第1章 測(cè)量和測(cè)量系統(tǒng)基礎(chǔ) 1
1.1 測(cè)量及測(cè)量方法 1
1.1.1 直接測(cè)量法 3
1.1.2 間接測(cè)量法 4
1.1.3 組合測(cè)量法 4
1.2 現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)的基本構(gòu)成 5
1.3 測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性 7
1.3.1 零位 8
1.3.2 靈敏度 8
1.3.3 線性度 8
1.3.4 回程誤差 9
1.3.5 分辨力與分辨率 9
1.3.6 量程、測(cè)量范圍和動(dòng)態(tài)范圍 9
1.4 測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 10
1.4.1 一階系統(tǒng) 10
1.4.2 二階系統(tǒng) 11
1.4.3 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 13
習(xí)題 15
第2章 誤差和測(cè)量不確定度 17
2.1 測(cè)量誤差的基本概念 17
2.1.1 測(cè)量誤差的幾個(gè)名詞術(shù)語(yǔ) 18
2.1.2 測(cè)量誤差的主要來(lái)源 19
2.2 表達(dá)誤差的幾種形式 20
2.2.1 絕對(duì)誤差 20
2.2.2 相對(duì)誤差 20
2.2.3 最大允許誤差和最大引用誤差 20
2.3 測(cè)量誤差的性質(zhì)及分類 22
2.3.1 系統(tǒng)誤差 22
2.3.2 隨機(jī)誤差 22
2.3.3 粗大誤差 23
2.3.4 三類誤差的關(guān)系及其對(duì)測(cè)得值的影響 23

2.4 有效數(shù)字 24
2.4.1 有效數(shù)字的定義 24
2.4.2 四舍五入與偶數(shù)法則 24
2.4.3 數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則 24
2.5 系統(tǒng)誤差的校正 25
2.5.1 系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因 25
2.5.2 系統(tǒng)誤差的減小和消除 26
2.6 隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 27
2.6.1 隨機(jī)誤差的產(chǎn)生原因 27
2.6.2 隨機(jī)誤差的特性 27
2.6.3 隨機(jī)誤差的標(biāo)準(zhǔn)差和實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差 28
2.6.4 典型分布的置信度 28
2.7 粗大誤差的剔除 32
2.7.1 判別粗大誤差的準(zhǔn)則 32
2.7.2 防止與消除粗大誤差的方法 37
2.8 測(cè)量不確定度及其評(píng)定方法 37
2.8.1 測(cè)量不確定度 37
2.8.2 測(cè)量不確定度的評(píng)定方法 38
2.8.3 GUM法評(píng)定測(cè)量不確定度的一般步驟 39
2.8.4 輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定 40
2.8.5 不確定度的合成 41
2.8.6 有效自由度的計(jì)算 42
習(xí)題 46
第3章 傳感器 48
3.1 傳感器概述 48
3.1.1 傳感器的定義 48
3.1.2 傳感器的一般結(jié)構(gòu) 49
3.1.3 變送器 49
3.1.4 傳感器的分類 49
3.2 金屬溫度傳感器 51
3.2.1 工作原理 51
3.2.2 金屬熱電阻 51
3.2.3 熱電阻技術(shù)參數(shù) 52
3.2.5 PT100數(shù)字式測(cè)溫應(yīng)用 56
3.3 熱電偶 57
3.3.1 熱電效應(yīng) 57
3.3.2 熱電偶定理 58
3.3.3 熱電偶技術(shù)參數(shù) 59
3.3.4 熱電偶的冷端補(bǔ)償 60
3.3.5 補(bǔ)償導(dǎo)線 64
3.3.6 熱電偶測(cè)溫儀表的接線 64
3.4 熱敏電阻 65
3.4.1 工作原理 65
3.4.2 熱敏電阻的伏安特性 66
3.4.3 熱敏電阻的特點(diǎn) 67
3.5 霍爾傳感器 67
3.5.1 霍爾效應(yīng) 67
3.5.2 霍爾效應(yīng)傳感器 69
3.5.3 霍爾電流傳感器 70
3.6 磁敏式傳感器 73
