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目录1

第○章 绪论1

一、不断完善计量单位制3

第一节 计量学的研究对象3

第一章 一般概念3

二、研究复现计量单位的自然基准或实物基准4

四、研究计量标准器及其使用条件11

三、研究测量方法11

第二节 计量学的理论基础12

第三节 计量单位与真值14

一、测试系统的种类及其框图15

第四节 计量变量与测试系统15

二、信号采集与转换19

参考文献20

一、矩阵概念21

第二节 矩阵21

第二章 数学基础21

第一节 计量与数学21

二、矩阵运算22

三、矩阵的持征数24

四、特殊阵25

五、广义逆矩阵26

六、矩阵的摄动影响28

二、泰勒级数32

一、微分、近似运算与极值32

第三节 数学分析32

三、微分方程33

四、差分方程34

五、复变函数36

第四节 傅里叶变换38

一、有关重要函数39

二、傅里叶变换的概念和性质43

三、卷积46

四、应用49

一、拉氏变换的概念51

第五节 拉普拉斯变换与Z变换51

二、拉氏变换的性质、卷积52

三、拉氏逆变换与拉氏变换表55

四、拉氏变换的应用56

五、Z变换63

一、随机变量68

第六节 概率论与随机过程68

二、静态测量数据处理71

三、随机过程73

四、动态测量数据处理75

参考文献76

第二节 声波方程78

第一节 计量学与基本物理常数的关系78

第三章 基本物理常数78

一、近年来基本常数领域的主要进展81

第二节 1986年基本物理常数的国际推荐值81

二、不同类型数据之间的关系86

三、数据的多元分析及与1973年平差的比较88

参考文献90

一、电信号放大电路91

第四章 电子电路在计量测试中的应用91

第一节 信号检测电路91

二、已调制信号的检测100

三、锁相检测技术108

一、时序逻辑电路113

第二节 数字电路113

二、相位细分与计数电路116

三、链锁电路120

四、锁相环及其应用122

一、干扰类型及其来源127

第三节 干扰及其抑制127

二、电屏蔽129

三、去耦和接地132

四、抗干扰电源133

一、输入接口138

第四节 与微处理机的接口电路138

二、输出接口141

参考文献142

一、引言143

第五章 信号与系统分析143

第一节 一般概念143

二、信号与信号的分类144

三、系统模型及其划分146

四、系统分析方法148

二、微分方程的建立149

第二节 连续时间系统的时域分析149

一、引言149

三、相似系统150

五、卷积153

四、冲激响应与阶跃响应153

一、傅里叶级数154

第三节 傅里叶变换与分析154

三、卷积定理155

二、非周期信号的频谱分析傅里叶变换155

一、拉普拉斯变换的定义159

第四节 拉普拉斯变换159

三、系统函数与冲激响应160

二、拉氏变换与傅氏变换的比较160

第五节 S域分析163

一、系统函数的时域特性164

二、系统的稳定性165

第六节 离散时间系统的时域分析166

一、离散时间信号序列167

二、离散时间系统的数学模型168

四、离散傅里叶变换及其应用169

三、卷积（卷积和）169

一、光栅与正弦波光栅172

第七节 空间信号与光学传递函数172

三、光学传递函数173

二、光学系统的线性不变特性173

五、光学传递函数的测量方法174

四、光学传递函数与光瞳函数的关系174

第八节 机械系统中的传递函数176

二、各种输入与输出的组合177

一、二阶系统的输入与输出177

三、传递函数的应用178

第九节 随机信号分析中的传递函数179

四、机械系统传递函数的测量方法179

二、随机信号的相关分析180

一、随机信号的概率密度分析180

三、随机信号的功率谱密度分析181

四、传递函数182

参考文献183

五、随机信号传递函数的测试183

一、基本概念184

第六章 数字信号处理技术184

第一节 概述184

一、基本概念185

二、研究内容185

第二节 FFT频谱分析技术185

二、加权技术188

三、功率谱分析技术189

四、FFT技术的改进190

一、基本概念192

五、FFT技术在计量测试中的应用192

第三节 现代频谱分析技术和模态分析技术192

二、最大熵谱分析（自回归谱分析）194

三、最小交叉熵谱分析195

四、ARMA谱分析法199

五、ARIMA模型及预测技术200

二、沃尔什函数201

六、现代频谱分析技术在计量测试中应用201

第四节 其他正交变换及其在计量测试中201

一、概述201

三、哈达玛变换204

一、线性滤波—IIR与FIR数字滤波205

四、雷德梅克函数和广义雷德梅克函数205

