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1 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 自动检测与转换技术的基本概念 1

1.1.2 自动检测与转换技术的地位和作用 1

1.1.3 自动检测与转换技术的发展概况 2

1.1.4 本课程的任务和目的 3

1.2 自动检测方法与系统 3

1.2.1 自动检测与转换方法 3

1.2.2 检测与转换系统 4

2 误差分析与数据处理 8

2.1 测量误差的分类和表示方法 8

2.1.1 测量误差的分类 8

2.1.2 误差的表示方法 9

2.2 系统误差的产生和消除 10

2.2.1 系统误差的产生 10

2.2.2 系统误差的消除方法 10

2.3 随机误差的估计 12

2.4 间接测量误差的传递、综合与分配 13

2.4.1 误差的传递 13

2.4.2 误差的综合 15

2.4.3 误差的分配 16

2.5 提高测量准确度的方法 17

3 常用测量仪表与测量方法 21

3.1 直读测量仪表 21

3.1.1 模拟指示仪表的组成和基本工作原理 21

3.1.2 数字测量仪表的组成和基本工作原理 26

3.2 电位差计 31

3.2.1 直流电位差计 31

3.2.2 交流电位差计 38

3.3 直流电桥 40

3.3.1 直流单电桥 40

3.3.2 直流双电桥 43

3.4 交流电桥 45

3.4.1 经典电桥 45

3.4.2 有源电桥 53

4 电量电测 59

4.1 电流和电压的测量 59

4.1.1 电流和电压的直接测量 59

4.1.2 电流和电压的间接测量 65

4.1.3 非正弦周期量的测量 68

4.2 阻抗的测量 75

4.2.1 直流电阻的测量 75

4.2.2 交流电参数的测量 81

4.3 功率和电能的测量 84

4.3.1 直流功率的测量 84

4.3.2 单相交流功率的测量 86

4.3.3 三相功率的测量 89

4.3.4 电能测量 91

4.4 频率和相位的测量 100

4.4.1 直读仪表 100

4.4.2 测量方法 104

4.5 磁的测量 110

4.5.1 概述 110

4.5.2 磁场的测量 111

4.5.3 磁性材料的测量 114

5 非电量电测 119

5.1 非电量电测的分类 119

5.2 非电量电测中的弹性敏感元件 119

5.2.1 弹性元件的基本特性 120

5.2.2 弹性敏感元件的形式及其应用范围 121

5.2.3 变换力的弹性敏感元件 122

5.2.4 变换压力的弹性敏感元件 129

5.3 常用传感器 135

5.3.1 传感器的分类 136

5.3.2 机械式传感器 137

5.3.3 电阻式传感器 138

5.3.4 电感式传感器 143

5.3.5 电容式传感器 147

5.3.6 压电式传感器 151

5.3.7 磁电式传感器 156

5.3.8 半导体传感器 158

5.3.9 传感器的选用原则 163

5.4 各种力参量的测量 164

5.4.1 测力传感器的弹性元件和转换器 165

5.4.2 测量各种力参量时的贴片和接桥方法 166

5.5 位移和速度的测量 172

5.5.1 位移的测量 172

5.5.2 速度的测量 176

5.6 加速度的测量 178

5.6.1 线加速度的测量 178

5.6.2 角加速度的测量 179

5.7 液体压力和流量的测量 180

5.7.1 液体压力的测量 180

5.7.2 液体流量的测量 183

5.8 振动的测试 184

5.8.1 单自由度系统的受迫振动 184

5.8.2 振动测量方法及测振传感器 186

6 新型传感器 193

6.1 新型敏感材料 193

6.1.1 半导体敏感材料 193

6.1.2 光导纤维 194

6.1.3 高分子材料 195

6.2 电耦合器件 196

6.2.1 CCD器件 196

6.2.2 CCD在测量中的应用 200

6.3 光纤传感器 201

6.3.1 光纤传感器原理 201

6.3.2 常见光纤传感器 205

6.4 集成传感器 208

6.4.1 集成压敏传感器 208

6.4.2 集成温敏传感器 210

6.4.3 集成磁敏传感器 212

6.5 薄膜传感器 212

6.5.1 薄膜热传感器 213

6.5.2 薄膜应变片 214

6.5.3 薄膜气敏传感器 215

7 虚拟仪器 217

7.1 概述 217

7.2 虚拟仪器的组成、结构及性能特点 218

7.2.1 虚拟仪器的组成 218

7.2.2 虚拟仪器的结构 218

7.2.3 虚拟仪器的性能特点 219

7.2.4 虚拟仪器的设计与实现步骤 220

7.3 虚拟仪器的信号调理与数据采集 220

7.3.1 信号调理 221

7.3.2 模／数（A/D）转换 222

7.3.3 数／模（D/A）转换 223

7.3.4 数据处理 223

7.4 虚拟仪器的软件开发平台 224

7.5 虚拟仪器编程语言Labwindows/CVI 227

7.5.1 Labwindows/CVI基本概念 227

7.5.2 Labwindows/CVI程序的组成 227

7.5.3 Labwindows/CVI程序的设计 228

7.6 虚拟仪器的设计实例 228

7.6.1 被测信号的实时采集原理 228

7.6.2 数据采集卡及其性能指标 229

7.6.3 虚拟示波器的原理 230

7.6.4 虚拟示波器实现过程 231

参考文献 239

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