精密測量理論與技術基礎

前言
第一章緒論1
第一節(jié)基本概念1
一、測量1
二、測試2
三、計量2
四、計量學3
第二節(jié)國際單位制4
一、量、單位、單位制4
二、國際單位制5
三、國際單位制外的單位9
第三節(jié)測量標準9
一、米——長度10
二、千克——質量11
三、秒——時間11
四、安培——電流12
五、開爾文——熱力學溫度12
六、摩爾——物質的量13
七、坎德拉——發(fā)光強度13
第四節(jié)測量結果的溯源性 14
一、檢定15
二、校準18
三、測量結果溯源性的實施19
思考題20
第二章測量系統(tǒng)21
第一節(jié)概述21
一、測量系統(tǒng)的組成21
二、測量系統(tǒng)的輸出輸入特性21
三、測量方法22
四、傳感器23
五、信號調(diào)理單元23
六、信號分析處理單元24
第二節(jié)測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性24
一、測量系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)學模型24
二、測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標 25
第三節(jié)測量系統(tǒng)的動態(tài)特性29
一、測量系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型29
二、測量系統(tǒng)的動態(tài)特性指標33
第四節(jié)測量系統(tǒng)的標定與校準39
一、測量系統(tǒng)的靜態(tài)標定39
二、測量系統(tǒng)的動態(tài)標定40
思考題42
第三章測量信號43
第一節(jié)概述43
一、信號的定義43
二、信號的分類43
三、信號的時域和頻域45
四、信號與系統(tǒng)45
第二節(jié)確定信號分析46
一、確定信號的時域分析46
二、周期信號的頻域分析49
三、非周期信號的頻域分析51
四、周期信號的傅里葉變換53
第三節(jié)隨機信號分析54
一、隨機信號的基本概念54
二、隨機信號的主要特征參數(shù)55
三、隨機信號的相關分析56
四、功率譜分析59
五、相干函數(shù)61
第四節(jié)數(shù)字信號處理62
一、數(shù)字信號處理系統(tǒng)62
二、采樣定理63
三、離散傅里葉變換64
四、快速傅里葉變換65
第五節(jié)小波分析66
一、從傅里葉變換到小波變換66
二、基本小波函數(shù)67
三、多分辨率分析69
四、小波包分析70
思考題71
第四章測量誤差72
第一節(jié)概述72
一、測量誤差的基本概念72
二、誤差的分類74
三、三類誤差之間的關系75
第二節(jié)粗大誤差76
一、粗大誤差的產(chǎn)生原因76
二、粗大誤差的防止與消除方法77
三、粗大誤差的判別準則77
第三節(jié)系統(tǒng)誤差82
一、系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因82
二、系統(tǒng)誤差的特征83
三、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)方法84
四、系統(tǒng)誤差的減小和消除方法87
第四節(jié)隨機誤差90
一、隨機誤差的分布規(guī)律90
二、隨機誤差的產(chǎn)生原因93
三、算術平均值93
四、測量的標準差93
五、置信區(qū)間——極限誤差95
六、方均根誤差97
七、不等權測量97
第五節(jié)測量數(shù)據(jù)運算中的有效數(shù)字
取舍101
思考題104
第五章測量不確定度105
第一節(jié)概述105
一、用測量不確定度評定代替誤差
評定的必要性105
二、測量不確定度的發(fā)展歷史106
三、測量不確定度的基本概念106
第二節(jié)測量不確定度評定的步驟110
第三節(jié)不確定度評定數(shù)學模型的建立111
一、根據(jù)測量原理用透明箱模型導出
數(shù)學模型112
二、包含黑箱模型的數(shù)學模型113
第四節(jié)標準不確定度 113
一、輸入量估計值的標準不確定度的
A類評定113
二、輸入量估計值的標準不確定度的
B類評定118
第五節(jié)合成標準不確定度 119
一、線性數(shù)學模型的合成標準不確
定度120
二、非線性數(shù)學模型的合成標準不
確定度122
第六節(jié)擴展不確定度 123
一、被測量可能值的分布的判定124
二、依據(jù)被測量分布確定包含因子和
擴展不確定度的計算126
三、自由度的計算129
第七節(jié)測量不確定度報告 132
一、合成標準不確定度uc(y)的報告
形式132
二、擴展不確定度的報告形式132
第八節(jié)測量不確定度評定的實例 133
