電子測量技術基礎

內(nèi)容概要

　　本書重點講述了電子測量的基本概念，主要物理量(電壓、頻率、時間、相位)、元件參數(shù)、阻抗、噪聲等的基本測量原理、測量方法及常規(guī)儀器(示波器、信號源、計數(shù)器等)的工作原理和操作使用，并對數(shù)據(jù)域測量、智能測量系統(tǒng)、虛擬儀器這些體現(xiàn)現(xiàn)代高科技的測量技術與儀器在本書的最后一章作了適度的介紹。
　　本書編寫思路清晰，概念和原理講述透徹，深入淺出，通俗易懂，方法明了實用，必要的數(shù)學推導簡明扼要，結論明確醒目。各章末配有小結與難度適中的習題，書末配有部分習題的參考答案。
　　本書既可作為高等工業(yè)院校測控技術與儀器、通信工程、電子信息工程、探測制導與控制技術、智能科學與技術等專業(yè)學生的教學用書，也可作為從事電類專業(yè)的工程技術人員的參考書。

書籍目錄

第1章　電子測量的基本概念
　1.1　測量與電子測量
　1.1.1　測量
　1.1.2　電子測量
　1.2　電子測量的內(nèi)容和特點
　1.2.1　電子測量的內(nèi)容
　1.2.2　電子測量的特點
　1.3　電子測量方法的分類
　1.4　電子測量儀器的功能、分類和主要性能指標
　1.4.1　測量儀器的功能
　1.4.2　測量儀器的分類
　1.4.3　測量儀器的主要性能指標
　1.5　計量的基本概念
　1.5.1　計量
　1.5.2　單位制
　1.5.3　計量基準
　1.5.4　量值的傳遞與跟蹤，檢定與比對
　小結
　習題1
第2章　測量誤差和測量結果處理
　2.1　誤差
　2.1.1　誤差的概念
　2.1.2　誤差的表示方法
　2.1.3　容許誤差
　2.2　測量誤差的來源
　2.2.1　儀器誤差
　2.2.2　使用誤差
　2.2.3　人身誤差
　2.2.4　影響誤差
　2.2.5　方法誤差
　2.3　誤差的分類
　2.3.1　系統(tǒng)誤差
　2.3.2　隨機誤差
　2.3.3　粗大誤差
　2.4　隨機誤差分析
　2.4.1　測量值的數(shù)學期望和標準差
　2.4.2　隨機誤差的正態(tài)分布
　2.4.3　有限次測量下測量結果的表達
　2.5　系統(tǒng)誤差分析
　2.5.1　系統(tǒng)誤差的特性
　2.5.2　系統(tǒng)誤差的判斷
　2.5.3　消除系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的根源
　2.5.4　削弱系統(tǒng)誤差的典型測量技術
　2.5.5　消除或削弱系統(tǒng)誤差的其他方法
　2.6　系統(tǒng)誤差的合成
　2.6.1　誤差的綜合
　2.6.2　常用函數(shù)的合成誤差
　2.6.3　系統(tǒng)不確定度
　2.7　測量數(shù)據(jù)的處理
　2.7.1　有效數(shù)字的處理
　2.7.2　等精度測量結果的處理
　小結?
　習題2
第3章　信號發(fā)生器
　3.1　信號發(fā)生器概述
　3.1.1　信號發(fā)生器的用途
　3.1.2　信號發(fā)生器的分類
　3.1.3　信號發(fā)生器的基本構成
　3.1.4　信號發(fā)生器的發(fā)展趨勢
　3.2　正弦信號發(fā)生器的性能指標
　3.2.1　頻率范圍
　3.2.2　頻率準確度
　3.2.3　頻率穩(wěn)定度
　3.2.4　由溫度、電源、負載變化引起的頻率變動量
　3.2.5　非線性失真系數(shù)（失真度）
　3.2.6　輸出阻抗
　3.2.7　輸出電平
　3.2.8　調制特性
　3.3　低頻、超低頻信號發(fā)生器
　3.3.1　低頻信號發(fā)生器
　3.3.2　超低頻信號發(fā)生器
　3.3.3　低頻信號發(fā)生器的發(fā)展現(xiàn)狀
　3.4　射頻信號發(fā)生器
　3.4.1　調諧信號發(fā)生器
　3.4.2　鎖相信號發(fā)生器
　3.4.3　合成信號發(fā)生器
　3.4.4　射頻信號發(fā)生器代表性產(chǎn)品性能介紹
　3.5　掃頻信號發(fā)生器
　3.5.1　線性電路幅頻特性的測量
　3.5.2　掃頻儀的基本構成
　3.5.3　BT-3型掃頻儀
　3.6　脈沖信號發(fā)生器
　3.6.1　脈沖信號
　3.6.2　脈沖信號發(fā)生器的分類
　3.6.3　脈沖信號發(fā)生器的結構
　3.6.4　脈沖信號源的應用
　3.7　噪聲信號發(fā)生器
　3.7.1　噪聲源
　3.7.2　變換器
　3.7.3　輸出衰減器
　小結
　習題3
第4章　電子示波器
　4.1　概述
