電氣測試技術(shù)

前言第1章〖〗概論1 1.1 電氣測試概述1 1.1.1 測試的任務(wù)和作用1 1.1.2 測試技術(shù)研究的內(nèi)容1 1.2 電氣測試系統(tǒng)的組成2 1.2.1 傳感器3 1.2.2 信號調(diào)理器3 1.2.3 終端輸出器3 1.3 電氣測試信號的描述3 1.3.1 信號的分類和描述4 1.3.2 周期信號的頻譜8 1.3.3 非周期信號的頻譜9 1.3.4 傅里葉變換的常用性質(zhì)10 1.3.5 幾種典型信號的頻譜11 1.4 電氣測試技術(shù)的發(fā)展13 1.4.1 DPS應(yīng)用技術(shù)13 1.4.2 高精度A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)14 1.4.3 傳感器自評估技術(shù)15 1.4.4 多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)16 1.4.5 動態(tài)誤差修正技術(shù)16 習題與思考18第2章〖〗電氣測試基礎(chǔ)知識19 2.1 電磁量測試基礎(chǔ)19 2.1.1 測試標準19 2.1.2 測量方法 20 2.1.3 測量結(jié)果的表示21 2.1.4 電學量和電學基準22 2.2 非電量測試基礎(chǔ)25 2.2.1 傳感器的靜態(tài)特性25 2.2.2 傳感器的動態(tài)特性27 2.2.3 傳感器的標定與校準31 2.3 測量誤差分析32 2.3.1 測量誤差的概念和分類32 2.3.2 測量誤差的表示方法36 2.3.3 測量不確定度37 習題與思考41第3章〖〗溫度檢測42 3.1 溫標及測溫方法42 3.1.1 溫標42 3.1.2 常用測溫方法43 3.2 膨脹式溫度計44 3.2.1 雙金屬溫度計44 3.2.2 壓力式溫度計45 3.3 電阻式溫度傳感器47 3.3.1 金屬熱電阻傳感器47 3.3.2 熱敏電阻49 3.4 熱電偶52 3.4.1 熱電偶的工作原理52 3.4.2 熱電偶的基本定律55 3.4.3 熱電偶的冷端溫度補償56 3.5 光纖溫度傳感器57 3.5.1 功能型光纖溫度傳感器57 3.5.2 傳輸型光纖溫度傳感器60 3.6 紅外溫度傳感器61 3.6.1 紅外測溫的原理61 3.6.2 紅外測溫的特點62 3.6.3 常見紅外溫度傳感器63 3.7 溫度傳感器的應(yīng)用64 3.7.1 浴池水溫控制器64 3.7.2 壓電晶體極化溫度控制器65 3.7.3 無觸點恒溫控制器65 習題與思考66第4章〖〗壓力檢測684.1 壓力的概念及測量方法68 4.1.1 壓力的概念68 4.1.2 壓力測量方法69 4.2 應(yīng)變式壓力傳感器70 4.2.1 電阻應(yīng)變效應(yīng)70 4.2.2 電阻應(yīng)變片 71 4.2.3 電阻應(yīng)變片的粘貼及溫度補償72 4.2.4 轉(zhuǎn)換電路73 4.2.5 應(yīng)變式壓力傳感器75 4.3 壓電式壓力傳感器77 4.3.1 壓電效應(yīng)77 4.3.2 壓電式壓力傳感器等效電路和測量電路81 4.3.3 壓電式壓力傳感器的應(yīng)用83 4.4 電容式壓力傳感器84 4.4.1 電容式壓力傳感器的工作原理及特性84 4.4.2 變極距型電容式壓力傳感器84 4.4.3 變面積型電容式壓力傳感器85 4.4.4 變介電常數(shù)型電容式壓力傳感器87 4.4.5 電容式壓力傳感器的應(yīng)用88 4.5 霍爾式壓力傳感器91 4.5.1 霍爾效應(yīng)91 4.5.2 霍爾式壓力傳感器工作原理91 4.5.3 霍爾式壓力傳感器的應(yīng)用92 4.6 電子秤93 4.6.1 電子秤的工作原理93 4.6.2 稱重傳感器的工作原理94 6.6.3 電子秤的應(yīng)用94 4.7 壓力傳感器的應(yīng)用95 習題與思考96第5章〖〗機械位移檢測97 5.1 電容式位移傳感器97 5.2 電感式位移傳感器100 5.3 差動變壓器式位移傳感器102 5.4 光柵位移傳感器103 5.4.1 光柵位移傳感器103 5.4.2 感應(yīng)同步器104 5.4.3 角數(shù)字編碼器106 5.5 位移傳感器的應(yīng)用108 習題與思考110第6章〖〗速度、加速度、振動檢測111 6.1 速度傳感器111 6.1.1 模擬式轉(zhuǎn)速傳感器111 6.1.2 計數(shù)式轉(zhuǎn)速傳感器113 6.2 加速度傳感器116 6.2.1 電容式加速度傳感器116 6.2.2 差動變壓器式加速度傳感器116 6.2.3 電阻式加速度傳感器117 6.2.4 霍爾式加速度傳感器117 6.2.5 壓電式加速度傳感器118 6.3 振動檢測傳感器119 6.3.1 機械振動測試系統(tǒng)的構(gòu)成119 6.3.2 單自由度系統(tǒng)的受迫振動120 6.3.3 由系統(tǒng)的基礎(chǔ)運動引起的受迫振動121 6.3.4 