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宋悦考 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121069185

商品编码：29709877259

包装：平装

出版时间：2009-02-01

基本信息

书名：电子测量与仪器(第2版)

定价：23.00元

作者：宋悦考

出版社：电子工业出版社

出版日期：2009-02-01

ISBN：9787121069185

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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本书可作为高职、高专院校或中等职业学校电子类、电气类、自动化类、机电类和其他相近专业的教材。本书分为9章，章主要介绍电子测量方法、电子测量仪器的分类与发展，电子测量数据处理与测量结果的表示；第2章主要介绍常用信号发生器的工作原理、技术指标与应用；第3～8章主要介绍电压、频率、时间、相位、电子元器件参数、频域信号、数据域信号等的测量方法，以及测试仪表的工作原理、技术指标与应用；第9章主要介绍独立智能仪器的基本组成、典型处理功能与应用，以及自动测试系统、个人仪器、虚拟仪器的基本组成等。
　　本书还配有教学指南、电子教案及习题答案（电子版），以方便教学使用，详见前言。

目录

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章 电子测量与仪器的基础知识
　1.1 电子测量概述
　　1.1.1 电子测量的意义及内容
　　1.1.2 电子测量方法
　1.2 测量误差的基本概念
　　1.2.1 测量误差的表示方法
　　1.2.2 测量误差的来源
　　1.2.3 测量误差的分类
　1.3 电子测量仪器的基础知识
　　1.3.1 电子测量仪器的发展
　　1.3.2 电子测量仪器的分类
　　1.3.3 电子测量仪器的主要技术指标
　　1.3.4 电子测量仪器的误差
　1.4 测量结果的表示及测量数据的处理
　　1.4.1 测量结果的表示
　　1.4.2 有效数字的处理
　　1.4.3 测量数据的处理
　本章小结
　习题1
第2章 测量用信号发生器
　2.1 概述
　　2.1.1 信号发生器的分类
　　2.1.2 信号发生器的主要性能指标
　　2.1.3 信号发生器的一般组成
　2.2 正弦信号发生器
　　2.2.1 低频信号发生器
　　2.2.2 高频信号发生器
　　2.2.3 合成信号发生器
　2.3 函数信号发生器
　　2.3.1 工作原理及结构
　　2.3.2 AS101D型函数信号发生器简介
　2.4 脉冲信号发生器
　　2.4.1 分类
　　2.4.2 工作原理与主要性能指标
　　2.4.3 脉冲信号发生器的使用
　本章小结
　习题2
第3章 电压测量与电压表
　3.1 概述
　　3.1.1 电压测量的基本要求
　　3.1.2 交流电压的表征
　　3.1.3 电子电压表的分类
　3.2 直流电流、直流电压的测量
　　3.2.1 直流电流的测量
　　3.2.2 直流电压的测量
　3.3 模拟式交流电压表
　　3.3.1 均值电压表
　　3.3.2 峰值电压表
　　3.3.3 有效值电压表
　　3.3.4 模拟式电压表实例
　　3.3.5 使用方法及注意事项
　3.4 数字电压表
　　3.4.1 主要性能指标
　　3.4.2 A/D变换器
　　3.4.3 直流数字电压表实例
　本章小结
　习题3
第4章 波形测试与仪器
　4.1 概述
　4.2 波形测试的基本原理
　　4.2.1 阴极射线示波管
　　4.2.2 波形显示原理
　4.3 通用示波器的基本组成及性能指标
　　4.3.1 基本组成
　　4.3.2 主要性能指标
　4.4 通用示波器Y通道（垂直系统）
　　4.4.1 输入电路
　　4.4.2 前置放大器
　　4.4.3 延迟级
　　4.4.4 输出放大器
　……
