
4.4.1用于位移和角度测量的轴向衔铁式电感变换元件 172
4.4电感式传感器 172
4.4.2用于位移和角度测量的横向衔铁式电感变换元件 174
4.4.3短路环式电感传感器 175
4.4.4 电感式位移和角度传感器的应用 176
4.4.5用电感式环线探测装置检测车辆 177
4.4.6磁弹性测力计 177
4.5 电容式传感器 178
4.5.1改变极板间距离 178
4.5.2改变极板的面积 179
4.5.3改变电介质的几何形状 180
4.5.4湿度或温度的变化引起的相对介电常数的变化 181
4.6 电感式和电容式位移传感器的比较 181
4.6.1磁场和电场的能量 182
4.6.2电桥电路最大输出功率 183
4.6.3对传感器的控制功率 184
第五章数字测量技术；编码式传感器和计数式传感器 185
5.1二值信号及其逻辑运算 185
5.1.1二值信号 185
5.1.2二值信号的逻辑运算 185
5.1.3门电路 188
5.2测量数据的表达、显示和输出 189
5.2.1二进制数 189
5.2.2十进制数的二进制代码 190
5.2.3代码转换器 191
5.2.4数字显示 192
5.2.5数字显示和刻度显示的比较 193
5.2.6数字信号转换为电压；D/A转换器 193
5.3双稳态触发器 194
5.3.1异步RS触发器 195
5.3.2时钟脉冲控制的RS触发器 196
5.3.3脉冲沿控制的D触发器 196
5.3.4脉冲沿控制的JK触发器 197
5.3.5脉冲沿控制的T触发器 197
5.4计数器 198
5.4.1二进异步正向计数器 198
5.4.2二进异步反向计数器 199
5.4.3计数方向的转换 199
5.4.4二进同步正向计数器 200
5.4.5 BCD同步正向计数器 200
5.4.6同步环形计数器 201
5.4.7计数结果的显示 202
5.5.1并行寄存器 203
5.5.2并行／串行转换移位寄存器 203
5.5寄存器 203
5.5.3串行／并行转换移位寄存器 204
5.6转换开关 205
5.6.1二值信号多路转换器 206
5.6.2模拟信号继电器转换开关 206
5.6.3模拟信号场效应管转换开关 206
5.6.4采样和保持电路 207
5.7直接比较式电压A/D转换器 208
5.7.1比较器 208
5.7.2带回差电压的比较器 208
5.7.3比较器式并行A/D转换器 209
5.7.5跟踪式逐位比较A/D转换器 211
5.7.6逐位逼近式A/D转换器 211
5.7.4阶梯式逐位比较A/D转换器 211
5.7.7数字万用表 213
5.8机械量A/D转换器；编码式和计数式位移和角度传感器 214
5.8.1 限位开关 214
5.8.2编码式位移传感器和角度传感器 215
5.8.3计数式位移传感器和角度传感器 216
5.8.4编码式位移传感器和计数式位移传感器的比较 218
第六章时间和频率的测量；频率模拟传感器和转换器 219
6.1时间测量 219
6.1.1时间间隔的数字测量 219
6.1.2周期的数字测量 220
6.1.3相位角的数字测量 220
6.1.4时间间隔的模拟测量；t/u转换 221
6.2.3通用计数器 222
6.2.2频率比或转速比的数字测量 222
6.2.1频率或脉冲率的数字测量 222
6.2频率测量 222
6.4用多谐振荡器作频率转换器 223
6.2.4两频率或转速之差的数字测量 224
6.2.5频率或脉冲率的模拟测量； f/u转换 224
6.3电压／时间转换器和电压／频率转换器 225
6.3.1 u/t脉冲宽度转换器 226
6.3.2 u/t双积分转换器 228
6.3.3脉冲调宽乘法器 229
6.3.4u/f锯齿波转换器 230
6.3.5电荷守恒法u/f转换器 231
6.3.6电荷守恒法同步u/f转换器 233
6.4.1由R/C电路和比较器组成的多谐振荡器 234
6.4.2由积分放大器和比较器组成的多谐振荡器 235
6.4.3电阻电桥多谐振荡器 237
6.4.4带辅助稳压源的多谐振荡器 238
6.4.5小信号u/f转换器 239
6.5用谐波振荡器作频率转换器 240
6.5.1无阻尼振荡的产生 240
6.5.2 LC振荡器 241
6.5.3 RC振荡器 242
6.5.4谐波振荡器的微分方程 243
6.6输出频率或脉冲率的传感器 244
6.6.1石英振荡器 245
6.6.2振弦频率转换器 250
6.6.3音叉频率转换器 251
6.6.4转速传感器 252
6.6.5涡街流量计 253
附录电流和电压等式的写法 254
参考文献 256