測量系統套用與設計

《測量系統套用與設計》是 2007年電子工業出版社 出版的圖書。本書可作為高等院校儀器、測控、機械、自動化等專業測試技術課程的教科書，也可作為相關工程技術人員的參考書。

基本介紹

• 書名：測量系統套用與設計
• 頁數： 800頁
• 出版社：電子工業出版社
• 開本：16開

圖書信息

第1版 (2007年7月1日)

ISBN: 9787121046124

條形碼: 9787121046124

尺寸: 25.8 x 18.4 x 3.4 cm

重量: 1.2 Kg

內容簡介

本書是美國大學測試技術設計與套用的經典教科書。全書共分三部分：第1部分講解測試技術的原理概念；第2部分介紹各種測量儀器；第3部分論述有關測試數據的處理、傳輸和記錄，以及MATLAB和SIMULINK計算機分析軟體以及DASYLab實驗室模擬軟體在測試技術中的套用。全書內容豐富，並提供有眾多的參考文獻和網頁，能使讀者得到超出本書範圍以外的廣大資源。

目錄

第1章 不同種類的測量儀器套用

1.1 為什麼要研究測量系統

1.2 測量套用分類

1.3 計算機輔助機器和過程

1.4 結論

習題

參考文獻

第2章 測量儀器的廣義化結構和功能描述

2.1 儀器的功能元件

2.2 有源感測器和無源感測器

2.3 模擬和數字工作方式

2.4 歸零法和偏移法

2.5 儀器和測量系統的輸入-輸出結構

干擾輸入和修正輸入的校正方法

2.6 結束語

習題

第3章 儀器的廣義化性能特徵

3.1 序言

3.2 靜特性和靜態標定

靜態標定的意義

被測值與真值的關係

基本統計學知識

最小二乘標定曲線

標定精確度與安裝精確度的關係

在總的系統精確度計算中組合元件誤差

用實驗試驗來驗證理論

測量誤差對製造中質量控制決策的影響

靜態靈敏度

計算機輔助標定和測量：多次回歸

線性

閾值、噪聲底限、解析度、遲滯和死區

刻度可讀性

跨度

廣義靜態剛度和輸入阻抗：負載效應

關於靜特性的結束語

3.3 動特性

測量系統的廣義數學模型

動態回響分析的數字仿真方法

運算元傳遞函式

正弦傳遞函式

零階儀器

一階儀器

一階儀器的階躍回響

一階儀器的斜坡回響

一階儀器的頻率回響

一階儀器的脈衝回響

二階儀器

二階儀器的階躍回響

二階儀器的有限斜坡回響

二階儀器的斜坡回響

二階系統的頻率回響

二階儀器的脈衝回響

空載時間元件

頻率回響曲線的對數坐標圖

一般形式的儀器對周期輸入的回響

一般形式的儀器對瞬態輸入的的回響

幅值調製信號的頻譜

隨機信號的特性

保證精確測量而對儀器傳遞函式提出的要求

使用計算機仿真選擇感測器

動態數據的數字修正

測量系統參數的實驗確定

動態條件下的負載效應

習題

參考文獻

第2部分 測量裝置

第4章 運動和尺寸的測量

4.1 概述

4.2 基本標準

4.3 相對位移：平動和轉動

標定

電阻式電位計

電阻應變片

差動變壓器

同步器和分解器

可變電感式和可變磁阻式感測器

渦流非接觸式感測器

電容感測器

壓電感測器

光電裝置

照相成像技術和電子成像技術

光彈性、脆性塗層及莫爾條紋應力分析技術

位移-壓力（噴嘴擋板）感測器

數字式位移感測器（平動式編碼器和旋轉式編碼器）

超音波感測器

4.4 相對速度的測量——平動和轉動

標定

採用位移電壓信號的電微分得到速度

從測量的 和 得到平均速度

飛球（離心）機械角速度感測器

機械轉數計數器和計時器

轉速計編碼器方法

基於雷射的方法

雷達（微波）速度感測器

頻閃法

平動速度感測器（動圈式感測器和動鐵式感測器）

測量轉速的直流測速計發電機

測量轉速的交流測速計發電機

渦流托杯式測速計

4.5 相對加速度測量

4.6 地震式（絕對）位移感測器

4.7 地震式（絕對式）速度感測器

4.8 地震式（絕對式）加速度感測器（加速度計）

偏轉型加速度計

零位平衡（伺服）式加速度計

用於慣性導航的加速度計

加速度計對試驗物體的機械負載

雷射都卜勒振動計

4.9 振動感測器的標定

4.10 衝擊感測器

4.11 擺式（重力參考式）角位移感測器

4.12 陀螺儀（絕對式）角位移和速度感測器

4.13 坐標測量機

4.14 表面光潔度測量

4.15 機器視覺

4.16 全球定位系統（GPS）

習題

參考文獻

第5章 力、力矩和軸功率的測量

5.1 標準和標定

5.2 測力基本方法

5.3 彈性力感測器的特性

貼上式應變片感測器

差動變壓器式感測器

壓電感測器

可變磁阻/調頻振盪器數字系統

負載效應

5.4 矢量力和力矩分解為直角分量

5.5 轉軸力矩測量

5.6 軸功率的測量（測功計）

5.7 陀螺力和陀螺力矩測量

5.8 振弦力感測器

習題

參考文獻

第6章 壓力和聲的測量

6.1 標準和標定

6.2 壓力測量的基本方法

6.3 靜重壓力計和流體壓力計

流體壓力計的動態特性

6.4 彈性感測器

6.5 振動缸和其他諧振感測器

6.6 體積和連線管的動態效應

液體系統，強阻尼，慢作用