第5章 频域测量与仪器
第6章 电子元器件测量与仪器
第7章 频率和时间测量与仪器
第8章 数据域测量与仪器
附录
　附录A 实验指导书
　附录B 课程设计指导书——数字电压表课程设计
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《精密测量技术与电子仪器原理》 内容梗概： 本书深入探讨了现代精密测量技术的核心原理、关键方法以及电子仪器的设计与应用。全书共分为十八章，结构严谨，内容详实，从基础理论到前沿技术，层层递进，旨在为读者构建一个全面而深刻的测量学知识体系。 第一部分：测量基础与误差分析 第一章 测量学基础 本章首先阐述了测量学的基本概念、发展历程及其在科学技术和国民经济中的重要地位。详细介绍了测量的分类（如直接测量、间接测量、单次测量、多次重复测量等）以及不同分类的特点和适用范围。重点讲解了测量过程中涉及的物理量、计量单位及其国际单位制（SI）的最新进展。此外，本章还引入了测量系统的组成部分，包括传感器、信号调理电路、数据采集与处理单元以及显示与记录装置，并分析了它们之间的相互关系和作用。最后，对测量方法进行了初步的介绍，为后续章节的深入学习打下坚实的基础。 第二章 测量误差及其分析 误差是测量不可避免的一部分，本章系统地研究了测量误差的来源、性质和分类。详细讲解了系统误差（如固定误差、周期误差、漂移误差）和随机误差（如测量本身的随机性、环境因素的随机扰动）的特点，并深入剖析了它们产生的原因。在此基础上，本章着重介绍了误差的量化表示方法，包括绝对误差、相对误差、标准差、方差以及置信区间等关键统计学概念。同时，详细阐述了误差的传播规律，即当测量量是其他测量量的函数时，如何计算和评估复合误差。本章还介绍了提高测量精度的方法，如多次重复测量取平均值、消除或减小系统误差、选择高精度仪器以及优化测量环境等，为实际测量提供了重要的指导。 第三章 测量数据的处理与统计分析 本章聚焦于如何科学地处理和分析测量获得的数据。在复习和深化误差分析的基础上，本章详细介绍了数据整理、排序、分组等基本预处理方法。核心内容在于统计分析方法的应用，包括计算均值、中位数、众数、极差、方差、标准差等描述性统计量，以全面了解数据的分布特征。重点讲解了正态分布、均匀分布等概率分布模型及其在误差分析中的应用。此外，本章还介绍了置信区间的计算方法，以量化测量结果的不确定度。对于异常数据的识别与剔除，本章也提供了常用的方法，如拉依达准则、3σ法则等。最后，本章初步介绍了数据的图示分析，如直方图、散点图等，为后续更复杂的模型分析奠定基础。 第二部分：传感器与信号调理 第四章 传感器原理与应用 传感器是测量系统的“感官”，本章深入介绍了各种类型传感器的基本原理、结构特点、性能指标以及应用领域。内容涵盖了力传感器（如电阻应变片式、压电式）、位移传感器（如电位计式、LVDT、电容式、光学式）、温度传感器（如热电偶、热电阻、红外传感器、半导体传感器）、压力传感器（如应变片式、电容式、压阻式、压电式）、流量传感器（如涡轮式、电磁式、超声波式、热质量式）、光电传感器（如光敏电阻、光电二极管、光电晶体管、CMOS/CCD图像传感器）等。对于每种传感器，都详细分析了其工作机理、输入输出特性、灵敏度、线性度、迟滞、响应时间等关键参数，并探讨了它们在不同工业和科学研究领域的具体应用实例。 第五章 信号调理电路 传感器输出的原始信号往往需要经过一系列处理才能被后续的采集与处理单元所用。本章详细讲解了信号调理电路的设计与实现。内容包括信号的放大（如直流放大器、交流放大器、运算放大器电路）、滤波（如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器，包括有源和无源滤波器）、信号的隔离（如光耦隔离、变压器隔离）、信号的匹配（如阻抗匹配）、信号的线性化（如使用非线性元件或软件补偿）以及信号的基准电压产生等。本章还会介绍一些常用的信号调理集成电路，并提供具体的电路设计实例，指导读者如何根据传感器特性和测量需求设计出性能优良的信号调理系统。 