第五节 各种数字滤波技术205

二、自适应滤波207

三、卡尔曼滤波209

四、同态滤波和倒谱技术211

一、基本概念214

第六节 时域计量学和反卷积技术214

二、频域反卷积216

三、时域反卷积217

参考文献220

第七节 蒙特卡罗仿真技术在计量测试中的应用220

第一节 概述222

第七章 数据转换与采集技术222

一、采样函数223

第二节 采样与量化基本原理223

二、采样定理225

三、混淆现象226

四、带通采样227

五、有限宽度采样229

六、频率分辨率231

七、量化与编码234

一、测量放大器236

第三节 主要功能电路236

二、模拟多路开关238

三、采样保持电路244

二、权电阻网络D/A转换器248

第四节 D/A转换器248

一、传递函数248

三、R-2R梯形电阻网络D/A转换器251

一、转换过程253

第五节 A/D转换器253

二、逐次近似A/D转换器255

三、双积分A/D转换器256

四、并行或高速A/D转换器260

一、信号恢复方法261

第六节 信号恢复与分配261

二、信号分配与传输264

三、数据采集设计举例266

第七节 系统误差分析267

一、直流误差电路模型268

二、交流误差电路模型270

三、误差分析举例271

参考文献273

一、动态校准的目的与要求275

第八章 动态计量测试技术275

第一节 概述275

第二节 动态激励信号的分析与选择275

三、时间域动态激励信号的分析与选择276

二、频率域动态激励信号的分析与选择276

四、相关滤波原理及其应用281

五、用白噪声测试系统的动态特性283

六、用伪随机信号测试系统的动态特性284

一、动态校准方法285

七、用其它随机激励信号测试系统动态特性285

第三节 动态校准方法与装置285

二、动态校准装置286

一、系统动态数学模型288

第四节 动态数学模型与建模方法288

二、建模方法与应用举例289

第五节 动态性能指标的计算方法293

一、时域动态性能指标294

三、时域与频域两种动态性能指标的换算298

二、频域动态性能指标298

一、动态补偿原理302

四、讨论302

第六节 动态补偿302

二、用网络进行动态补偿304

三、用数字滤波改善系统动态特性305

三、消除动态误差的算法原理312

第七节 动态误差及其消除方法312

一、动态误差312

二、修正动态误差的几种方法312

二、动态测试对传感器的要求313

四结论313

第八节 动态测试用的传感器和测试系统313

一、传感器与测试系统313

四、提高传感器动态特性的途径315

三、动态测试用的传感器315

参、考文献316

一、微机技术在计量测试中的应用317

第九章 自动化计量测试技术317

第一节 概述317

三、自动测试系统的基本构成321

二、计量测试自动化的意义和基本概念321

四、自动测试技术发展趋势323

一、可程控仪器的特点和组成324

第二节 可程控仪器324

二、寻址方式326

三、装置消息的编码格式327

四、程控命令的编码格式331

五、测量数据的输出方式332

第三节 自动计量测试系统中的接口333

一、GPIB接口334

二、接口的检测343

一、组建应考虑的主要问题344

第四节 自动化计量测试系统的组建和软件编制344

二、自动计量测试系统举例348

参考文献350

一、网络的表示方法351

第十章 网络分析技术351

第一节 网络技术概况与基本原理351

二、常用网络参数之间的关系354

一、流图表示方法356

第二节 信号流图356

二、流图简化方法358

一、网络分析仪的原理、结构、误差模型361

第三节 全面测定S参量的自动网络分析仪361

二、自动网络分析仪的原理与误差模型368

三、标量网络分析仪374

一、六端口反射计380

第四节 六端口技术380

二、双六端口网络分析仪389

一、多状态反射计390

第五节 其它网络测量技术390

二、零差网络分析仪393

附录395

参考文献396

一、饱和吸收稳频原理398

第十一章 稳频激光器及波长测量398

第一节 饱和吸收激光稳频398

二、3.39μm甲烷饱和吸收稳频激光器401

三、碘稳频633nm氦氖激光器405

四、碘稳频612nm激光器408

五、碘稳频640nm氦氖激光器411

六、三种碘稳频氦氖激光器的比较414

七、偏频锁定技术及其激光光谱仪415

八、激光频率稳定度的测量417

第二节 激光波长测量419

一、用迈克尔逊扫描干涉仪测量波长420

二、用频率锁定干涉仪测量激光波长423

三、用非线性晶体的上转换测量波长426

四、调频激光器的波长测量—波长计427

参考文献428

一、早期及CO2的频率测量430

