第1章 概论 1
1.1 电气测试概述 1
1.1.1 测试的任务和作用 1
1.1.2 测试技术研究的内容 1
1.2 电气测试系统的组成 2
1.2.1 传感器 3
1.2.2 信号调理器 3
1.2.3 终端输出器 3
1.3 电气测试信号的描述 3
1.3.1 信号的分类和描述 4
1.3.2 周期信号的频谱 8
1.3.3 非周期信号的频谱 9
1.3.4 傅里叶变换的常用性质 10
1.3.5 几种典型信号的频谱 11
1.4 电气测试技术的发展 13
1.4.1 DPS应用技术 13
1.4.2 高精度A/D转换技术 14
1.4.3 传感器自评估技术 15
1.4.4 多传感器数据融合技术 16
1.4.5 动态误差修正技术 16
习题与思考 18
第2章 电气测试基础知识 19
2.1 电磁量测试基础 19
2.1.1 测试标准 19
2.1.2 测量方法 20
2.1.3 测量结果的表示 21
2.1.4 电学量和电学基准 22
2.2 非电量测试基础 25
2.2.1 传感器的静态特性 25
2.2.2 传感器的动态特性 27
2.2.3 传感器的标定与校准 31
2.3 测量误差分析 32
2.3.1 测量误差的概念和分类 32
2.3.2 测量误差的表示方法 36
2.3.3 测量不确定度 37
习题与思考 41
第3章 温度检测 42
3.1 温标及测温方法 42
3.1.1 温标 42
3.1.2 常用测温方法 43
3.2 膨胀式温度计 44
3.2.1 双金属温度计 44
3.2.2 压力式温度计 45
3.3 电阻式温度传感器 47
3.3.1 金属热电阻传感器 47
3.3.2 热敏电阻 49
3.4 热电偶 52
3.4.1 热电偶的工作原理 52
3.4.2 热电偶的基本定律 55
3.4.3 热电偶的冷端温度补偿 56
3.5 光纤温度传感器 57
3.5.1 功能型光纤温度传感器 57
3.5.2 传输型光纤温度传感器 60
3.6 红外温度传感器 61
3.6.1 红外测温的原理 61
3.6.2 红外测温的特点 62
3.6.3 常见红外温度传感器 63
3.7 温度传感器的应用 64
3.7.1 浴池水温控制器 64
3.7.2 压电晶体极化温度控制器 65
3.7.3 无触点恒温控制器 65
习题与思考 66
第4章 压力检测 68
4.1 压力的概念及测量方法 68
4.1.1 压力的概念 68
4.1.2 压力测量方法 69
4.2 应变式压力传感器 70
4.2.1 电阻应变效应 70
4.2.2 电阻应变片 71
4.2.3 电阻应变片的粘贴及温度补偿 72
4.2.4 转换电路 73
4.2.5 应变式压力传感器 75
4.3 压电式压力传感器 77
4.3.1 压电效应 77
4.3.2 压电式压力传感器等效电路和测量电路 81
4.3.3 压电式压力传感器的应用 83
4.4 电容式压力传感器 84
4.4.1 电容式压力传感器的工作原理及特性 84
4.4.2 变极距型电容式压力传感器 84
4.4.3 变面积型电容式压力传感器 85
4.4.4 变介电常数型电容式压力传感器 87
4.4.5 电容式压力传感器的应用 88
4.5 霍尔式压力传感器 91
4.5.1 霍尔效应 91
4.5.2 霍尔式压力传感器工作原理 91
4.5.3 霍尔式压力传感器的应用 92
4.6 电子秤 93
4.6.1 电子秤的工作原理 93
4.6.2 称重传感器的工作原理 94
6.6.3 电子秤的应用 94
4.7 压力传感器的应用 95
习题与思考 96
第5章 机械位移检测 97
5.1 电容式位移传感器 97
5.2 电感式位移传感器 100
5.3 差动变压器式位移传感器 102
5.4 光栅位移传感器 103
5.4.1 光栅位移传感器 103
5.4.2 感应同步器 104
5.4.3 角数字编码器 106
5.5 位移传感器的应用 108
习题与思考 110
第6章 速度、加速度、振动检测 111
6.1 速度传感器 111
6.1.1 模拟式转速传感器 111
6.1.2 计数式转速传感器 113
6.2 加速度传感器 116
6.2.1 电容式加速度传感器 116
6.2.2 差动变压器式加速度传感器 116
6.2.3 电阻式加速度传感器 117
6.2.4 霍尔式加速度传感器 117
6.2.5 压电式加速度传感器 118
6.3 振动检测传感器 119
6.3.1 机械振动测试系统的构成 119
6.3.2 单自由度系统的受迫振动 120
6.3.3 由系统的基础运动引起的受迫振动 121
6.3.4 电感式振动传感器 122