3.6.1 磁敏電阻的工作原理 73
3.6.2 磁阻元器件的主要特性 73
3.6.3 磁敏電阻的應(yīng)用 74
3.7 電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量探頭 75
3.7.1 懸浮體場(chǎng)強(qiáng)儀探頭 75
3.7.2 地參考場(chǎng)強(qiáng)儀探頭 76
3.7.3 光電場(chǎng)強(qiáng)儀探頭 77
3.8 電渦流傳感器 77
3.8.1 工作原理 77
3.8.2 電渦流傳感器的基本特性 79
3.8.3 電渦流傳感器的調(diào)理電路 80
3.8.4 電渦流傳感器的應(yīng)用 81
3.9 壓電傳感器 82
3.9.1 壓電效應(yīng) 82
3.9.2 壓電傳感器的等效電路 85
3.9.3 壓電傳感器的調(diào)理電路 86
3.9.4 壓電傳感器的應(yīng)用舉例 87
3.10 光電傳感器 88
3.10.1 光電效應(yīng)及其元器件 88
3.10.2 光電傳感器的應(yīng)用 89
3.10.3 光電編碼器 90
3.11 電容式傳感器 92
3.11.1 工作原理及其分類 93
3.11.2 電容式傳感器的調(diào)理電路舉例 95
3.11.3 電容式傳感器的應(yīng)用 98
3.12 電感式傳感器 98
3.12.1 變間隙型自感傳感器 99
3.12.2 變面積型自感傳感器 101
3.12.3 螺管型自感傳感器 101
3.13 差動(dòng)傳感器與測(cè)量電橋 102
3.13.1 差動(dòng)測(cè)量系統(tǒng) 102
3.13.2 差動(dòng)傳感器 102
3.13.3 測(cè)量電橋 104
習(xí)題 110
第4章 測(cè)量系統(tǒng)中的調(diào)理電路 112
4.1 集成運(yùn)算放大器 112
4.1.1 集成運(yùn)算放大器概述 112
4.1.2 集成運(yùn)算放大器的基本電路 114
4.2 集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與主要技術(shù)參數(shù) 115
4.2.1 集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 115
4.2.2 集成運(yùn)算放大器的主要技術(shù)參數(shù) 116
4.3 儀表放大器 121
4.3.1 儀表放大器的基本電路結(jié)構(gòu) 121
4.3.2 集成儀表放大器 123
4.4 電氣測(cè)量中的共模信號(hào) 125
4.4.1 電氣測(cè)量中常見(jiàn)的共模信號(hào) 125
4.4.2 共模輸入的危害 127
4.5 集成差分放大器 129
4.6 隔離放大器 130
4.7 集成乘法器的應(yīng)用 131
4.7.1 集成乘法器的介紹 131
4.7.2 集成乘法器能完成的運(yùn)算 132
4.7.3 集成乘法器用于調(diào)制和解調(diào) 132
習(xí)題 134
第5章 電氣測(cè)量技術(shù) 136
5.1 電壓互感器 136
5.1.1 電磁式電壓互感器 136
5.1.2 電容式電壓互感器 143
5.1.3 光學(xué)電壓傳感器 145
5.2 電流互感器 146
5.2.1 電磁式電流互感器 146
5.2.2 低功率電流互感器 157
5.2.3 羅哥夫斯基電流互感器 158
5.2.4 光學(xué)電流傳感器 160
5.3 交流電的頻率、周期、相位的測(cè)量 161
5.3.1 頻率和周期的測(cè)量 161
5.3.2 相位的測(cè)量 164
5.4 指針式電工儀表 166
5.4.1 電壓、電流的測(cè)量 166
5.4.2 功率的測(cè)量 168
5.5 電力設(shè)備絕緣參數(shù)的測(cè)量 172
5.5.1 絕緣電阻和吸收比的測(cè)量 172
5.5.2 介質(zhì)損耗因數(shù) 的測(cè)量 176
5.6 接地電阻的測(cè)量 178
5.6.1 測(cè)量接地阻抗的基本原理 178
5.6.2 接地阻抗的測(cè)量試驗(yàn) 179
5.6.3 接地阻抗測(cè)量注意事項(xiàng) 180
5.6.4 電力設(shè)備接地引下線導(dǎo)通試驗(yàn) 181
5.7 局部放電的測(cè)試 181
5.7.1 局部放電的機(jī)理分析 182
5.7.2 局部放電的主要參數(shù) 183
5.7.3 局部放電測(cè)量的基本回路及檢測(cè)阻抗的選擇 184
習(xí)題 185
第6章 數(shù)字化電氣測(cè)量技術(shù) 186
