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张大彪 著

图书标签:

• 电子测量
• 测量技术
• 仪器仪表
• 电子工程
• 电路分析
• 信号处理
• 测试技术
• 自动化测试
• 传感器
• 实验教学

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121120251

版次：01

商品编码：11962032

包装：平装

丛书名： 高等职业教育教学改革系列规划教材.电子信息类

开本：16开

出版时间：2011-01-01

用纸：胶版纸

页数：256

正文语种：中文

内容简介

《电子测量技术与仪器》共分10章，第1章主要介绍电子测量基本知识、测量误差与数据处理的基本方法。第2章至第9章分别介绍信号发生器、电子示波器、电子计数器、电压测量仪器、频域测量仪器、元件参数测量仪器、智能仪器与自动测试技术、虚拟仪器等常用测量仪器的基本原理和使用方法。第10章为综合测量实训，按照工作任务导向的原则安排了两个综合测量项目，一个项目侧重于常规仪器仪表的使用，第二个项目侧重于虚拟仪器和自动化测试技术的应用

目录

目 录
第1章 电子测量与仪器基本概念 1
1．1 测量方法概述 1
1．1．1 测量的意义 1
1．1．2 电子测量 2
1．2 测量误差分析 4
1．2．1 测量误差 4
1．2．2 测量结果的数据处理 7
1．3 电子测量仪器概述 8
1．3．1 电子测量仪器的分类 8
1．3．2 电子测量仪器的误差 8
1．3．3 测量系统的组成 9
1．4 电子测量误差的表示方法 10
1．4．1 电子测量误差的定义 10
1．4．2 电子测量误差的表示方法 11
1．5 电子测量中的干扰 13
1．5．1 干扰源 13
1．5．2 干扰耦合的途径及其抑制方法 13
1．5．3 串模（常态）干扰和共模（共态）干扰 14
1．5．4 电子测量接地 15
本章小结 18
习题1 19
实训一 测量数据处理实训 19
第2章 信号发生器 22
2．1 信号发生器概述 22
2．1．1 信号发生器的分类 22
2．1．2 信号发生器的发展趋势 22
2．2 低频信号发生器 23
2．2．1 低频信号发生器基本组成 23
2．2．2 低频信号发生器工作原理 24
2．2．3 DF1027A、DF1027B低频信号发生器 26
2．3 高频信号发生器 31
2．3．1 高频信号发生器的基本组成和原理 32
2．3．2 YB1051高频信号发生器 33
2．4 函数信号发生器 34
2．4．1 函数信号发生器的基本原理 35
2．4．2 YB1602函数信号发生器 37
2．5 合成信号发生器 40
2．5．1 直接合成法 40
2．5．2 间接合成法 41
2．6 电视信号发生器 42
2．6．1 电视信号发生器性能简介 42
2．6．2 使用方法 43
2．7 脉冲信号发生器 45
2．7．1 脉冲信号发生器的基本组成 45
2．7．2 主要技术指标 46
2．7．3 使用方法 47
本章小结 49
习题2 49
实训二 低频信号发生器的使用 50
实训三 高频信号发生器的使用 51
第3章 电子示波器 53
3．1 概述 53
3．2 示波管及波形显示原理 54
3．2．1 示波管的构造及工作原理 54
3．2．2 波形显示原理 57
3．3 电子示波器电路构成及原理 60
3．3．1 电子示波器组成框图反主要技术指标 60
3．3．2 垂直通道 61
3．3．3 水平通道 64
3．4 SS5702双踪示波器 68
3．4．1 SS5702双踪示波器主要性能指标 68
3．4．2 SS5702双踪示波器前面板及开关旋钮 69
3．4．3 SS5702双踪示波器的使用 71
3．5 双扫描示波器 76
3．6 取样示波器 77
3．7 数字存储示波器 78
3．7．1 数字存储示波器的工作原理 78
3．7．2 数字存储示波器的特点 80
本章小结 80
习题3 80
实训四 示波器的应用 82
第4章 电子计数器 84
4．1 电子计数器简介 84