6.3.5 电阻式振动传感器 123
6.4 速度、加速度、振动传感器的应用 123
习题与思考 125
第7章 电压与电流检测 126
7.1 电压与电流测量基本原理 126
7.1.1 直接测量法 126
7.1.2 间接测量法 129
7.2 几种常用的直读式测量仪表 130
7.2.1 磁电系仪表 130
7.2.2 电磁系仪表 134
7.2.3 电动系仪表 136
7.3 电压互感器和电流互感器 138
7.3.1 电压互感器 138
7.3.2 电流互感器 140
7.3.3 电子式互感器 142
7.4 电压与电流检测技术的应用 147
习题与思考 149
第8章 时间与频率检测 150
8.1 概述 150
8.1.1 时间与频率的基本概念 150
8.1.2 时间与频率标准 151
8.2 频率的频率响应法测量 152
8.2.1 谐振法测量频率 152
8.2.2 电桥法测量频率 153
8.3 时间和频率的数字化测量 154
8.3.1 电子计数器的工作原理 154
8.3.2 频率和频率比的测量 155
8.3.3 时间和时间间隔的测量 156
8.4 电子计数器的误差 158
8.4.1 电子计数器误差的来源 159
8.4.2 测量频率的误差 160
8.4.3 测量周期的误差 161
习题与思考 161
第9章 电功率和功率因数检测 163
9.1 概述 163
9.1.1 电功率的基本概念 163
9.1.2 交流电路的功率因数 164
9.1.3 功率和功率因数的测量方法 165
9.2 单相功率的检测 165
9.2.1 间接法测量 165
9.2.2 直接法测量 166
9.3 三相功率的检测 167
9.3.1 间接法测量 167
9.3.2 用单相功率表测有功功率 169
9.3.3 用单相功率表测无功功率 170
9.4 功率因数的检测 172
9.4.1 直接测量法 172
9.4.2 间接测量法 172
9.5 电功率和功率因数检测技术的应用 173
习题与思考 175
第10章 磁学量检测 177
10.1 概述 177
10.1.1 概述 177
10.1.2 磁学基础 178
10.1.3 磁性材料及磁场分类 184
10.1.4 磁学量的测量方法 185
10.1.5 常用测量仪器仪表 186
10.2 磁场测量技术 186
10.2.1 磁感应法 186
10.2.2 霍尔效应法 187
10.2.3 磁通门法 188
10.2.4 其他磁测量法 189
10.3 磁性材料测量 191
10.3.1 磁性材料测量的意义 191
10.3.2 磁性材料特性及其测量特点 191
10.3.3 退磁 192
10.3.4 磁性材料静态特性测量 193
10.3.5 磁性材料动态特性测量 196
10.3.6 磁性材料特性测量电路的发展 198
10.4 磁传感器 199
10.4.1 霍尔元件 199
10.4.2 半导体霍尔元件 200
10.4.3 霍尔元件的应用 201
习题与思考 204
第11章 现代传感器 205
11.1 智能传感器 205
11.1.1 智能传感器的功能 205
11.1.2 智能传感器的结构与设计 206
11.1.3 智能传感器的实现 207
11.1.4 智能传感器的应用 208
11.2 微传感器 210
11.2.1 MEMS与微加工 210
11.2.2 微传感器的概述 211
11.2.3 压阻式微传感器 212
11.2.4 电容式微传感器 214
11.2.5 电感式微传感器 216
11.2.6 热敏电阻式微传感器 217
11.3 网络传感器 217
11.3.1 网络传感器的概念及特点 217
11.3.2 网络传感器的类型 218
11.3.3 基于IEEE1451标准的网络传感器 219
11.3.4 网络传感器测控系统的体系结构 222
11.3.5 网络传感器的应用前景 223
习题与思考 224
第12章 电气测量抗干扰技术 225
12.1 常见干扰源分析 225
12.1.1 干扰的定义、类型及来源 225
12.1.2 干扰信号的耦合方式 226
12.2 常用的抑制干扰技术 227
12.2.1 差模干扰及抑制技术 228
12.2.2 共模干扰及抑制技术 229
12.2.3 电源引入干扰的抑制 233
12.2.4 其他抑制干扰的措施 235
12.3 电磁兼容 235
12.3.1 电磁兼容含义 235
12.3.2 电磁兼容设计 236
12.3.3 电磁干扰滤波器 246
12.4 电气测量抗干扰技术的应用 249
习题与思考 252
参考文献 253