　4.2　示波管
　4.2.1　電子槍
　4.2.2　偏轉系統(tǒng)
　4.2.3　熒光屏
　4.3　電子示波器的結構框圖與性能
　4.3.1　電子示波器的結構框圖
　4.3.2　示波器的主要性能指標
　4.4　電子示波器的Y、X通道及校正器
　4.4.1　垂直偏轉通道（Y通道）
　4.4.2　水平偏轉通道（X通道）
　4.4.3　校正器
　4.5　雙蹤和雙線示波器
　4.5.1　雙蹤示波器
　4.5.2　雙線示波器
　4.5.3　SR-8型雙蹤示波器
　4.6　高速和取樣示波器
　4.6.1　高速示波器
　4.6.2　取樣示波器
　4.7　記憶示波器與存儲示波器
　4.7.1　記憶示波器
　4.7.2　數(shù)字存儲示波器
　4.8　數(shù)字化波形處理系統(tǒng)簡介
　小結
　習題4
第5章　頻率時間測量
　5.1　概述
　5.1.1　時間、頻率的基本概念
　5.1.2　頻率測量方法概述
　5.2　電子計數(shù)法測量頻率
　5.2.1　電子計數(shù)法測頻原理
　5.2.2　誤差分析計算
　5.2.3　測量頻率范圍的擴大
　5.3　電子計數(shù)法測量周期
　5.3.1　電子計數(shù)法測量周期的原理
　5.3.2　電子計數(shù)器測量周期的誤差分析
　5.3.3　中介頻率
　5.4　電子計數(shù)法測量時間間隔
　5.4.1　時間間隔測量原理
　5.4.2　誤差分析
　5.5　典型通用電子計數(shù)器E-312
　5.5.1　E-312型電子計數(shù)式頻率計的主要技術指標
　5.5.2　E-312型電子計數(shù)式頻率計的原理
　5.5.3　應用E-312進行測量
　5.5.4　計數(shù)器的發(fā)展動態(tài)
　5.6　測量頻率的其他方法
　5.6.1　直讀法測頻
　5.6.2　比較法測頻
　小結
　習題5
第6章　相位差測量
　6.1　概述
　6.2　用示波器測量相位差
　6.2.1　直接比較法
　6.2.2　橢圓法
　6.3　相位差轉換為時間間隔進行測量
　6.3.1　模擬式直讀相位計
　6.3.2　數(shù)字式相位計
　6.4　相位差轉換為電壓進行測量
　6.4.1　差接式相位檢波電路
　6.4.2　平衡式相位檢波電路
　6.5　零示法測量相位差
　6.6　測量范圍的擴展
　小結
　習題6
第7章　電壓測量
　7.1　概述
　7.1.1　電壓測量的重要性
　7.1.2　電壓測量的特點
　7.1.3　電壓測量儀器的分類
　7.2　模擬式直流電壓測量
　7.2.1　動圈式電壓表
　7.2.2　電子電壓表
　7.3　交流電壓的表征和測量方法
　7.3.1　交流電壓的表征
　7.3.2　交流電壓的測量方法
　7.4　低頻交流電壓測量
　7.4.1　均值電壓表
　7.4.2　波形換算
　7.4.3　均值檢波器誤差
　7.4.4　有效值檢波器
　7.4.5　分貝值的測量
　7.5　高頻交流電壓測量
　7.5.1　峰值檢波器
　7.5.2　誤差分析
　7.5.3　波形換算
　7.6　脈沖電壓測量
　7.6.1　用示波器測量脈沖電壓
　7.6.2　用脈沖電壓表測量脈沖電壓
　7.7　電壓的數(shù)字式測量
　7.7.1　概述
　7.7.2　數(shù)字式電壓表（DVM）的組成原理
　7.7.3　DVM的主要類型
　7.7.4　逐次比較型DVM
　7.7.5　雙積分型DVM
　7.7.6　DVM的技術指標
　小結
　習題7
第8章　阻抗測量
　8.1　概述
　8.1.1　阻抗的定義及其表示方法
　8.1.2　電阻器、電感器和電容器的電路模型
　8.2　電橋法測量阻抗
　8.2.1　電橋平衡條件
　8.2.2　交流電橋的收斂性
　8.2.3　電橋電路
　8.2.4　電橋的電源和指示器
　8.2.5　電橋的屏蔽和防護
　8.3　諧振法測量阻抗
　8.3.1　諧振法測量阻抗的原理
　8.3.2　Q表的原理
　8.3.3　元件參數(shù)的測量
　8.3.4　數(shù)字式Q表的原理
　8.4　利用變換器測量阻抗
　8.4.1　電阻-電壓變換器法
　8.4.2　阻抗-電壓變換器法
　小結
　習題8
第9章　噪聲測量
　9.1　概述
　9.2　噪聲的統(tǒng)計特性及其測量
　9.2.1　噪聲的統(tǒng)計特性
　9.2.2　噪聲特性的測量
　9.3　器件的噪聲參數(shù)及其測量
　9.3.1　等效輸入噪聲電壓及其測量
　9.3.2　等效噪聲電阻及其測量
　9.3.3　等效噪聲帶寬及其測量
　9.3.4　噪聲系數(shù)及其測量
　9.3.5　等效噪聲溫度
　9.3.6　放大器的噪聲等效電路
