精密測(cè)量理論與技術(shù)基礎(chǔ)

前言
第一章緒論1
第一節(jié)基本概念1
一、測(cè)量1
二、測(cè)試2
三、計(jì)量2
四、計(jì)量學(xué)3
第二節(jié)國(guó)際單位制4
一、量、單位、單位制4
二、國(guó)際單位制5
三、國(guó)際單位制外的單位9
第三節(jié)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)9
一、米——長(zhǎng)度10
二、千克——質(zhì)量11
三、秒——時(shí)間11
四、安培——電流12
五、開(kāi)爾文——熱力學(xué)溫度12
六、摩爾——物質(zhì)的量13
七、坎德拉——發(fā)光強(qiáng)度13
第四節(jié)測(cè)量結(jié)果的溯源性 14
一、檢定15
二、校準(zhǔn)18
三、測(cè)量結(jié)果溯源性的實(shí)施19
思考題20
第二章測(cè)量系統(tǒng)21
第一節(jié)概述21
一、測(cè)量系統(tǒng)的組成21
二、測(cè)量系統(tǒng)的輸出輸入特性21
三、測(cè)量方法22
四、傳感器23
五、信號(hào)調(diào)理單元23
六、信號(hào)分析處理單元24
第二節(jié)測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性24
一、測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型24
二、測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo) 25
第三節(jié)測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性29
一、測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型29
二、測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)33
第四節(jié)測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定與校準(zhǔn)39
一、測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)標(biāo)定39
二、測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定40
思考題42
第三章測(cè)量信號(hào)43
第一節(jié)概述43
一、信號(hào)的定義43
二、信號(hào)的分類(lèi)43
三、信號(hào)的時(shí)域和頻域45
四、信號(hào)與系統(tǒng)45
第二節(jié)確定信號(hào)分析46
一、確定信號(hào)的時(shí)域分析46
二、周期信號(hào)的頻域分析49
三、非周期信號(hào)的頻域分析51
四、周期信號(hào)的傅里葉變換53
第三節(jié)隨機(jī)信號(hào)分析54
一、隨機(jī)信號(hào)的基本概念54
二、隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)55
三、隨機(jī)信號(hào)的相關(guān)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(hào)處理62
一、數(shù)字信號(hào)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(cè)量誤差72
第一節(jié)概述72
一、測(cè)量誤差的基本概念72
二、誤差的分類(lèi)74
三、三類(lèi)誤差之間的關(guān)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(zhǔn)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(jī)誤差90
一、隨機(jī)誤差的分布規(guī)律90
二、隨機(jī)誤差的產(chǎn)生原因93
三、算術(shù)平均值93
四、測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差93
五、置信區(qū)間——極限誤差95
六、方均根誤差97
七、不等權(quán)測(cè)量97
第五節(jié)測(cè)量數(shù)據(jù)運(yùn)算中的有效數(shù)字
取舍101
思考題104
第五章測(cè)量不確定度105
第一節(jié)概述105
一、用測(cè)量不確定度評(píng)定代替誤差
評(píng)定的必要性105
二、測(cè)量不確定度的發(fā)展歷史106
三、測(cè)量不確定度的基本概念106
第二節(jié)測(cè)量不確定度評(píng)定的步驟110
第三節(jié)不確定度評(píng)定數(shù)學(xué)模型的建立111
一、根據(jù)測(cè)量原理用透明箱模型導(dǎo)出
數(shù)學(xué)模型112
二、包含黑箱模型的數(shù)學(xué)模型113
第四節(jié)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 113
一、輸入量估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的
A類(lèi)評(píng)定113
二、輸入量估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的
B類(lèi)評(píng)定118
第五節(jié)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 119
一、線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型的合成標(biāo)準(zhǔn)不確
定度120
二、非線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型的合成標(biāo)準(zhǔn)不
確定度122
第六節(jié)擴(kuò)展不確定度 123
一、被測(cè)量可能值的分布的判定124
二、依據(jù)被測(cè)量分布確定包含因子和
擴(kuò)展不確定度的計(jì)算126
三、自由度的計(jì)算129
第七節(jié)測(cè)量不確定度報(bào)告 132
一、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(y)的報(bào)告
形式132
二、擴(kuò)展不確定度的報(bào)告形式132
第八節(jié)測(cè)量不確定度評(píng)定的實(shí)例 133
一、標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度50mm量塊的校準(zhǔn)133
二、金屬試件拉伸強(qiáng)度的測(cè)量138
思考題139