第三部分：数据采集与处理技术 第六章 数据采集系统（DAS） 数据采集系统是连接模拟世界与数字世界的桥梁。本章详细介绍了数据采集系统的组成、工作原理和关键技术。内容涵盖了采样定理（奈奎斯特-香农采样定理）及其在数字采样中的重要性，量化过程及其量化误差，以及编码过程。重点讲解了模拟-数字转换器（ADC）的各种类型，包括逐次逼近型、双积分型、Σ-Δ型、流水线型等，分析了它们的性能指标（如分辨率、采样速率、精度）和适用场景。此外，本章还介绍了数字-模拟转换器（DAC）的原理与应用。多通道数据采集、多速率采样以及数据采集卡的选型与使用也是本章的重要内容，并结合实际案例进行了讲解。 第七章 微处理器与嵌入式系统在测量中的应用 微处理器和嵌入式系统已成为现代测量仪器不可或缺的核心。本章深入探讨了微处理器在数据采集、信号处理、控制逻辑和人机交互等方面的作用。重点介绍了常见的微处理器架构（如ARM、MIPS）和微控制器（MCU）的特点。详细讲解了嵌入式系统的软硬件设计基础，包括嵌入式操作系统的选择（如RTOS）、驱动程序的编写、应用程序的开发以及与外围硬件的接口设计。本章还将介绍如何利用嵌入式系统实现智能测量、自动控制和网络化测量，并给出具体的应用实例，如嵌入式数据记录仪、便携式测量设备等。 第四部分：各类电子测量仪器原理 第八章 数字电压表与数字电流表 本章详细阐述了数字电压表（DVM）和数字电流表（DCI）的工作原理、结构和性能。重点介绍了DVM的几种主要测量原理，包括双积分式、Σ-Δ式、斜坡式等，分析了它们的特点、优缺点和适用范围。讲解了数字显示部分的构成，如LED、LCD显示器。此外，本章还介绍了DVM的档位切换、自动量程、保持功能等特性。对于数字电流表，本章介绍了其与电压表结合使用的原理，通常通过分流电阻将电流转换为电压进行测量。本章还将讨论高精度数字表的设计要点和校准方法。 第九章 万用表与示波器 万用表是电子工程师和技术人员必备的工具，本章系统介绍了万用表的原理与应用。详细讲解了万用表如何测量电压、电流、电阻、电容、晶体管参数等。对于模拟万用表，介绍了其核心元件——磁电系仪表和内部分压、分流电路。对于数字万用表，则进一步深化了第八章关于DVM的原理。 示波器作为观察和分析电信号的重要仪器，本章对其原理进行了深入剖析。详细介绍了模拟示波器和数字示波器的基本结构和工作原理，包括垂直系统（放大器、衰减器）、水平系统（时基产生器、扫描电路）、触发系统（边沿触发、脉冲触发）以及显示系统。重点讲解了示波器的主要性能指标，如带宽、采样率、垂直分辨率、时基精度等。此外，本章还介绍了示波器在信号测量、波形分析、故障诊断等方面的典型应用。 第十章 信号发生器 信号发生器是产生各种标准波形信号的仪器，是电子系统调试和测试的重要工具。本章详细介绍了各种类型信号发生器的原理与应用，包括正弦波发生器、方波/脉冲发生器、函数发生器（可产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等）、任意波形发生器（AWG）。重点讲解了函数发生器和AWG的产生机理，如利用压控振荡器（VCO）、数模转换器（DAC）等。本章还分析了信号发生器的主要参数，如频率范围、输出幅度、失真度、相位噪声等，并介绍了它们在不同领域的应用。 第十一章 频率计与时间测量 本章聚焦于频率和时间测量技术。详细介绍了频率计的工作原理，包括门控法、周期测量法等。讲解了频率计的组成部分，如输入放大器、整形电路、电子门电路、计数器、时基以及显示电路。介绍了不同类型的频率计，如通用频率计、微波频率计等。此外，本章还阐述了时间间隔测量技术，以及如何利用电子技术实现高精度的时间测量，并探讨了它们在通信、导航、科学研究等领域的重要应用。 第十二章 阻抗测量仪表 阻抗是电路的重要参数，本章详细介绍了测量阻抗的各类仪器。主要介绍电桥（如惠斯通电桥、Kelvin双臂电桥）的原理，用于测量电阻。重点讲解了LCR测试仪的工作原理，它能够测量电感（L）、电容（C）和电阻（R），并能测量这些元件的品质因数（Q）、损耗角正切（D）等参数。本章还将介绍射频阻抗测量技术，如矢量网络分析仪（VNA）的基本原理，用于测量高频下的阻抗特性。 