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
基本信息
书名:电子测量技术与仪器
原价:28.00元
作者:张大彪 主编
出版社:电子工业出版社
出版日期:2010-11-1
ISBN:9787121120251
字数:410000
页码:244
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:
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内容提要
本书以培养学生电子测量基本技术和工程应用能力为目标,重点介绍了信号发生器、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、智能仪器等常用测量仪器的基本原理和使用方法,以及自动测试技术、虚拟仪器技术。本书深入浅出,通俗易懂。各章均配置了习题,大部分章节都有实训。
本书可作为应用型本科和高等职业学校电子、通信、控制与检测等专业的教学用书,也可作为相关专业工程技术人员和广大电子爱好者的参考用书。
目录
第1章 电子测量与仪器基本概念
1.1 测量方法概述
1.2 测量误差分析
1.3 电子测量仪器概述
1.4 电子测量误差的表示方法
1.5 电子测量中的干扰
本章小结
习题1
实训一 测量数据处理实训
第2章 信号发生器
2.1 信号发生器概述
2.2 低频信号发生器
2.3 高频信号发生器
2.4 函数信号发生器
2.5 合成信号发生器
2.6 电视信号发生器
2.7 脉冲信号发生器
本章小结
习题2
实训二 低频信号发生器的使用
实训三 高频信号发生器的使用
第3章 电子示波器
3.1 概述
3.2 示波管及波形显示原理
3.3 电子示波器电路构成及原理
3.4 SS5702双踪示波器
3.5 双扫描示波器
3.6 取样示波器
3.7 数字存储示波器
本章小结
习题3
实训四 示波器的应用
第4章 电子计数器
4.1 电子计数器简介
4.2 电子计数器工作原理
4.3 电子计数器的测量误差
4.4 电子计数器的使用
本章小结
习题4
实训五 电子计数器测量实训
第5章 电压测量仪器
5.1 电压测量简介
5.2 数字式电压表
5.3 模拟式电子电压表
本章小结
习题5
实训六 台式数字万用表测量实训
实训七 模拟电子电压表测量实训
第6章 频域测量仪器
第7章 元件参数测量仪器
第8章 智能仪器与自动测试系统
第9章 虚拟仪器技术
附录A 习题答案
参考文献
作者介绍
文摘
序言
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
坦率地说,我对一些传统测量仪表的描述感到惊喜。在当前技术快速迭代的背景下,很多书籍都倾向于追逐最新的、最时髦的仪器,而忽略了那些经过时间检验的、至今仍在工业界广泛使用的基础设备。这本书在这方面做得非常平衡。它详尽地分析了万用表的内部结构,如何通过电阻分压器和运算放大器实现高精度直流电压测量;对LCR测试仪的阻抗测量原理进行了深入的剖析,特别是如何处理电抗和相位角的问题。对于理解这些基础模块,是后续掌握射频(RF)或微波测量技术的前提。书中对桥式电路的讲解,简直是教科书级别的清晰——从惠斯通电桥到开关电容桥,每一步的平衡条件和灵敏度分析都推导得一丝不苟。掌握了这些,我才能真正理解现代高精度仪器内部的精妙设计,而不仅仅是停留在“按下按钮出结果”的表面操作层面。
评分翻开这本书,我立刻感受到了作者在系统集成和自动化测试方面的深厚功力。这本书显然不只是讲解单个仪表的原理,更是着眼于如何构建一个完整的、可重复的测试系统。书中对GPIB、USB、Ethernet等主流总线接口的通信协议进行了详尽的对比和讲解,这一点非常实用。过去我常为不同品牌仪器间的通信标准不一而头疼,而这本书提供了一个清晰的框架来理解和管理这些异构设备。更出色的是,它没有停留在硬件层面,而是花了大量的篇幅讨论软件层面的测试脚本开发,比如LabVIEW和Python在自动化测试中的应用。作者没有直接给出复杂的代码范例,而是侧重于设计思想——如何构建模块化的测试流程、如何实现高效的数据处理和报告生成。这种“授人以渔”的教学方式,让我这个习惯了手动操作的人,开始尝试构建自己的测试平台,极大地提高了工作效率。对于想要从“手动测量”升级到“智能测试”的人来说,这本书无疑是一份极佳的路线图。
评分从技术深度和广度的平衡来看,这本《电子测量技术与仪器》绝对称得上是一部集大成之作。它的覆盖范围之广令人印象深刻,从基础的直流/交流测量、到时域分析,再到频率域分析(傅里叶变换的应用),甚至还涉及了噪声的测量和抑制。我尤其关注了它在高频测量部分的处理。在处理高频信号时,传输线的特性阻抗、连接器的损耗以及探头负载效应成为了主要的误差源。这本书清晰地指出了这些挑战,并提供了针对性的解决方案,比如如何使用匹配终端或选择合适的探头衰减比。对于我们进行高速电路设计验证的团队而言,理解这些高频效应至关重要。很多时候,我们测到的信号失真并非是电路本身的问题,而是测试设备与被测物连接不当造成的“人工假象”。这本书帮助我培养了一种批判性的测量思维,时刻提醒我:测量环境和方法本身就是影响结果的关键变量。它的专业性和实战指导价值极高。
评分这本书的编排结构非常适合自学,逻辑推进得严密而有层次感。它并没有一上来就抛出高深的数学公式,而是先用非常直观的物理概念来解释测量背后的本质。例如,在讲解数字示波器的采样定理时,作者没有急于给出奈奎斯特频率的定义,而是先通过一个形象的比喻——电影胶片放映速度与运动模糊的关系,来阐述采样率与信号保真度的关联。这种循序渐进的引导,让复杂的概念变得易于接受和记忆。而且,书中大量的插图和流程图都经过精心设计,它们不是简单的装饰,而是紧密配合文字内容,帮助读者理解复杂的信号路径和内部结构。我特别喜欢它对一些经典测量误差的“历史回顾”,简要介绍了这些误差的发现过程,这让测量技术不仅仅是冰冷的数字和电路,而是一门不断与自然界不确定性抗争的科学。这种人文关怀式的写作手法,让阅读过程充满乐趣和启发。
评分这本《电子测量技术与仪器》的作者似乎对模拟电路和信号处理有着极其深刻的理解,书中的内容从最基础的电压、电流测量原理出发,一步步深入到复杂的频谱分析和时间域测量技术。我特别欣赏它在仪器校准和不确定度分析方面的详尽论述。要知道,在实际的工程应用中,光是知道如何操作仪器是远远不够的,如何确保测量结果的可靠性和准确性才是关键。书中详细阐述了各种误差来源,比如随机误差、系统误差、环境漂移等,并提供了多种统计学方法来量化这些不确定度。对于我这种经常需要进行精密测试的工程师来说,这部分内容简直是如获至宝。它不像很多教科书那样只停留在理论层面,而是非常注重实际操作中的考量,比如如何选择合适的传感器、如何避免电磁干扰(EMI/EMC)对测量精度的影响,这些都是教科书上常常被一笔带过,但在实际工作中却能决定项目成败的关键点。尤其是关于动态信号捕获的部分,对瞬态现象的捕捉和分析方法介绍得非常透彻,结合了高速数据采集卡(DAQ)的应用实例,使得理论与实践的衔接无比顺畅。
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