電子測(cè)量技術(shù)（李希文）

第1章 緒論 1

1.1 測(cè)量的基本概念 1

1.1.1 測(cè)量的定義 1

1.1.2 測(cè)量的意義 2

1.1.3 測(cè)量技術(shù) 3

1.2 計(jì)量的基本概念 5

1.2.1 計(jì)量 5

1.2.2 單位和單位制 6

1.2.3 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn) 7

1.2.4 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的傳遞 8

1.3 電子測(cè)量技術(shù)的內(nèi)容、 特點(diǎn)和方法 9

1.3.1 電子測(cè)量 9

1.3.2 電子測(cè)量的內(nèi)容和特點(diǎn) 10

1.3.3 電子測(cè)量的一般方法 12

1.4 電子測(cè)量的基本技術(shù) 14

1.4.1 電子測(cè)量的變換技術(shù) 14

1.4.2 電子測(cè)量的放大技術(shù) 17

1.4.3 電子測(cè)量的比較技術(shù) 17

1.4.4 電子測(cè)量的處理技術(shù) 17

1.4.5 電子測(cè)量的顯示技術(shù) 18

1.5 本課程的任務(wù) 22

思考與練習(xí) 23

第2章 測(cè)量誤差理論與數(shù)據(jù)處理 24

2.1 測(cè)量誤差的基本概念 24

2.1.1 有關(guān)誤差的基本概念 24

2.1.2 測(cè)量誤差的表示方法 25

2.2 測(cè)量誤差的來源與分類 30

2.2.1 測(cè)量誤差的來源 30

2.2.2 測(cè)量誤差的分類 31

2.3 測(cè)量誤差的分析與處理 35

2.3.1 隨機(jī)誤差的分析與處理 35

2.3.2 系統(tǒng)誤差的判斷及消除方法 45

2.3.3 粗大誤差的分析與處理 48

2.4 測(cè)量誤差的合成與分配 50

2.4.1 測(cè)量誤差的合成 50

2.4.2 測(cè)量不確定度及其合成 53

2.4.3 誤差分配及最佳測(cè)量方案 59

2.5 測(cè)量數(shù)據(jù)處理 61

2.5.1 有效數(shù)字的處理 61

2.5.2 測(cè)量結(jié)果的處理 63

2.5.3 最小二乘法與回歸分析 67

思考與練習(xí) 73

附錄 正態(tài)分布在對(duì)稱區(qū)間的積分表 77

第3章 頻率時(shí)間測(cè)量 78

3.1 概述 78

3.1.1 時(shí)間、 頻率的基本概念 78

3.1.2 頻率測(cè)量方法概述 81

3.2 電子計(jì)數(shù)法測(cè)量頻率 82

3.2.1 電子計(jì)數(shù)法測(cè)頻原理 82

3.2.2 誤差分析計(jì)算 84

3.2.3 測(cè)量頻率范圍的擴(kuò)大 86

3.3 電子計(jì)數(shù)法測(cè)量周期 87

3.3.1 電子計(jì)數(shù)法測(cè)量周期的原理 87

3.3.2 誤差分析計(jì)算 88

3.3.3 中界頻率 91

3.4 電子計(jì)數(shù)法測(cè)量時(shí)間間隔 93

3.4.1 時(shí)間間隔測(cè)量原理 93

3.4.2 誤差分析 94

3.5 減小計(jì)數(shù)器±1誤差的方法 95

3.5.1 平均法 95

3.5.2 多周期同步法 96

3.5.3 模擬內(nèi)插法 97

3.6 模擬法測(cè)頻 99

3.6.1 直接法 99

3.6.2 比較法 102

思考與練習(xí) 106

第4章 電壓、 電流測(cè)量 107

4.1 概述 107

4.1.1 電壓測(cè)量的意義和特點(diǎn) 107

4.1.2 電壓測(cè)量的方法和分類 108

4.2 直流電壓的測(cè)量 109

4.2.1 普通直流電壓表 109

4.2.2 直流電子電壓表 111

4.2.3 直流數(shù)字電壓表 112

4.3 交流電壓的測(cè)量 112

4.3.1 表征交流電壓的基本參量 112

4.3.2 交流電壓的測(cè)量方法 115

4.4 分貝的測(cè)量 121

4.4.1 分貝的定義 121

4.4.2 分貝的測(cè)量方法 122

4.5 電壓的數(shù)字化測(cè)量 124

4.5.1 數(shù)字電壓表的組成與分類 124

4.5.2 非積分式DVM 125

4.5.3 積分式DVM 128

4.5.4 DVM主要工作特性 132

4.5.5 數(shù)字多用表技術(shù) 137

4.6 電流的測(cè)量 141

4.6.1 電流表直接測(cè)量法 141

4.6.2 電流- 電壓轉(zhuǎn)換法 142

4.6.3 電流- 頻率轉(zhuǎn)換法 144

