电气设备丛书--电气测量仪器

前言
随着科学技术的迅猛发展，电气设备发展日新月异。尤其是以计算机、信息技术为代表的高新技术的发展，使制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化，传统的电气设备设计、制造技术不断吸收信息控制、材料、能源及管理等领域的现代成果，综合应用于产品设计、制造、检测、生产管理和售后服务。在生产技术和生产模式等方面，许多新的思想和概念不断涌现，而且，不同学科之间相互渗透、交叉融合，衍生新的研究领域，迅速改变着传统电气设备制造业的面貌，产品更新换代极为频繁。21世纪电气设备发展的总趋势是：强弱电技术的融合更为密切；多学科、多专业的交叉更为深入；我国电气产品与国际接轨的步伐将迈得更大，国内外的技术交流也将更为广泛。

当今世界，科学技术发展迅速，知识经济发展显现端倪，综合国力的竞争日趋激烈。国力的竞争，归根结底是科技与人才的竞争。为了适应社会主义现代化建设的需要，我们组织编写了这套《电气设备丛书》（以下简称《丛书》），满足广大电气工作者和爱好者的迫切需要。

《丛书》编写时从实用出发，力求理论与实际相结合，突出新颖性，介绍电气设备的结构、工作原理、技术参数、适用场合、技术操作要点、运行与维护经验等，并注重理论联系实际，融入应用实例，突出技能和技巧。

《丛书》本着求精避繁的原则，对电气设备的基础理论、材料、器件、应用电路、安装、调试、运行与维修等适用面广、使用频率高和实用性强的技术内容作了详细的阐述。同时，还从实际出发，介绍反映电工电子、电力电子、计算机、自动控制、传感器技术、机电一体化的相互交叉、纵横结合的发展大趋势。

本套丛书共10个分册：包括《防爆电器》、《防雷与接地装置》、《电气测量仪器》、《电热设备》、《开关电源技术》、《漏电保护器》、《高压电器》、《低压电器》、《变压器原理与应用》、《电机原理与应用》。

本书是《电气测量仪器》。

电气测量仪器是对物质世界的信息进行测量与控制的基本手段。它融合了微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术、新元器件新材料技术、现代测试技术、现代设计制造技术和现代工艺技术等，是现代工业产品中新技术应用最多、最快的产品之一。本书主要介绍了广泛使用的传感器，包括位移传感器、电磁量传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器、转速传感器、振动测量传感器、力传感器、电化学传感器等，分析了用于现代模拟和数字测量仪器中的信号输入、采样、变换、调理、显示与报警电路，详细介绍了万用表、示波器、应变仪、称重控制器等常用仪器的工作原理、使用与维护，简要介绍了虚拟仪器。

在编写过程中，由于编者水平所限，难免有疏漏和不足之处，恳请广大读者批评和指正。

编者2006年2月

本书为《电气设备丛书》之一。
本书扼要地介绍了电气测量仪器的组成、基本工作原理和技术要求，介绍了广泛用于各类测试的多种传感器，分析了用于现代模拟和数字测量仪器中的信号输入、采样、变换和调理电路。根据工业企业在设备设计、调试、运行维护中的实际需要，本书详细介绍了万用表、示波器、应变仪、称重控制器等常用仪器的工作原理、使用与维护，对现代仪器的发展和虚拟仪器技术也作了简要介绍。

本书注重理论联系实际，叙述力求简明实用，突出新颖性，适合从事仪器设计、安装、调试、运行与维护的技术人员及技术工人阅读，也可作为高等院校相关专业师生和科研人员参考。

目录
第1章概论1

11测量与测量仪器1

12电气测量仪器及其组成系统的工作原理1

13仪器、仪表的基本技术指标2

131仪器的静态性能指标2

132仪器的动态性能指标3

第2章传感器5

21传感器概述5

211传感器的概念5

212传感器的组成5

213传感器的分类6

22传感器的静态特性与动态特性7

221传感器的静态特性7

222传感器的动态特性9

23位移传感器13

231电感传感器13

232涡电流传感器15

233电容传感器16

234光栅式传感器19

235磁栅式传感器20

236感应同步器21

24电磁量传感器22

241霍尔电量传感器22

242磁敏传感器24

243光纤电流传感器27

25温度传感器28

251热电偶温度传感器29

252热电阻温度传感器31

253红外测温传感器33

254其他类型温度传感器34

26压力传感器35

261电阻应变式压力传感器36

262压阻式压力传感器37

263电感式压力传感器38

264电容式压力传感器38

265压电式压力传感器39

27流量传感器39

271差压式流量传感器40

272流阻式流量传感器41

273速度式流量传感器42

274涡旋式流量传感器44

275质量流量传感器44

276椭圆齿轮流量传感器46

28液位传感器48

281浮力式液位传感器48

282电容式液位传感器48

283超声波式液位传感器49

284雷达式液位计51

29扭矩和转速传感器51

291扭矩传感器51

292转速传感器54

210振动（振幅、速度和加速度）测量传感器55

2101测振传感器的工作原理55

2102磁电式速度传感器58

2103电阻应变式加速度传感器59

2104固态压阻式加速度传感器60

2105压电式加速度传感器60

211力传感器62

2111电阻应变式力传感器62

2112差动变压器式力传感器64

2113压电式力传感器64

2114压磁式力传感器65

212电化学传感器66

2121气敏传感器66

2122湿度传感器70

2123电导传感器71

第3章信号采集、变送与调理74

31测量电路74

311测量电桥74

312补偿电桥76

313非电桥式测量电路76

32电源电路78

321直流稳压电源电路78

322高频交流电源电路79

33放大电路79

331集成运算放大器及其基本放大电路79

332测量放大电路83

333功率输出放大电路89

334隔离放大器90

34滤波电路92

341滤波器的分类92

342低通滤波电路93

343高通滤波电路94

344巴特沃斯滤波器95

345带通与带阻滤波电路97

346数控滤波器及其集成电路97

35信号变换电路100

351电压/电流转换和电流/电压转换100

352信号幅值比较电路100

353电压/频率转换电路102

36数字信号的采集及其基本电路105

361数字信号采集技术105

362实时采样时的相关问题105

363模拟开关电路106

364采样/保持电路107

365数/模（D/A）转换电路（DAC）109

366模/数（A/D）转换电路（ADC）114

367数字信号采集与控制系统中A/D、D/A转换器的选用与布局119

第4章显示、记录与报警装置123

41显示装置123

411指针式显示装置123

412示波管125

413LED与LCD数字显示器127

414数字CRT显示器129

42记录装置132

421模拟记录装置132

422数字记录装置135

43声光报警装置139

431555集成电路及其构成的声光报警装置139

432声光报警专用集成组件介绍140

第5章常用仪器仪表142

51指针式与数字式电表142

511指针式万用表142

512兆欧表146

513数字式万用表（DMM）148

52示波器153

521示波器的用途和基本工作原理153

522TD4652型超低频双踪示波器155

523TDS1000和TDS2000系列数字存储示波器164

53动态电阻应变仪179

531分类及特点179

532YD28、YD28A型应变仪179

54GGD33A型称量控制器188

541技术指标及面板布置188

542仪器的调校使用190

第6章智能仪器与虚拟仪器194

61概述194

62ZJYWI智能型转矩转速仪194

621技术指标195

622结构概述及工作原理196

623面板布置及各组件的作用197

624使用方法199

63虚拟仪器的分类与硬件构成201

64虚拟仪器的设计制作及其软件系统203

65YD34型动态数据采集分析仪203

651结构与特点203

652仪器的使用204

653使用主要事项和故障排除207

参考文献208