一、標稱長度50mm量塊的校準133
二、金屬試件拉伸強度的測量138
思考題139
第六章測量數(shù)據(jù)處理方法141
第一節(jié)線性參數(shù)的最小二乘法處理 141
一、最小二乘法原理141
二、利用正規(guī)方程求解143
三、標準差計算146
四、不等權測量線性參數(shù)最小二乘法
處理的正規(guī)方程148
五、非線性參數(shù)最小二乘法處理的正規(guī)
方程149
第二節(jié)回歸分析 150
一、回歸分析的基本概念150
二、一元線性回歸151
三、一元非線性回歸157
四、回歸曲線方程的效果158
思考題158
第七章長度量的測量160
第一節(jié)概述 160
一、米的定義160
二、長度量值傳遞系統(tǒng)161
三、長度測量的標準量161
四、長度測量的基本原則162
第二節(jié)長度尺寸的測量 164
一、直接測量164
二、間接測量173
三、原位測量175
第三節(jié)坐標的測量 176
一、坐標測量的方法176
二、坐標測量系統(tǒng)177
三、工程測量實例——轎車白車身三維
尺寸視覺測量系統(tǒng)194
第四節(jié)形位誤差的測量200
一、直線度誤差的測量201
二、圓度誤差的測量204
三、同軸度誤差的測量206
第五節(jié)表面粗糙度的測量207
一、評定的基準及參數(shù)207
二、測量的方法及儀器209
第六節(jié)微納尺度的測量212
一、掃描隧道顯微鏡213
二、原子力顯微鏡215
思考題221
第八章角度量的測量222
第一節(jié)概述 222
一、角度的單位222
二、角度的基準222
三、角度量值傳遞系統(tǒng)224
第二節(jié)角度尺寸的測量 225
一、接觸式測量225
二、非接觸式測量226
第三節(jié)自由度的測量232
一、多自由度的測量232
二、空間姿態(tài)的測量234
第四節(jié)圓分度誤差的測量238
一、圓分度誤差的評定指標238
二、圓分度誤差的測量方法240
思考題244
第九章速度和加速度的測量246
第一節(jié)概述246
第二節(jié)速度的測量246
一、線速度的測量246
二、角速度的測量253
三、轉速的測量259
第三節(jié)加速度的測量261
一、加速度測量的基本原理262
二、基于位移的加速度測量262
三、基于慣性力的加速度測量264
思考題268
第十章力和壓力的測量269
第一節(jié)概述 269
第二節(jié)力和力矩的測量 270
一、力的測量方法270
二、測力儀270
三、稱重275
四、力矩的測量279
第三節(jié)壓力的測量283
一、壓力量值的溯源與傳遞284
二、壓力測量儀表284
三、真空的測量289
四、超高壓的測量293
思考題294
第十一章機械振動的測試295
第一節(jié)概述 295
一、機械振動的危害295
二、機械振動的益處296
三、機械振動測試的內(nèi)容296
第二節(jié)振動的類型及動態(tài)特性296
一、振動的類型296
二、振動的動態(tài)特性298
第三節(jié)機械振動測試系統(tǒng)301
一、振動測試系統(tǒng)的組成301
二、振動激勵裝置301
三、測振傳感器305
第四節(jié)振動特性參量的測量305
一、振動參量的測量306
二、動力學參量的測試306
第五節(jié)振動測量儀器的檢定與校準309
一、校準方法310
二、共振梁校準312
三、沖擊校準312
思考題314
第十二章溫度的測量316
第一節(jié)概述316
一、溫度的基本概念316
二、溫標316
三、溫度的測量方法317
第二節(jié)膨脹式溫度計318
一、液體膨脹式溫度計318
二、固體膨脹式溫度計319
三、壓力式溫度計320
第三節(jié)熱電偶式溫度計320
一、熱電效應320
二、熱電偶基本定律322
三、熱電偶材料與標準化熱電偶323
四、熱電偶式溫度計的結構324
五、熱電偶的測溫回路324
六、參考端的處理325
第四節(jié)電阻式溫度計326
一、金屬熱電阻327
二、半導體熱電阻328
第五節(jié)熱輻射測溫329
一、熱輻射的物理基礎329
二、熱輻射測溫法332
三、光纖測溫法334
思考題336
第十三章流量的測量337
第一節(jié)概述337
一、流量的基本概念337
二、流體力學的基本參數(shù)和定律337
第二節(jié)差壓式流量計340
一、測量原理340
二、差壓式流量計的組成與分類341
三、節(jié)流裝置341
第三節(jié)容積式流量計343
第四節(jié)速度式流量計345
一、渦輪流量計345
二、電磁流量計346
三、超聲流量計347
第五節(jié)流體阻力式流量計349
一、浮子流量計349
二、靶式流量計350
第六節(jié)渦街流量計350
第七節(jié)科里奧利質量流量計352
思考題353
參考文獻354