6.1 數(shù)字化電氣測(cè)量系統(tǒng)概述 186
6.1.1 數(shù)字化電氣測(cè)量系統(tǒng)中的測(cè)量信號(hào)分類 186
6.1.2 數(shù)字化電氣測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 187
6.1.3 電氣測(cè)量中常用的微處理器片上外設(shè)簡(jiǎn)介 188
6.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 191
6.2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)知識(shí) 191
6.2.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)特性 192
6.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)特性 194
6.2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的種類及其原理 197
6.2.5 常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 203
6.3 采樣保持放大器AD781 213
6.3.1 動(dòng)態(tài)性能 214
6.3.2 AD781與AD674的接口電路 214
6.4 電網(wǎng)電壓頻率和相位的鎖相 215
6.4.1 鎖相環(huán)的基本原理 215
6.4.2 同步參考坐標(biāo)系中的電網(wǎng)電壓矢量 216
6.4.3 Clark反變換和Park變換 216
6.4.4 同步參考坐標(biāo)系鎖相環(huán) 217
6.5 數(shù)字電表 219
6.5.1 數(shù)字電表的基本功能 219
6.5.2 數(shù)字化電能計(jì)量基礎(chǔ) 219
6.5.3 集成三相多功能數(shù)字電能計(jì)量芯片ADE7878 220
6.6 數(shù)字化測(cè)量常用算法 223
6.6.1 有效值的計(jì)算與數(shù)字積分 224
6.6.2 諧波分析和DFT變換 225
6.6.3 噪聲抑制與數(shù)字濾波 233
習(xí)題 243
第7章 虛擬儀器及其開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 244
7.1 虛擬儀器 244
7.1.1 虛擬儀器的基本概念 244
7.1.2 虛擬儀器的特點(diǎn) 244
7.1.3 虛擬儀器的結(jié)構(gòu) 246
7.2 虛擬儀器的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言——LabVIEW 247
7.2.1 LabVIEW的優(yōu)勢(shì) 247
7.2.2 LabVIEW的編輯界面 248
7.2.3 LabVIEW的應(yīng)用實(shí)例 249
7.3 虛擬儀器的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言——LabWindows/CVI 253
7.3.1 LabWindows/CVI簡(jiǎn)介 253
7.3.2 LabWindows/CVI特點(diǎn) 253
習(xí)題 254
第8章 電氣測(cè)量中的抗干擾技術(shù) 255
8.1 電氣測(cè)量干擾的三要素 255
8.1.1 干擾源 255
8.1.2 干擾耦合途徑 256
8.1.3 受擾對(duì)象 256
8.2 電容耦合及其抗干擾對(duì)策 256
8.2.1 電容耦合 256
8.2.2 電容耦合的抗干擾措施 258
8.3 磁場(chǎng)耦合及其抗干擾對(duì)策 259
8.3.1 磁場(chǎng)耦合或互感耦合 259
8.3.2 防磁場(chǎng)（互感）耦合的措施 260
8.4 共阻抗耦合及其抗干擾對(duì)策 262
8.4.1 沖擊負(fù)載電流通過(guò)電源內(nèi)阻抗影響測(cè)量?jī)x器的供電質(zhì)量 262
8.4.2 測(cè)量?jī)x器內(nèi)部不同電路環(huán)節(jié)間通過(guò)直流穩(wěn)壓電源內(nèi)阻抗的耦合 262
8.5 共模干擾及其抑制 263
8.5.1 共模信號(hào)及其對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的干擾 263
8.5.2 共模干擾的抑制 265
習(xí)題 266
參考文獻(xiàn) 268