電感式振動傳感器122 6.3.5 電阻式振動傳感器123 6.4 速度、加速度、振動傳感器的應(yīng)用123 習題與思考125第7章〖〗電壓與電流檢測126 7.1 電壓與電流測量基本原理126 7.1.1 直接測量法126 7.1.2 間接測量法129 7.2 幾種常用的直讀式測量儀表130 7.2.1 磁電系儀表130 7.2.2 電磁系儀表134 7.2.3 電動系儀表136 7.3 電壓互感器和電流互感器138 7.3.1 電壓互感器138 7.3.2 電流互感器140 7.3.3 電子式互感器142 7.4 電壓與電流檢測技術(shù)的應(yīng)用147 習題與思考149第8章〖〗時間與頻率檢測150 8.1 概述150 8.1.1 時間與頻率的基本概念150 8.1.2 時間與頻率標準151 8.2 頻率的頻率響應(yīng)法測量152 8.2.1 諧振法測量頻率152 8.2.2 電橋法測量頻率153 8.3 時間和頻率的數(shù)字化測量154 8.3.1 電子計數(shù)器的工作原理154 8.3.2 頻率和頻率比的測量155 8.3.3 時間和時間間隔的測量156 8.4 電子計數(shù)器的誤差158 8.4.1 電子計數(shù)器誤差的來源159 8.4.2 測量頻率的誤差160 8.4.3 測量周期的誤差161 習題與思考161第9章〖〗電功率和功率因數(shù)檢測163 9.1 概述163 9.1.1 電功率的基本概念163 9.1.2 交流電路的功率因數(shù)164 9.1.3 功率和功率因數(shù)的測量方法165 9.2 單相功率的檢測165 9.2.1 間接法測量165 9.2.2 直接法測量166 9.3 三相功率的檢測167 9.3.1 間接法測量167 9.3.2 用單相功率表測有功功率169 9.3.3 用單相功率表測無功功率170 9.4 功率因數(shù)的檢測172 9.4.1 直接測量法172 9.4.2 間接測量法172 9.5 電功率和功率因數(shù)檢測技術(shù)的應(yīng)用173 習題與思考175第10章〖〗磁學量檢測177 10.1 概述177 10.1.1 概述177 10.1.2 磁學基礎(chǔ)178 10.1.3 磁性材料及磁場分類184 10.1.4 磁學量的測量方法185 10.1.5 常用測量儀器儀表186 10.2 磁場測量技術(shù)186 10.2.1 磁感應(yīng)法186 10.2.2 霍爾效應(yīng)法187 10.2.3 磁通門法188 10.2.4 其他磁測量法189 10.3 磁性材料測量191 10.3.1 磁性材料測量的意義191 10.3.2 磁性材料特性及其測量特點191 10.3.3 退磁192 10.3.4 磁性材料靜態(tài)特性測量193 10.3.5 磁性材料動態(tài)特性測量196 10.3.6 磁性材料特性測量電路的發(fā)展198 10.4 磁傳感器199 10.4.1 霍爾元件199 10.4.2 半導體霍爾元件200 10.4.3 霍爾元件的應(yīng)用201 習題與思考204第11章〖〗現(xiàn)代傳感器205 11.1 智能傳感器205 11.1.1 智能傳感器的功能205 11.1.2 智能傳感器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計206 11.1.3 智能傳感器的實現(xiàn)207 11.1.4 智能傳感器的應(yīng)用208 11.2 微傳感器210 11.2.1 MEMS與微加工210 11.2.2 微傳感器的概述211 11.2.3 壓阻式微傳感器212 11.2.4 電容式微傳感器214 11.2.5 電感式微傳感器216 11.2.6 熱敏電阻式微傳感器217 11.3 網(wǎng)絡(luò)傳感器217 11.3.1 網(wǎng)絡(luò)傳感器的概念及特點217 11.3.2 網(wǎng)絡(luò)傳感器的類型218 11.3.3 基于IEEE1451標準的網(wǎng)絡(luò)傳感器219 11.3.4 網(wǎng)絡(luò)傳感器測控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)222 11.3.5 網(wǎng)絡(luò)傳感器的應(yīng)用前景223 習題與思考224第12章〖〗電氣測量抗干擾技術(shù)225 12.1 常見干擾源分析225 12.1.1 干擾的定義、類型及來源225 12.1.2 干擾信號的耦合方式226 12.2 常用的抑制干擾技術(shù)227 12.2.1 差模干擾及抑制技術(shù)228 12.2.2 共模干擾及抑制技術(shù)229 12.2.3 電源引入干擾的抑制233 12.2.4 其他抑制干擾的措施235 12.3 電磁兼容235 12.3.1 電磁兼容含義235 12.3.2 電磁兼容設(shè)計236 12.3.3 電磁干擾濾波器246 12.4 電氣測量抗干擾技術(shù)的應(yīng)用249 習題與思考252參考文獻〖〗253