第十二章 激光频率测量技术430

引言430

第一节 激光频率测量链430

二、88THz甲烷谱线的频率测量431

三、可见光谱线的频率测量435

一、谐波发生和混频的非线性装置438

第二节 激光频率测量方法和技术438

二、光频测量的非线性器件439

一、引言445

三、拍频测量技术445

第三节 激光频率测量中的关键激光器445

三、色心激光器446

二、光抽运远红外激光器446

四、染料激光器和He-Ne激光器作为光钟的研究451

参考文献452

一、传感器的定义和特点454

第十三章 传感器在计量测试中的应用454

第一节 计量测试中的传感器技术454

二、传感器的基本特性455

三、传感器的一般原理和分类456

四、传感器的发展458

一、电阻应变效应和电阻应变计459

第二节 电阻式传感器459

二、压阻效应和半导体应变计462

三、弹性体的结构和材料463

五、电桥原理和测量电路468

四、粘贴与补偿技术468

六、热敏、光敏和气敏电阻传感器472

一、自感式和差动变压器式传感器473

第三节 电感式传感器473

三、压磁式传感器474

二、涡流式传感器474

二、应用情况476

第四节 电容式传感器476

一、工作原理和特点476

一、振弦式传感器477

第五节 频率式传感器477

二、振筒式传感器479

四、石英晶体谐振式传感器480

三．振膜式传感器480

一、压电式传感器的特点及压电效应481

第六节 压电式传感器481

二．石英晶体的几何切型482

三、压电式传感器的种类及应用483

一、光导纤维工作原理及分类484

第七节 光导纤维传感器484

二、光导纤维传感器的分类及特征486

三．光导纤维传感器的应用情况487

四、光导纤维传感器的发展493

参考文献495

二、伦敦方程和金兹堡-兰道理论496

第十四章 超导技术在计量测试中的应用496

第一节 超导现象496

一、超导现象的物理机理496

四、约瑟夫森效应498

三、迈斯纳效应与超导屏蔽498

一、约瑟夫森结的伏安待性500

第二节 约瑟夫森电压标准500

二、约瑟夫森电压标准装置的原理502

三、多结串联的约瑟夫森电压标准503

一、磁通量子化504

第三节 超导量子干涉器件（SQUID）504

二、双结超导量子干涉器中的超导量子干涉现象505

三、单结超导量子干涉器506

四、超导量子干涉器用作高灵敏度磁强计508

五、超导电流比较仪510

一、量子化霍耳效应的机理511

第四节 量子化霍耳效应511

二、硅MOS器件及砷化镓异质结514

三、用量子化霍耳效应建立电阻的自然基准515

一、SQUID测量射频衰减516

第五节 超导技术在电子计量中的应用516

二、用SQUID测量射频功率517

三、超导腔稳频振荡器（SCSO）519

参考文献521

一、长度单位的复现方法与标准522

第十五章 几何量计量技术522

第一节 几何量计量的内容522

三、建立工程参量标准的方法523

二、角度单位的复现方法与标准523

一、光波干涉技术524

第二节 长度计量的基本技术524

二、莫尔条纹技术527

三、显微放大技术534

四、参量放大技术536

五、细分技术539

六、匀化技术541

七、编码方法542

一、比较仪原理及其应用545

第三节 测量原理545

二、圆分度原理与多次组合546

三、正弦、正切原理549

四、环行激光器与差频测角原理550

五、直角立棱？镜原理及其应用551

六、几种工程参量的测量原理555

参考文献562

一、力学计量的内容和意义563

第十六章 力学计量技术563

第一节 力学计量概述563

二、力学计量的研究方法和应用原理565

一、等臂天平及其计量特性566

第二节 杠杆原理及其计量技术566

二、单杠杆原理及其计量技术567

三、复杠杆原理及其计量技术569

二、固体密度的计量技术572

第三节 液体静力衡量法及其基本技术572

一、阿基米德定律及液体静力衡量法572

三、液体密度的计量技术573

四、浮计工作原理574

一、胡克定律及弹性元件的特性575

第四节 弹性、塑性原理及其计量技术575

二、压力计量中的弹性元件576

三、测力与振动计量中的弹性元件578

四、塑性变形及压痕硬度试验法579

一、帕斯卡定律及活塞压力计581

第五节 液压原理及其计量技术581

二、液压式标准测力机研究的新方法583

三、液压与真空计量用的液体压力计585

一、容量计量中的绝对法和比较法587

第六节 绝对法和比较法计量技术587

二、振动与冲击计量中的绝对法和比较法588

三、流量与真空计量中的绝对法和比较法589

一、振动计量技术591

第七节 振动与冲击计量技术591