4．1．1 电子计数器分类 84
4．1．2 电子计数器主要技术指标 85
4．2 电子计数器工作原理 86
4．2．1 电子计数器基本组成 86
4．2．2 电子计数器测频原理 87
4．2．3 电子计数器测周期原理 88
4．2．4 电子计数器测时间间隔原理 89
4．3 电子计数器的测量误差 90
4．3．1 测量误差的来源 90
4．3．2 测频误差分析 92
4．3．3 测周误差分析 93
4．4 电子计数器的使用 95
4．4．1 自检 95
4．4．2 电子计数器的使用方法 96
4．4．3 电子计数器测量频率范围的扩大 98
本章小结 99
习题4 99
实训五 电子计数器测量实训 100
第5章 电压测量仪器 102
5．1 电压测量简介 102
5．1．1 电压测量的特点 102
5．1．2 电压测量仪器分类 103
5．2 数字式电压表 104
5．2．1 数字电压表的组成 104
5．2．2 A/D转换器 105
5．2．3 数字式电压表的主要技术指标 109
5．2．4 数字万用表及使用方法 110
5．3 模拟式电子电压表 118
5．3．1 模拟式直流电压表 118
5．3．2 放大-检波式电子电压表 119
5．3．3 检波-放大式电子电压表 121
5．3．4 外差式电子电压表 122
5．3．5 热电偶变换式电子电压表 123
5．3．6 模拟电子电压表的使用 124
5．3．7 电平的测量 125
本章小结 127
习题5 127
实训六 台式数字万用表测量实训 128
实训七 模拟电子电压表测量实训 130
第6章 频域测量仪器 130
6．1 频率特性测试仪 130
6．1．1 频率特性的测试方法 130
6．1．2 频率特性测试仪的组成 132
6．1．3 频率特性测试仪的工作原理 135
6．1．4 BT―3型频率特性测试仪的主要技术指标 136
6．1．5 BT―3型频率特性测试仪的使用方法 137
6．1．6 测试实例 141
6．2 频谱分析仪 142
6．2．1 频谱分析仪分类 142
6．2．2 基本工作原理 143
6．2．3 主要技术指标 144
本章小结 145
习题6 146
实训八 扫频仪测量实训 146
实训九 频谱仪测量实训 148
第7章 元件参数测量仪器 150
7．1 电阻、电感和电容的测量 150
7．1．1 阻抗的概念 150
7．1．2 电阻的特性与测量 152
7．1．3 电感的特性与测量 154
7．1．4 电容的特性与测量 157
7．2 二极管、三极管与场效应管的测量 160
7．2．1 半导体二极管的测量 160
7．2．2 晶体三极管的测量 162
7．2．3 场效应管的测量 164
7．3 集成电路的测试 165
7．3．1 中小规模集成电路的一般测试 165
7．3．2 集成电路测试仪 169
7．3．3 大规模数字集成电路的JTAG测试 170
本章小结 172
习题7 172
实训十 电子元器件的识别与检测 173
第8章 智能仪器与自动测试系统 174
8．1 智能仪器与自动测量技术的发展历史 174
8．2 智能仪器与个人仪器 176
8．2．1 智能仪器 176
8．2．2 个人仪器 179
8．3 自动测试系统 180
8．3．1 自动测试系统的组成 180
8．3．2 自动测试系统的总线 181
本章小结 186
习题8 186
第9章 虚拟仪器技术 187
9．1 虚拟仪器技术简介 187
9．1．1 虚拟仪器的一般概念 187
9．1．2 虚拟仪器的组成 188
9．1．3 虚拟仪器的特点 189
9．2 图形化软件编程平台LabVIEW 189
9．2．1 LabVIEW简介 189
9．2．2 LabVIEW编程环境 190
9．2．3 基本VI简介 192
9．3 LabVIEW模板 194
9．3．1 工具模板（Tools Palette） 194
9．3．2 控制模板（Controls Palette） 195
9．3．3 功能模板（Functions Palette） 196
9．4 LabVIEW的数据类型 198
9．5 LabVIEW的程序结构 199
9．5．1 For循环 200
9．5．2 While循环 201
9．5．3 选择结构 202
9．6 LabVIEW的图形显示功能 202
9．6．1 事后记录波形图控件（Waveform Graph） 202
9．6．2 实时趋势图控件（Waveform Chart） 204
9．7 LabVIEW编程入门 205
9．7．1 虚拟正弦波仿真信号发生器功能描述 205
9．7．2 创建一个新的VI 206
9．7．3 设计VI前面板 206
9．7．4 设计框图程序 208
9．7．5 运行和调试VI程序 210
9．7．6 创建VI图标、保存VI 211
9．7．7 编辑VI 212
9．8 数据采集 212
9．8．1 数据采集基础 212
9．8．2 模拟输入 218
9．8．3 模拟输出 220
本章小结 221
习题9 222
实训十一 构建信号采集与分析系统 223
附录A 习题答案 227
参考文献 244