第十三章 功率测量仪表 功率测量在电力系统、电子设备设计和测试中至关重要。本章详细介绍了不同形式的功率测量方法和仪器。对于直流功率，介绍了直接测量电压和电流相乘的方法。对于交流单相功率，详细讲解了功率表（如铁磁式功率表、电子式功率表）的工作原理，特别是瓦特表的测量原理。对于三相功率，介绍了单瓦特表法、两瓦特表法等测量技术。此外，本章还将介绍功率分析仪的功能，其能够测量基波功率、谐波功率、视在功率、无功功率等，并进行功率因数分析。 第十四章 电子仪器中的数字接口与通信 随着仪器智能化和网络化程度的提高，数字接口与通信技术变得越来越重要。本章详细介绍了电子测量仪器中常用的数字接口标准，如USB（通用串行总线）、RS-232（串行接口）、GPIB（IEEE 488）、以太网等。讲解了各种接口的工作原理、传输速率、连接方式以及在仪器控制、数据传输和远程操作中的应用。本章还将介绍仪器间的通信协议，如SCPI（标准命令语言），以及如何利用这些接口实现仪器间的协同工作和数据共享。 第五部分：现代测量技术与发展趋势 第十五章 逻辑分析仪与数据总线测试 逻辑分析仪是数字电路设计和调试的利器。本章详细介绍了逻辑分析仪的工作原理，包括其如何捕获、显示和分析数字信号的时序关系。重点讲解了逻辑分析仪的通道数、采样速率、触发条件（如状态触发、时序触发）等关键参数。此外，本章还介绍了逻辑分析仪在总线（如SPI、I2C、UART、USB）协议解码和分析中的应用，帮助工程师快速定位数字电路中的问题。 第十六章 频谱分析仪与信号分析 频谱分析仪是研究信号频域特性的重要仪器。本章深入讲解了频谱分析仪的基本原理，包括其如何将时域信号转换为频域信息。重点介绍了频谱分析仪的主要组成部分，如本地振荡器、混频器、低通滤波器、检波器以及显示器。分析了频谱分析仪的关键性能指标，如分辨带宽（RBW）、视频带宽（VBW）、扫频时间、动态范围等。本章还将介绍频谱分析仪在射频信号分析、噪声测量、谐波分析等方面的应用，并探讨了现代信号分析技术的发展。 第十七章 仪器校准与质量保证 仪器的准确性和可靠性是测量结果有效性的基础。本章详细阐述了电子测量仪器的校准过程与质量保证体系。讲解了校准的目的、分类（如出厂校准、期间校准、在用校准）以及校准方法。重点介绍了校准依据的标准（如国家计量标准、行业标准）和校准程序。本章还将讨论不确定度分析在校准过程中的作用，以及如何根据校准结果对仪器进行调整和维护。最后，介绍了仪器质量保证体系的建立与运行，包括计量认证、ISO标准等。 第十八章 现代测量技术发展趋势 本章展望了电子测量与仪器领域的前沿发展趋势。内容涵盖了高精度、高速度、小型化、智能化、网络化等发展方向。重点介绍了虚拟仪器技术（VI）的理念和应用，如何利用PC和软件实现灵活多样的测量功能。探讨了先进的测量技术，如非接触式测量、微机电系统（MEMS）在传感器中的应用、以及人工智能（AI）和机器学习在数据分析和仪器故障诊断中的潜力。此外，本章还将讨论绿色测量和可持续发展在仪器设计和应用中的重要性。 通过对本书内容的学习，读者将能够深刻理解电子测量与仪器的基本原理，掌握各种测量技术和方法，并能够根据实际需求选择、使用和评估各类测量仪器，为从事相关科学研究、工程设计、生产制造和质量控制等工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我买这本书之前其实是抱着将信将疑的态度，因为市面上很多号称“修订版”的书，不过是换了个封面，内容几乎和老版一模一样，或者只是增加了一些无关紧痒的边角料。但是这本《电子测量与仪器(第2版)》显然是下了大功夫进行重构的。我对比了老版本，新版在数字化处理和嵌入式系统集成这一块的篇幅明显增加了，这完全跟上了时代的发展步伐。比如，它详细讲解了如何利用FPGA进行高速数据采集和实时信号处理，这在上一版中几乎是没有涉及的。此外，它还加入了对新型传感器接口标准，比如CAN总线和EtherCAT在测量系统中的应用探讨，这对于从事自动化控制和物联网集成的工程师来说，提供了非常宝贵的参考信息。