二、冲击计量技术599

参考文献604

二、经验温标和热力学温标606

第十七章 温度计量技术606

第一节 温度和温标606

一、温度的概念606

三、国际实用温标（IPTS）607

三、几种辐射测温法611

四、新国际温际（ITS-90）的展望611

第二节 辐射测温法611

一、概述611

二、热辐射的基本理论612

一、纯金属、合金、半导体电阻-温度特性618

第三节 电阻和电噪声测温法618

二、常用电阻温度计619

三、电阻热噪声测温法621

一、塞贝克效应622

第四节 塞贝克效应及热电法测温622

二、常见的几种热电偶624

三、热电偶的分度方法和误差米源625

一、局部热力学平衡状态626

第五节 光谱法与等离子体温度测量626

二、绝对强度法和相对强度法627

三、谱线展宽和黑体法628

二、金属凝固点629

第六节 相变在温度测量中的应用629

一、概述629

三、三相点和冷凝点631

四、超导固定点632

一、补偿法的基本原理635

第十八章 电磁计量技术635

第一节 引言635

第二节 补偿法635

二、直流电位差计636

三、交流补偿器637

一、四臂电桥639

第三节 电桥法639

二、四端电阻与双比电桥640

三、三步平衡电桥642

四、交流电桥643

一、直流分压器644

第四节 直流比例技术644

二、哈蒙（Hamon）电阻箱646

三、直流电流比较仪647

一、交流阻抗及由阻抗构成的交流比例648

第五节 交流比例技术648

二、感应分压器650

三、交流电流比较仪651

四、互感器652

一、有效值的转换653

第六节 交直流转换技术及交流电量标准653

二、平均值的转换654

三、峰值的转换655

一、磁场的直接测量法656

第七节 磁测量技术656

二、感应法（线圈法）658

三、磁性材料磁持性的测量659

参考文献660

一、研究内容661

第十九章 电子计量技术661

第一节 概述661

三、电子计量标准663

二、新技术与电子计量663

一、用量热计法测量微波功率664

第二节 参量变换计量技术664

二、用时间间隔数字法测量相移667

三、用几何量测量衰减668

四、高频和微波阻抗的测量670

一、衰减器量程变换法672

第三节 量程变换计量技术672

二、级联耦合器法673

一、变频理论分析674

第四节 频率变换计量技术674

二、典型的变频测量系统678

一、基本原理679

第五节 测量域变换技术679

二、时域插入损耗测量的理论分析681

第六节 矢量平衡对消技术683

一、正交发生器684

二、零平衡指示器685

第七节 各种比较替代技术689

第八节 多端口计量技术693

参考文献694

一、时间基本单位695

第二十章 时间频率计量技术695

第一节 基本概念695

二、时间频率基准及其准确度696

三、频率漂移697

四、频率稳定度698

五、相位噪声703

一、通用计数器704

第二节 时频计量技术704

二、多周期同步计数器707

三、游标计数器709

四、频差倍增技术711

五、倍增-综合-测周期法712

六、相位时间差法714

七、相位噪声的测量717

一、时标718

第三节 时间保持与同步718

二、时间同步技术727

二、运动方程730

第四节 原子频标中的新技术733

一、绝原子束频标不的光抽运选态733

二、离子贮存技术735

参考文献737

第二十一章 声学计量技术738

第一节 引言738

一、声波方法的推导738

三气体定律（状态方程）740

四、连续方程741

五、声波方程742

一、电容传声器互易技术压力校准743

第三节 计量技术743

二、电容传声器自由场互易校准法747

三、水声换能器的互易法校准751

四、液体中超声功率的测量756

五、声级计的校准759

六、听力计的校准763

参考文献767

第一节 一般概念768

一、光辐射的波段范围768

第二十二章 光学计量技术768

二、光学计量的内容和主要计量单应769

一、光的本质771

第二节 基础理论771

二、光谱分布理论773

三、叠加原理774

五、余弦法则775

四、平方反比定律775

一、非成象光束直接比较法776

第三节 计量技术776

三利用成象系统进行测量778

二、替代法778

四、时间分布与空间分布测量法780

五、光谱分布测量法782

六、空间积分器—积分球法788

七、光谱积分式测量仪器791

一、人眼作为光学计量传感器792

第四节 光学计量测试传感器及其标定方法792

三、光电转换型光学计量传感器794

二、光化学反应的光学计量传感器794

参考文献799

二、放射性衰变的统计性800