前言/序言

《光影魔术师：探索数字影像的奥秘》 一、 序章：当光影遇上像素 在人类文明的长河中，记录与传播信息的方式经历了漫长的演进。从最初的口耳相传、岩画符号，到纸张、印刷术的发明，再到电报、电话的诞生，每一次技术的飞跃都深刻地改变了我们认识世界、分享彼此的方式。而当今时代，我们正身处一场更为绚烂的视觉革命之中——数字影像的崛起。从手机镜头中捕捉的瞬间，到电影银幕上流淌的故事，再到科学研究中呈现的复杂结构，数字影像以其前所未有的便捷性、精准性和表现力，渗透到我们生活的方方面面。 《光影魔术师：探索数字影像的奥秘》并非一本讲解基础仪器原理的教科书，而是一次深入数字影像世界的奇幻旅程。它将带领读者跳出枯燥的参数与公式，聚焦于那些塑造了我们所见所感的“光影魔术”。这本书不是关于如何制造测量仪器，而是关于如何运用那些由精密仪器捕捉到的信息，去理解、去创造、去影响。我们将探讨的是，当光线转化为数据，当数据重塑为画面，其中蕴含的无限可能性，以及我们如何成为驾驭这股力量的“光影魔术师”。 二、 第一章：视觉的语言——从模拟到数字 在数字影像的世界里，一切都始于光。但并非所有的光都以同一种方式被理解。本章将回顾视觉感知的基础，从人眼如何接收光线、大脑如何处理信息，到人类历史上第一个尝试“复制”视觉的媒介——摄影术的诞生。我们将简要提及化学摄影的原理，感受其独特的成像魅力，并以此为引子，铺垫数字影像的出现。 然后，我们将重点转向数字影像的基石——像素（Pixel）。本书不会深入讲解像素的传感器尺寸、感光元件的物理构造等测量仪器的技术细节，而是侧重于像素作为信息载体的概念。我们将解释一个像素究竟是如何“记录”光线的？它不仅仅是一个点，更是一个承载着颜色和亮度信息的微小单位。我们将探讨像素的“分辨率”概念，理解它如何影响我们看到的图像的清晰度，以及不同应用场景下对分辨率的需求。 接着，我们会深入理解颜色是如何被数字化的。我们将介绍RGB（红、绿、蓝）三原色模型，以及CMYK（青、品红、黄、黑）在印刷领域的重要性。本书不会讲解色彩空间的具体数值计算或校准设备的内部工作原理，而是会解析这些色彩模型如何模拟人眼的视觉感知，以及它们在数字图像显示和打印中的作用。读者将明白，我们屏幕上五彩斑斓的世界，正是由无数微小的像素以不同的红、绿、蓝组合而成。 最后，本章将介绍图像的“位深度”（Bit Depth）概念。这并非关于模数转换器的精度，而是关于每个像素能够记录多少种颜色。高位深度意味着更丰富的色彩层次和更细腻的过渡，我们将通过对比低位深度和高位深度图像的视觉差异，来体会这一概念的重要性。我们将理解，数字影像的“语言”是通过像素的排列、颜色的编码和数量的深浅来构成的。 三、 第二章：数字影像的“骨骼”——格式与编码 当像素被生成，它们需要一种结构来组织和存储，这就是数字影像的“格式”。本章将带领读者认识那些我们每天都在接触的影像文件格式，但重点不是它们的压缩算法的数学原理，而是它们各自的特点、优势以及适用的场景。 我们将首先介绍无损格式，如TIFF（Tagged Image File Format）。我们会探讨TIFF为何适合专业摄影师和设计师，因为它能够最大程度地保留原始图像信息，便于后期编辑。本书不会深入讲解TIFF文件的层级结构或元数据字段，而是强调其“无损”的特性。 随后，我们将聚焦于最普遍的图像格式——JPEG（Joint Photographic Experts Group）。本书会解释JPEG为何如此流行，它的“有损”压缩是如何工作的，以及这种压缩方式对图像质量的影响。我们将通过对比不同压缩率下的JPEG图像，来直观地理解“失真”与“文件大小”之间的权衡。我们将学习如何在保持可接受的图像质量的同时，减小文件体积，这在网络传输和存储方面至关重要。 我们还将触及一些其他重要的格式，例如PNG（Portable Network Graphics），理解它的“透明度”功能在网页设计和图形制作中的关键作用，以及它在无损压缩方面的优势。对于GIF（Graphics Interchange Format），我们将了解其在动态图像方面的独特贡献，以及其色彩限制。 本章的重点在于理解不同格式背后的设计理念。它们是为了满足不同的需求而生：有些是为了最大限度地保留细节，有些是为了方便传播和分享，有些是为了实现特定的视觉效果。