第六章測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法141
第一節(jié)線(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算146
四、不等權(quán)測(cè)量線(xiàn)性參數(shù)最小二乘法
處理的正規(guī)方程148
五、非線(xiàn)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(xiàn)性回歸151
三、一元非線(xiàn)性回歸157
四、回歸曲線(xiàn)方程的效果158
思考題158
第七章長(zhǎng)度量的測(cè)量160
第一節(jié)概述 160
一、米的定義160
二、長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)161
三、長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量161
四、長(zhǎng)度測(cè)量的基本原則162
第二節(jié)長(zhǎng)度尺寸的測(cè)量 164
一、直接測(cè)量164
二、間接測(cè)量173
三、原位測(cè)量175
第三節(jié)坐標(biāo)的測(cè)量 176
一、坐標(biāo)測(cè)量的方法176
二、坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)177
三、工程測(cè)量實(shí)例——轎車(chē)白車(chē)身三維
尺寸視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)194
第四節(jié)形位誤差的測(cè)量200
一、直線(xiàn)度誤差的測(cè)量201
二、圓度誤差的測(cè)量204
三、同軸度誤差的測(cè)量206
第五節(jié)表面粗糙度的測(cè)量207
一、評(píng)定的基準(zhǔn)及參數(shù)207
二、測(cè)量的方法及儀器209
第六節(jié)微納尺度的測(cè)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(cè)量222
第一節(jié)概述 222
一、角度的單位222
二、角度的基準(zhǔn)222
三、角度量值傳遞系統(tǒng)224
第二節(jié)角度尺寸的測(cè)量 225
一、接觸式測(cè)量225
二、非接觸式測(cè)量226
第三節(jié)自由度的測(cè)量232
一、多自由度的測(cè)量232
二、空間姿態(tài)的測(cè)量234
第四節(jié)圓分度誤差的測(cè)量238
一、圓分度誤差的評(píng)定指標(biāo)238
二、圓分度誤差的測(cè)量方法240
思考題244
第九章速度和加速度的測(cè)量246
第一節(jié)概述246
第二節(jié)速度的測(cè)量246
一、線(xiàn)速度的測(cè)量246
二、角速度的測(cè)量253
三、轉(zhuǎn)速的測(cè)量259
第三節(jié)加速度的測(cè)量261
一、加速度測(cè)量的基本原理262
二、基于位移的加速度測(cè)量262
三、基于慣性力的加速度測(cè)量264
思考題268
第十章力和壓力的測(cè)量269
第一節(jié)概述 269
第二節(jié)力和力矩的測(cè)量 270
一、力的測(cè)量方法270
二、測(cè)力儀270
三、稱(chēng)重275
四、力矩的測(cè)量279
第三節(jié)壓力的測(cè)量283
一、壓力量值的溯源與傳遞284
二、壓力測(cè)量?jī)x表284
三、真空的測(cè)量289
四、超高壓的測(cè)量293
思考題294
第十一章機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試295
第一節(jié)概述 295
一、機(jī)械振動(dòng)的危害295
二、機(jī)械振動(dòng)的益處296
三、機(jī)械振動(dòng)測(cè)試的內(nèi)容296
第二節(jié)振動(dòng)的類(lèi)型及動(dòng)態(tài)特性296
一、振動(dòng)的類(lèi)型296
二、振動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性298
第三節(jié)機(jī)械振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)301
一、振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的組成301
二、振動(dòng)激勵(lì)裝置301
三、測(cè)振傳感器305
第四節(jié)振動(dòng)特性參量的測(cè)量305
一、振動(dòng)參量的測(cè)量306
二、動(dòng)力學(xué)參量的測(cè)試306
第五節(jié)振動(dòng)測(cè)量?jī)x器的檢定與校準(zhǔn)309
一、校準(zhǔn)方法310
二、共振梁校準(zhǔn)312
三、沖擊校準(zhǔn)312
思考題314
第十二章溫度的測(cè)量316
第一節(jié)概述316
一、溫度的基本概念316
二、溫標(biāo)316
三、溫度的測(cè)量方法317
第二節(jié)膨脹式溫度計(jì)318
一、液體膨脹式溫度計(jì)318
二、固體膨脹式溫度計(jì)319
三、壓力式溫度計(jì)320
第三節(jié)熱電偶式溫度計(jì)320
一、熱電效應(yīng)320
二、熱電偶基本定律322
三、熱電偶材料與標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶323
四、熱電偶式溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)324
五、熱電偶的測(cè)溫回路324
六、參考端的處理325
第四節(jié)電阻式溫度計(jì)326
一、金屬熱電阻327
二、半導(dǎo)體熱電阻328
第五節(jié)熱輻射測(cè)溫329
一、熱輻射的物理基礎(chǔ)329
二、熱輻射測(cè)溫法332
三、光纖測(cè)溫法334
思考題336
第十三章流量的測(cè)量337
第一節(jié)概述337
一、流量的基本概念337
二、流體力學(xué)的基本參數(shù)和定律337
第二節(jié)差壓式流量計(jì)340
一、測(cè)量原理340
二、差壓式流量計(jì)的組成與分類(lèi)341
三、節(jié)流裝置341
第三節(jié)容積式流量計(jì)343
第四節(jié)速度式流量計(jì)345
一、渦輪流量計(jì)345
二、電磁流量計(jì)346
三、超聲流量計(jì)347
第五節(jié)流體阻力式流量計(jì)349
一、浮子流量計(jì)349
二、靶式流量計(jì)350
第六節(jié)渦街流量計(jì)350
第七節(jié)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)352
思考題353
參考文獻(xiàn)354