　小結
　習題9
第10章　數(shù)據(jù)域測量
　10.1　數(shù)據(jù)域測量的基本概念
　10.1.1　數(shù)字域測量的特點
　10.1.2　數(shù)字信號的特點
　10.2　數(shù)據(jù)域測量技術
　10.2.1　簡單邏輯電路的簡易測試
　10.2.2　窮舉測試和隨機測試
　10.2.3　數(shù)據(jù)域測量技術
　10.3　邏輯分析儀
　10.3.1　邏輯分析儀的組成
　10.3.2　邏輯分析儀的觸發(fā)方式
　10.3.3　邏輯分析儀的顯示方式
　10.3.4　邏輯分析儀的應用
　10.3.5　邏輯分析儀的發(fā)展概況
　10.4　測量新技術簡介
　10.4.1　矢量網(wǎng)絡分析測試技術
　10.4.2　調制域測試技術
　10.4.3　VXI總線技術
　10.4.4　智能儀器
　10.4.5　虛擬儀器
　小結
　習題10
部分習題參考答案
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　電子測量的基本概念　　1.1　測量與電子測量　　1.1.1　測量　　測量是通過實驗方法對客觀事物取得定量信息即數(shù)量概念的過程。人們通過對客觀事物的大量觀察和測量形成定性和定量的認識，歸納、建立起各種定理和定律，而后又通過測量來驗證這些認識、定理和定律是否符合實際情況，經(jīng)過如此反復實踐，逐步認識事物的客觀規(guī)律，并用以解釋和改造世界。因此可以說，測量是人類認識和改造世界的一種不可或缺的手段。俄國科學家門捷列夫在論述測量的意義時曾說過：“沒有測量，就沒有科學”，“測量是認識自然界的主要工具”。英國科學家?guī)炜艘舱J為：“測量是技術生命的神經(jīng)系統(tǒng)”。這些話都極為精辟地闡明了測量的重要意義。歷史事實也已證明：科學的進步，生產(chǎn)的發(fā)展，與測量理論、技術、手段的發(fā)展和進步是相互依賴、相互促進的。測量技術水平是一個歷史時期、一個國家的科學技術水平的一面“鏡子”?！　≌缣貭柭淌谒f：“科學和技術的發(fā)展是與測量技藝并行進步、相互匹配的。事實上，可以說，評價一個國家的科技狀態(tài)，最快捷的辦法就是去審視那里所進行的測量以及由測量所累積的數(shù)據(jù)是如何被利用的?！薄　?.1.2　電子測量　　電子測量是泛指以電子技術為基本手段的一種測量技術。它是測量學和電子學相互結合的產(chǎn)物。電子測量除具體運用電子科學的原理、方法和設備對各種電量、電信號及電路元器件的特性和參數(shù)進行測量外，還可通過各種敏感器件和傳感裝置對非電量進行測量，這種測量方法往往更加方便、快捷、準確，有時是用其他測量方法所不能替代的。因此，電子測量不僅用于電學各專業(yè)，也廣泛用于物理學、化學、光學、機械學、材料學、生物學、醫(yī)學等科學領域及生產(chǎn)、國防、交通、通信、商業(yè)貿(mào)易、生態(tài)環(huán)境保護乃至日常生活的各個方面。近幾十年來計算技術和微電子技術的迅猛發(fā)展為電子測量和測量儀器增添了巨大活力。電子計算機尤其是微型計算機與電子測量儀器相結合，構成了一代嶄新的儀器和測試系統(tǒng)，即人們通常所說的“智能儀器”和“自動測試系統(tǒng)”，它們能夠對若干電參數(shù)進行自動測量、自動量程選擇、數(shù)據(jù)記錄和處理、數(shù)據(jù)傳輸、誤差修正、自檢自校、故障診斷及在線測試等，不僅改變了若干傳統(tǒng)測量的概念，更對整個電子技術和其他科學技術產(chǎn)生了巨大的推動作用?，F(xiàn)在，電子測量技術（包括測量理論、測量方法、測量儀器裝置等）已成為電子科學領域重要且發(fā)展迅速的分支學科。

編輯推薦

　　為適應新形勢下的教學急需，編者修編了西安電子科技大學出版社出版的《電子測量技術基礎》一書?！　∪珪篌w上保留第一版教材的結構體系與風格。對測量原理、基本概念的講解，仍把握由淺入深、通俗易懂的原則；對測量方法的講述，仍注重歸納、比較，盡可能做到簡明、實用；對測量儀器儀表，仍講清其工作原理框圖，不過多涉及單元內(nèi)部具體電路，選用常規(guī)、典型型號，講清操作、使用方法；對誤差分析，仍多作定性說明(物理概念解釋)，必要的數(shù)學定量推導盡量簡明扼要，思路清晰，結論明確醒目，便于讀者掌握。本次修訂在各章后仍配有簡明小結與難度適中的習題，補充、更新了少量習題，書末給出了部分習題的參考答案。

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