我们将学会根据实际需求，选择最合适的图像格式，成为一个“聪明的”数字影像使用者。 四、 第三章：影像的“灵魂”——色彩管理与色彩空间 色彩，是影像最直观、也最富情感的表达方式。然而，一个图像在不同的设备上呈现出不同的色彩，是常常令人困扰的问题。本章将揭示色彩管理的奥秘，让读者理解为何我们需要“管理”色彩，以及如何让数字影像在各种显示设备和打印输出中保持色彩的一致性。 我们将再次回到色彩空间的概念，但这次不再是简单的RGB和CMYK模型，而是会介绍更专业的色彩空间，如sRGB、Adobe RGB和ProPhoto RGB。本书不会进行复杂的色度学计算，而是通过生动的比喻和实例，来解释不同色彩空间的“色域”（Gamut）差异。我们将理解，有些色彩空间能够容纳更广阔的颜色范围，它们在专业摄影和印刷中扮演着重要角色。 然后，我们将探讨“色彩配置文件”（Color Profile）的作用。本书不会讲解ICC（International Color Consortium）配置文件的具体生成和应用技术，而是会强调它的重要性：它就像是一张“地图”，描述了某个设备（如显示器、打印机、相机）是如何“认识”和“呈现”颜色的。通过理解色彩配置文件的概念，读者将明白，为何不同设备上显示的同一张照片会有所差异，以及如何通过匹配色彩配置文件来减少这种差异。 我们将介绍“色彩匹配”（Color Matching）的基本概念。这意味着，当我们将一张照片从一个色彩空间（如相机拍摄的ProPhoto RGB）传输到另一个色彩空间（如电脑显示器的sRGB）时，如何尽可能地保持色彩的准确性。本书将避免深入讲解“色度转换算法”，而是会强调“感知一致性”的重要性。 通过本章的学习，读者将不再对“色彩偏差”感到束手无策，而是能够理解其背后的原理，并掌握一些基本的策略来确保影像色彩的准确传达，从而更好地控制和展现自己作品的艺术风格。 五、 第四章：影像的“生命力”——数字图像处理与编辑 数字图像处理，是赋予影像“生命力”的关键环节。它不仅仅是简单的“美颜”，更是对图像信息进行深度挖掘、优化和创新的过程。本章将带领读者深入了解那些能够改变影像面貌的强大工具和技术，但侧重点在于这些技术能够实现的“效果”和“理念”，而非具体的软件操作。 我们将从最基础的调整开始，如“曝光”（Exposure）和“对比度”（Contrast）。本书不会讲解直方图的统计学原理，而是会直观地展示如何通过调整曝光来“提亮”或“压暗”图像，以及如何通过调整对比度来增强画面的立体感。 接着，我们将探讨“白平衡”（White Balance）的重要性。我们将解释为何在不同光源下拍摄的照片会出现偏色，以及如何通过调整白平衡来还原真实的色彩。本书会用生活化的例子来解释“色温”的概念，让读者理解它与光线的颜色之间的关系。 然后，我们将进入更具创造性的领域。对于“色彩调整”和“饱和度”（Saturation）的控制，我们将不再只是简单地“增加”或“减少”，而是会学习如何针对特定的颜色进行精细调整，以达到更具艺术效果的画面。 本书还会介绍“锐化”（Sharpening）和“降噪”（Noise Reduction）等技术。我们将理解，锐化并非凭空创造细节，而是增强图像边缘的对比度，使画面看起来更清晰。而降噪则是为了去除传感器在弱光下产生的“噪点”，提升图像质量。我们将学习如何在追求清晰度的同时，避免过度锐化带来的“光晕”效应，以及如何在降噪的同时，保留图像的细节。 最后，我们将触及“图层”（Layers）的概念。本书不会讲解Photoshop等软件的图层面板，而是会强调图层作为一种“非破坏性编辑”的强大理念。我们将理解，通过将不同的编辑操作放在不同的图层上，我们可以随时修改、删除或调整任何一个编辑步骤，而不会影响原始图像。这种灵活性，是数字图像处理的核心所在，它赋予了我们无限的创意空间。 六、 第五章：影像的“远方”——图像的应用与未来 数字影像的魅力，不仅在于它的记录和创造，更在于它无处不在的应用和不断拓展的边界。本章将展望数字影像的未来，思考它在不同领域扮演的角色，以及那些令人兴奋的前沿发展。 我们将审视数字影像在科学研究中的作用。从显微镜下的细胞结构，到天文学家的星空观测，再到医学影像中的诊断，数字影像为我们提供了观察微观世界和宏观宇宙的窗口。本书将侧重于这些影像如何帮助科学家们“看见”以前无法看见的事物，从而推动科学的进步。 