液體系統，適度阻尼，快作用

管體積為室體積一小部分的氣體系統

管體積與室體積具有可比性的氣體系統

無限長管線壓力探頭

結論

6.7 壓力測量系統的動態試驗

6.8 高壓測量

6.9 低壓（真空）測量

膜片壓力計

麥克勞壓力計

努森壓力計

動量傳遞（粘度）壓力計

熱導率壓力計

電離壓力計

雙壓力計技術

6.10 聲測量

聲級計

麥克風

電容麥克風的壓力回響

聲強

聲發射

6.11 壓力信號多路復用系統

6.12 其他專題

壓力分布

壓力計和感測器的過壓保護

習題

參考文獻

第7章 流量測量

7.1 局部流速的大小和方向

流體可視化

用皮托靜壓管測量的速度值

用偏航管、迴轉葉片和伺服球測量的速度方向

動態風矢量指示儀

熱線和熱膜風速計

熱膜衝擊管速度感測器

雷射都卜勒風速計（LDA）

7.2 總體積流率

標定和標準

定面積、變壓降儀表（“阻塞”式儀表）

平均皮托管

恆壓降、變面積儀表（轉子流量計）

渦輪流量計

容積式流量計

計量泵

電磁流量計

阻力流量計

超音波流量計

渦街流量計

其他主題

7.3 總質量流率

體積流量計加密度測量

直接質量流量計

習題

參考文獻

第8章 溫度和熱流測量

8.1 標準與標定

8.2 熱膨脹法

雙金屬溫度計

液體玻璃溫度計

壓力溫度計

8.3 熱電感測器（熱電偶）

普通熱電偶

參考結的考慮

特殊材料、結構和技術

8.4 電阻感測器

導電感測器（電阻溫度計）

體半導體感測器（熱敏電阻器）

8.5 結半導體感測器

8.6 數字溫度計

8.7 輻射法

輻射原理基礎

輻射探測器：熱型和光子型

非斬波（直流）寬頻輻射溫度計

斬波（交流）寬頻輻射溫度計

斬波（交流）選帶（光子）輻射溫度計

自動零平衡輻射溫度計

單色亮度輻射溫度計（光學高溫計）

二色輻射溫度計

頂端黑體光纖輻射溫度計

螢光光學溫度測量

紅外成像系統

8.8 流動流體溫度測量問題

傳導誤差

輻射誤差

速度效應

8.9 溫度感測器的動態回響

溫度感測器的動態補償

8.10 熱通量感測器

嵌塊式（熱量計）感測器

穩態或漸近線式感測器（高爾登應變片）

套用方面的考慮

習題

參考文獻

第9章 其他量的測量

9.1 時間、頻率和相角的測量

9.2 液位

9.3 濕度

9.4 化學成分

9.5 電流和功率測量

9.6 套用“觀測器”測量一個物理系統中難接近的變數

9.7 感測器融合（互補濾波）

絕對角度測量

習題

參考文獻

第3部分 數據的處理、傳輸和記錄

第10章 處理、計算和補償裝置

10.1 電橋電路

10.2 放大器

運算放大器

儀器放大器

互導放大器和互阻抗放大器

噪聲問題、禁止和接地

斬波放大器、斬波器穩定放大器和載波放大器

電荷放大器和阻抗轉換器

結束語

10.3 濾波器

低通濾波器

高通濾波器

帶通濾波器

帶阻濾波器

數字濾波器

用於海洋學感測器的液壓帶通濾波器

用於加速度計的機械濾波器

統計平均濾波

10.4 積分和微分

積分

微分

10.5 動態補償

10.6 定位系統

10.7 加減運算

10.8 乘除運算

10.9 函式的生成和線性化

10.10 幅值調製和解調

10.11 電壓-頻率轉換器和頻率-電壓轉換器

10.12 模-數轉換器和數-模轉換器；採樣/保持放大器

10.13 信號和系統分析器（頻譜分析器）

習題

參考文獻

第11章 數據傳輸與儀器連線

11.1 模擬電壓和電流信號的電纜傳輸

11.2 數字數據的電纜傳輸

11.3 光纖數據傳輸

11.4 無線電遙測技術

11.5 氣動傳輸

11.6 同步位置轉發器系統

11.7 滑環和旋轉變壓器

11.8 儀器連線

11.9 利用延時回放技術的數據存儲（數據傳輸的另一種方法）

習題

參考文獻

第12章 電壓指示記錄設備

12.1 標準和標定

12.2 模擬電壓表和電位計

12.3 數字電壓表和萬用表

12.4 機電伺服類XT記錄儀和XY記錄儀

12.5 熱陣式記錄儀和數據採集系統

12.6 模擬和數字陰極射線示波器/顯示器和液晶平板顯示器

12.7 虛擬儀器

12.8 磁帶和磁碟記錄器/復現器

參考文獻

第13章 PC機用數據採集系統

13.1 數據採集卡的基本特點

13.2 數據採集處理軟體DASYLab

DASYLab功能模組

功能模組的列表和簡單說明

13.3 DASYLab仿真例一

模擬感測器信號並記錄信號對時間的關係

在選定的時間點停止實驗

圖表記錄器選項

生成表格或列表

模擬和數字儀表

一些簡單的數據處理操作

積分和微分

13.4 DASYLab仿真例二

運行演示

13.5 DASYLab仿真例三

運行示例

13.6 一個使用DASYLab的簡單實際實驗

第14章 用於微納米技術的測量系統

14.1 微尺度感測器

14.2 微運動定位系統

14.3 顆粒儀器和淨室技術

14.4 真空過程中的分壓測量

14.5 晶片傳送器用磁懸浮系統

14.6 掃描探針顯微鏡

參考文獻