阅读过程中，我感觉作者不仅仅是在‘教’我们知识，更是在‘引领’我们思考未来的技术走向。这种前瞻性的视野，使得这本书的价值远超其定价，我强烈推荐给正在从事或计划进入高精度测量领域的同行们。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是令人眼前一亮，那种深邃的蓝色调配上银色的字体，立刻给人一种专业又前沿的感觉，让人忍不住想翻开看看里面到底藏了多少干货。我一直对这个领域很感兴趣，但市面上的教材往往过于晦涩难懂，理论堆砌得让人望而却步。然而，这本书的排版和插图处理得非常到位，色彩过渡自然，即使是复杂的电路图和波形图，也能清晰地展现出来，这对于初学者来说简直是福音。我特别喜欢它在引入新概念时，总能结合一些实际的应用场景来解释，而不是生硬地抛出公式。比如讲解信号发生器的原理时，它没有直接跳到傅里叶变换那种抽象的数学模型，而是先用一个生活中的例子来做比喻，让我一下子就抓住了核心思想。这种‘润物细无声’的教学方式，极大地降低了我的学习门槛，让我感觉学习过程不再是一种负担，而更像是一场探索知识的奇妙旅程。作者在内容组织上的用心程度，从目录就能看出来，逻辑性极强，章节之间的衔接非常平滑，确保读者可以循序渐进地构建起完整的知识体系，这一点是我在其他教材中很少看到的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格有一种独特的‘亲和力’，即便面对那些本质上非常枯燥的理论部分，作者也能用一种娓娓道来的叙述方式将读者代入情境。举个例子，当我们学习万用表的结构和工作原理时，它没有简单地罗列电阻、电压、电流的测量原理，而是通过构建一个‘虚拟的测量实验室’场景，让读者想象电流是如何‘流过’仪表的内部元件，电压是如何被‘感应’到的。这种拟人化的讲解方式，极大地激发了我对基础原理的兴趣，不再觉得这些是死记硬背的内容。更重要的是，书中穿插的‘小贴士’和‘注意事项’部分，简直是精华所在，这些往往是课堂上老师一笔带过，但考试或实际操作中却最容易出错的地方。比如关于示波器探头衰减比的选择、探头接地方式对高频测量的影响等等，这些细微之处的提醒，体现了作者深厚的实践经验，仿佛有一位经验丰富的前辈一直在身边指导。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的深度和广度都超出了我的预期，它不仅仅停留在基础概念的阐述上，更深入挖掘了现代电子测量技术中的一些尖端内容。我尤其欣赏其中关于噪声抑制和误差分析的那几个章节，写得鞭辟入里，几乎把所有常见的系统误差和随机误差的来源都梳理了一遍，并且给出了非常实用的校准和补偿方法。书里引用的案例，很多都来自于近几年的工业标准和最新的科研成果，这使得内容具有很强的时效性和指导意义。我记得有一次我手头上的一个精密测量项目遇到了瓶颈，反复在数据抖动上栽跟头，后来翻到书中的“低频噪声滤除技术”那一节，里面详细对比了不同滤波器在特定环境下的性能表现，让我豁然开朗，最终成功找到了解决方案。这种能够直接指导实践、解决实际工程难题的能力，才是衡量一本技术书籍价值的硬标准。它不是那种写完就束之高阁的‘古董’教材，而是活生生的、能够陪伴工程师度过职业生涯中关键挑战的‘工具书’。作者的严谨态度在每一个公式推导中都体现得淋漓尽致，没有丝毫的含糊不清。

评分☆☆☆☆☆

从装帧质量和阅读体验来看，这本书也算是教科书中的‘奢侈品’了。纸张的厚度和光泽度恰到好处，长时间阅读眼睛不容易疲劳，这对需要长时间伏案学习的读者来说至关重要。内页的印刷非常清晰，即便是最小的脚注和图例标注，也锐利可辨，没有出现任何模糊重影的现象，这在很多批量印刷的书籍中是难以保证的。装订方面，它采用了线装，可以完全平铺在桌面上，无论你是在做笔记，还是对照着实验手册进行操作，都能保持书页的稳定，这对于需要频繁翻阅特定章节的读者来说，简直是设计上的一个体贴入微的细节。总的来说，无论是从学术深度、工程实用性、内容更新程度，还是到最终的物理呈现效果，这本书都达到了一个极高的水准，完全配得上它在行业内的声誉，它已经成为了我工作台边不可或缺的参考手册。