接着，我们将探讨数字影像在艺术创作和娱乐产业中的革命性影响。电影特效、虚拟现实（VR）、增强现实（AR），这些都离不开数字影像的强大支撑。我们将思考，数字影像如何打破现实的界限，创造出令人惊叹的沉浸式体验。 然后，我们将关注数字影像在设计、建筑和产品开发中的应用。3D建模、虚拟漫游、产品原型可视化，这些都极大地提高了设计效率和创意表达的可能性。 最后，本章将展望数字影像的未来。我们是否会迎来“全息影像”的时代？人工智能（AI）将如何进一步改变我们创作和理解图像的方式？“生成式AI”又将为影像世界带来怎样的冲击？本书将引导读者思考这些问题，激发对未来影像技术发展的无限遐想。 七、 结语：成为光影的创造者 《光影魔术师：探索数字影像的奥秘》并非一本传授操作技巧的手册，而是一次观念的启迪，一次对视觉世界深层原理的探索。它期望通过深入浅出的讲解，让读者理解数字影像背后的逻辑，掌握其核心概念，从而能够更自信、更富有创造性地运用数字影像。 这本书的读者，不应仅仅是数据的搬运工，而应是光影的驾驭者，是视觉语言的阐释者，是想象世界的构建者。当你知道了像素如何组合，色彩如何编码，格式如何组织，以及这些基础如何影响最终的呈现，你就能在数字影像的广阔天地里，挥洒自如，创造出属于你自己的精彩。愿本书能点亮你心中的“光影魔术师”，让你在数字影像的璀璨星河中，找到属于自己的璀璨光芒。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，是一种从“看懂”到“会用”的飞跃。在我眼中，《电子测量技术与仪器》并非仅仅是一本技术手册，它更像是一部关于如何“观察”和“理解”电子世界的百科全书。作者对每个仪器都进行了深入浅出的剖析，从最基础的电压、电流测量，到更复杂的频率、相位、功率测量，再到诸如失真度、噪声等高级参数的分析，书中都给出了详尽的原理说明和实践指导。我尤其喜欢书中关于“测量不确定度”的讨论，这让我意识到，任何测量都存在误差，关键在于如何量化和控制这些误差。书中提供的多种误差分析方法，对我理解测量结果的可靠性非常有启发。此外，书中还介绍了许多现代电子测量中不可或缺的工具，如传感器、数据采集系统等，这些内容为我打开了更广阔的视野。总而言之，这本书不仅传授了知识，更培养了我对电子测量领域严谨、科学的认知态度，让我对未来的学习和工作充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是打开了一扇通往微观世界的大门。我一直对那些肉眼无法看到的电信号的本质充满了好奇，而《电子测量技术与仪器》恰恰满足了我的这一渴望。作者在介绍示波器时，不仅仅是简单地描述其功能，而是深入浅出地讲解了触发、时基、幅度等关键参数的含义，以及如何利用这些参数来观察和分析不同类型的波形。我特别喜欢书中关于傅里叶变换和频谱分析的章节，虽然初看有些烧脑，但经过细致研读，我逐渐领悟到如何通过这些工具来揭示信号的频率成分，从而理解信号的构成和特性。这对于我理解通信系统、音频处理等领域的技术原理非常有帮助。此外，书中对一些高端测量仪器，如逻辑分析仪、网络分析仪的介绍，也让我大开眼界，它们在现代电子工程中的重要性不言而喻。虽然我目前接触不到这些仪器，但通过阅读，我对其原理和应用有了初步的了解，为我未来的深入学习打下了基础。这本书的图解非常丰富，很多复杂抽象的概念都通过清晰的图示得以展现，这大大降低了阅读的门槛。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受就是“实用”二字。作者在撰写过程中，仿佛时刻都在思考读者的实际需求。在介绍各种测量仪器时，书中不仅仅提供了原理性的说明，更给出了大量与实际操作相关的技巧和注意事项。比如，在讲解如何正确使用数字万用表的电流档时，书中就详细说明了串联接法，并强调了避免断开电路直接测量可能造成的危险。同样，在介绍示波器时，书中也提供了大量实际波形分析的案例，从直流信号到交流信号，再到复杂的脉冲信号，都进行了详细的解析，让我能够快速掌握如何解读示波器上的信息。最令我惊喜的是，书中还包含了一些关于仪器选型和日常维护的实用建议，这对于刚刚接触电子测量领域的我来说，无疑是一份非常宝贵的指导。它不像某些理论书籍那样高高在上，而是像一位经验丰富的老师，手把手地教你如何将知识转化为实际的技能。