一、放射性核素的衰变规律800

第二十三章 电离辐射计量技术800

第一节 放射性物质及其特征800

第二节 电离辐射与物质的相互作用801

三、电离辐射801

一、带电粒子与物质的相互作用802

二、X、γ射线与物质的相互作用805

三、中子与物质的相互作用808

一、气体电离探测器811

第三节 探测原理、方法和探测器811

二、闪烁探测器821

三、半导体探测器826

四、量热法828

五、化学方法830

六、活化探测器833

参考文献834

二、物理计量标准和化学计量标准835

一、化学计量的内容和分类835

第二十四章 化学计量技术835

第一节 概述835

三、物理化学特性参量及其分类836

四、分析化学计量与标准物质837

五、摩尔的概念与标准物质838

一、热量单位839

第二节 热量计量839

六、化学计量的发展方向839

二、热量计量原理840

三、热量计量技术842

一、粘度的定义和单位843

第三节 粘度计量843

三、粘度单位的复现与传递844

二、粘度测量法和粘度计844

四、粘变计常数的测定846

一、湿度的定义和单位847

第四节 温度计量847

二、湿度计量技术848

一、溶液的电导和电导率853

第五节 电解质电导率计量853

二、电导池和电导（率）仪855

三、电导计量技术856

第六节 pH（酸度）计量858

二、pH的实用定义和pH标度859

一、水的电离和pH的理论定义859

三、pH的电测量法862

四、pH的精确测量865

一、分析计量中的化学标准化学成分标准物质867

第七节 分析计量技术867

二、标准分析方法868

三、成分分析仪器的计量性能及其检定870

参考文献872

二、热物性的内容874

一、热物性的概念874

第二十五章 物质的热物理性质测试技术874

第一节 概述874

一、导热系数的含义及测试特点876

第二节 导热系数测试技术876

三、热物性参数的测试特点876

二、轴向热流法877

三、直接电加热法879

四、护热板法880

五、热线法882

一、导温系数的含义及测试特点883

第三节 导温系数测试技术883

二、瞬息热流法884

三、周期热流法887

一、比热容的含义及其测试特点889

第四节 比热容测试技术889

第五节 辐射热物性的测试技术891

二、绝热法891

三、降落法（混合法）892

四、电脉冲法893

二、反射率测量894

一、辐射热物性的内容及其含义894

三、用量热法测量发射率和吸收率895

一、热膨系数含义和测试分类897

第六节 热膨胀系数测试技术897

二、绝对测量法898

三、相对测量法900

一、微电子学与集电路901

一、热物性标准物质概况901

第七节 热物性标准物质901

二、金属导热系数和电阻率示准物质902

三、非金属导热系数标准物质905

四、比热容标准物质906

五、热膨胀系数标准物质907

参考文908

第一节 概述910

第二十六章 微电子学测试技术910

二、集成电路的制造技术与检测技术911

二、电阻及电阻率的测试技术913

一、测试图形在工艺检测中的重要性913

第二节 半导体材料及工艺过程中有关参数的测试技术913

三、纵向杂质分布的测试技术918

四、图形尺寸的测量技术921

五、器件参数的测量技术926

六、测试芯片的设计和自动化测量930

一、概述931

第三节 集成电路器件参数的测试技术931

三、集成器件动态参数测试933

四、存贮器测试935

五、微处理器测试939

参考文献941

第一节 软件评定的有关名词和质量指标942

一、常用的基本名词术语和定义942

第二十七章 计算机软件评定942

二、质量指标的选择943

三、质量指标的分类944

四、软件产品质量的功能指标945

五、软件产品质量的运行指标947

六、软件产品的质量控制948

七、软件产品的质量评价948

第二节 程序的静态分析方法949

一、程序的句法检查和语义检查949

二、程序阅读950

三、程序图的可接受性检查950

第三节 程序测试951

一、测试的基本原则951

四、程序正确性的证明方法951

二、组织测试的方案952

三、模块测试953

四、综合测试954

五、程序测试的自动化954

一、试验的设计956

第四节 软件产品的试验956

二、试验过程中的模拟957

三、软件产品的统计试验958

四、试验完成的评价标准958

第五节 软件的可靠性模型960

一、Jelinskl-Moranda模型960

二、Schick-Wolverton模型961

三、Mills模型961

四、Duane模型962

参考文献962

跋计量技术的发展963

参考文献967

二、集成器件静态参数测试9932