4.6.4 電流- 磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換法 145

4.6.5 電流互感器法 146

思考與練習(xí) 147

第5章 示波測(cè)量技術(shù) 150

5.1 概述 150

5.1.1 示波器的分類 151

5.1.2 示波器的主要技術(shù)指標(biāo) 152

5.2 通用示波器 153

5.2.1 陰極射線示波管（CRT） 153

5.2.2 波形顯示的基本原理 157

5.2.3 通用示波器的組成 162

5.2.4 通用示波器的垂直通道 162

5.2.5 通用示波器的水平通道 165

5.2.6 示波器的多波形顯示 171

5.3 高速和取樣示波器 173

5.3.1 高速示波器 174

5.3.2 取樣示波器 174

5.4 記憶示波器與存儲(chǔ)示波器 178

5.4.1 記憶示波器 178

5.4.2 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 180

5.5 示波器的基本測(cè)量技術(shù) 183

5.5.1 示波器的正確使用 183

5.5.2 用示波器測(cè)量電壓 187

5.5.3 周期和時(shí)間測(cè)量 189

5.5.4 信號(hào)相位測(cè)量 191

思考與練習(xí) 192

第6章 測(cè)量用信號(hào)源 196

6.1 信號(hào)源概述 196

6.1.1 信號(hào)源的作用 196

6.1.2 信號(hào)源的分類 196

6.1.3 信號(hào)發(fā)生器的基本組成 197

6.1.4 正弦信號(hào)發(fā)生器的性能指標(biāo) 198

6.2 信號(hào)產(chǎn)生方法及信號(hào)發(fā)生器發(fā)展趨勢(shì) 200

6.2.1 正弦信號(hào)發(fā)生器 200

6.2.2 脈沖信號(hào)發(fā)生器 204

6.2.3 函數(shù)發(fā)生器 206

6.2.4 合成信號(hào)發(fā)生器 211

6.2.5 信號(hào)發(fā)生器的發(fā)展趨勢(shì) 212

6.3 頻率合成技術(shù)及鎖相頻率合成 212

6.3.1 頻率合成的原理 212

6.3.2 頻率合成的分類及特點(diǎn) 213

6.3.3 鎖相頻率合成 214

6.4 直接數(shù)字頻率合成技術(shù) 218

6.4.1 直接數(shù)字頻率合成的基本原理 218

6.4.2 DDS頻率合成信號(hào)源 220

6.5 頻率合成技術(shù)的發(fā)展 222

6.5.1 幾種合成技術(shù)的比較 222

6.5.2 提高頻率分辨力的方法 222

思考與練習(xí) 227

第7章 頻域測(cè)量技術(shù) 230

7.1 信號(hào)頻譜分析及頻譜分析儀 230

7.1.1 信號(hào)頻譜分析 230

7.1.2 頻譜分析儀的種類 231

7.1.3 頻譜分析儀的原理 233

7.1.4 常見頻譜分析儀簡(jiǎn)介 241

7.1.5 頻譜分析儀的技術(shù)指標(biāo) 245

7.1.6 頻譜分析儀的發(fā)展趨勢(shì) 249

7.2 信號(hào)的失真度測(cè)量 249

7.3 線性系統(tǒng)頻率特性的測(cè)量 251

7.3.1 線性系統(tǒng)幅頻特性的測(cè)量 251

7.3.2 掃頻測(cè)量與掃頻源 252

7.3.3 相頻特性的測(cè)量 257

7.4 網(wǎng)絡(luò)分析儀 260

7.4.1 網(wǎng)絡(luò)分析的基本概念 260

7.4.2 網(wǎng)絡(luò)特性的測(cè)量 265

7.4.3 反射參數(shù)的測(cè)量 268

7.4.4 傳輸參數(shù)的測(cè)量 272

7.4.5 S參數(shù)的全面測(cè)量及誤差修正 274

思考與練習(xí) 276

第8章 數(shù)據(jù)域測(cè)試 277

8.1 概述 277

8.1.1 數(shù)據(jù)域測(cè)試的特點(diǎn) 277

8.1.2 數(shù)據(jù)域測(cè)試的重要性 278

8.1.3 數(shù)據(jù)域測(cè)試的基本理論及方法 278

8.2 數(shù)據(jù)域測(cè)試系統(tǒng) 283

8.2.1 系統(tǒng)組成 283

8.2.2 數(shù)字信號(hào)源 285

8.3 邏輯分析儀 286

8.3.1 邏輯分析儀的組成 287

8.3.2 邏輯分析儀的觸發(fā)方式 287

8.3.3 邏輯分析儀的顯示方式 290

8.3.4 邏輯分析儀的應(yīng)用 293

8.3.5 邏輯分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)及發(fā)展趨勢(shì) 298