评分☆☆☆☆☆

这次阅读《电子测量技术与仪器》的经历，让我重新审视了“测量”这一行为的深度和广度。我原以为测量就是用仪器量一量数据，但这本书让我明白，测量是一门艺术，更是一门科学。作者在书中对各种测量方法的优劣进行了对比分析，并根据不同的测量对象和精度要求，给出了具体的选择建议。例如，在讲解阻抗测量时，书中详细对比了RLC桥、阻抗分析仪等不同仪器的特点和适用场景，让我认识到，选择合适的仪器对于获得准确的测量结果至关重要。书中还特别强调了测量过程中的注意事项，比如接地、屏蔽、探头选择等，这些看似微小的细节，却可能对测量结果产生决定性的影响。我尤其赞赏书中关于仪器校准和维护的部分，这让我意识到，仪器的准确性并非一成不变，定期的校准和良好的维护是保证测量精度的基石。这本书让我明白，成为一名优秀的电子工程师，不仅要懂理论，更要懂得如何准确、有效地进行测量。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《电子测量技术与仪器》，我原本是抱着学习基础知识的期待，但读完后，我的感受远不止于此。书中最令我印象深刻的是，作者并没有停留在枯燥的原理讲解，而是巧妙地将理论与实际应用场景紧密结合。比如，在介绍万用表的使用时，书中详细列举了不同类型万用表的特性，并辅以实际电路的故障诊断案例，让我切实感受到如何运用这些测量工具去解决工程中的实际问题。从简单的电阻、电压、电流测量，到更复杂的电路参数分析，作者都循序渐进，逻辑清晰。书中关于信号发生器和示波器的部分，更是让我这个初学者茅塞顿开。那些原本抽象的波形图，在作者的图文并茂的讲解下，变得生动形象，我甚至能通过书中的步骤，在脑海中模拟出仪器操作的过程。尤其值得称赞的是，书中对各种测量误差的分析和规避方法也讲解得非常到位，这对于提高测量精度、保证实验结果的可靠性至关重要。我曾一度对测量误差感到头疼，但读完这部分，我才真正理解了其背后的原因，并掌握了一些实用的应对策略。总而言之，这是一本从理论到实践都极具价值的参考书，对于电子工程领域的学习者和从业者来说，都将是一份宝贵的财富，它让我对“电子测量”这个概念有了全新的认识。