8.4 數(shù)據(jù)域測(cè)試的應(yīng)用 299

8.4.1 誤碼率測(cè)試 300

8.4.2 嵌入式系統(tǒng)測(cè)試 302

思考與練習(xí) 305

參考文獻(xiàn) 306

本書主要講述了電子測(cè)量的基本概念、電子測(cè)量技術(shù)的基本原理和方法，并對(duì)和電子測(cè)量技術(shù)相關(guān)的常規(guī)儀器，如示波器、信號(hào)源、計(jì)數(shù)器、頻譜分析儀和邏輯分析儀等的工作原理進(jìn)行了比較系統(tǒng)的分析。全書共分8章：第1章緒論；第2章測(cè)量誤差理論與數(shù)據(jù)處理；第3章頻率時(shí)間測(cè)量；第4章電壓、電流測(cè)量；第5章示波測(cè)量技術(shù)；第6章測(cè)量用信號(hào)源； 第7章頻域測(cè)量技術(shù)；第8章數(shù)據(jù)域測(cè)試。 本書編寫力求結(jié)構(gòu)合理，思路清楚，概念清晰，推導(dǎo)嚴(yán)密，深入淺出，通俗易懂；注意各章節(jié)之間、本教材和相關(guān)教材之間知識(shí)體系的銜接和聯(lián)系；充分反映現(xiàn)代電子測(cè)量理論和最新技術(shù)成果；強(qiáng)調(diào)電子測(cè)量的實(shí)用性，理論聯(lián)系實(shí)際

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霍丁格·包爾文(蘇州)電子測(cè)量技術(shù)有限公司

總部：蘇州新區(qū)橫山路106號(hào)2100433B

HBM 在科技創(chuàng)新上有良好的聲譽(yù)。是應(yīng)變計(jì)，傳感器，測(cè)量?jī)x表，信號(hào)處理，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分析和測(cè)量軟件方面的無可爭(zhēng)辯的技術(shù)領(lǐng)先者

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霍丁格·包爾文（蘇州）電子測(cè)量技術(shù)有限公司汽車工業(yè)

在汽車工業(yè)的測(cè)試和測(cè)量中，令人信服的測(cè)量結(jié)果是必不可少的. 如果你在汽車測(cè)量應(yīng)用中，有以下需求，你可能需要更深入了解 HBM。在汽車測(cè)試中，HBM 可以為您提供從應(yīng)變計(jì)，傳感器和數(shù)據(jù)采集儀表，軟件一整套的測(cè)量平臺(tái)。

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霍丁格·包爾文（蘇州）電子測(cè)量技術(shù)有限公司航空航天

HBM在航空測(cè)試領(lǐng)域設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),全球領(lǐng)先的飛機(jī)公司正在將 HBM 和 MGCplus 作為測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái).

單一的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試平臺(tái), 和高精度測(cè)量

數(shù)據(jù)質(zhì)量和安全性

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實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)恐

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在列車運(yùn)行過程中進(jìn)行移動(dòng)數(shù)據(jù)采集

在測(cè)試臺(tái)上進(jìn)行車身測(cè)量

對(duì)軌道上進(jìn)行測(cè)量

靈活的測(cè)量系統(tǒng) 可以進(jìn)行多通道的同步數(shù)據(jù)采集和分析. 載波頻率可以在電磁干擾環(huán)境中進(jìn)行 高精度的數(shù)據(jù)采集.

零部件測(cè)試臺(tái)：其必須滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。典型的應(yīng)用時(shí)強(qiáng)度測(cè)試, 駕駛測(cè)試和剎車測(cè)試. 可靠的測(cè) 量技術(shù)能夠保證更高的安全性以及測(cè)量結(jié)果的可追溯性.

負(fù)載和零部件負(fù)載測(cè)量

輪軸，轉(zhuǎn)向架，牽引設(shè)備等結(jié)構(gòu)耐久性測(cè)試

軌道車輛的實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度認(rèn)證

振動(dòng)分析

零部件及場(chǎng)測(cè)量

零部件振動(dòng)影響

霍丁格·包爾文（蘇州）電子測(cè)量技術(shù)有限公司能源工業(yè)

隨著全球能源需求的持續(xù)增長(zhǎng)，確保產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的安全性，包括功能，以及性能的提高變得越 來越重要。HBM 可以為多種可再生能源工業(yè)提供用于結(jié)構(gòu)分析，提高性能的產(chǎn)品，包括核能，風(fēng) 能以及天然氣等。無論是陸地還是海上應(yīng)用， HBM 都是你理想的合作伙伴。