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目录译者前言编者序言第1章 测量理论和原理1.1 引言1

1.2　测量理论发展史概要3

1.3　测量本质和特性——非形式的讨论4

1.4　测量形式的理论基础6

1.5　性质概念的形成7

1.6　一些经验关系系和直接的测量标度8

1.6.1　目的和范围8

1.6.2　广延测量8

1.6.3　匹配标度9

1.6.4　秩评定标度10

1.7　间接测量10

1.8　唯一性：标度类型和意义12

1.9　测量和其它形式的符号表示13

1.10　测量、信息和信息机15

1.10.1　信息15

1.10.2　信息机15

1.11　自然科学、社会科学和行为科学中的测量理论16

1.11.1　自然科学中的测量理论16

1.11.2　社会科学和行为科学中的测量理论17

1.12　结论、趋势和发展18

参考文献18

附录19

第2章 测量、模型与系统2.1 引言22

2.2　信号23

2.3　建模24

2.3.1　模型启发创造性24

2.3.2　语言模型24

2.3.3　图象模型24

2.3.4　数学模型25

2.3.5　物理模型25

2.4　系统结构25

2.5　数学模型的建立26

2.6　测量在系统中的地位28

2.7.3　信息选择过程模型29

2.7.2　通用定义模型29

2.7.1　集论模型29

2.7　测量接口模型29

2.8　测量状况的种类30

2.8.1　系统和测量级之间的相互作用30

2.8.2　到达系统测量节点的途径31

参考文献32

第3章 测量标准化、原理与实践32

3.1 引言33

3.2　测量的专门术语33

3.2.1　测量科学的标准术语33

3.2.2　测量以及仪器测量性能的术语35

3.2.3　描述误差术语36

3.2.4　描述测量方法论的术语37

3.3　测量科学知识和实践的分类38

3.4　物理量单位和确定这些单位的标　 准装置39

3.5　规范标准48

3.6　国家测量体制56

3.6.1　国家测量体制概念56

3.6.2　可溯源性、标定和评价57

3.7　有关的学术机构和活动58

参考文献60

附录63

第4章　时域和频域中的信号与系统63

4.1 引言66

4.2.1　信号的分类67

4.2　信号67

4.2.2　频域信号69

4.2.3　时域信号76

4.2.4　时域与频域的关系以及它们之间的变换81

4.2.5　信号的概率特征82

4.2.6　信号的几何表示86

4.2.7　典型信号88

4.3　系统89

4.3.1　系统的分类89

4.3.2　建模和线性化91

4.3.3　时域系统95

4.3.4　频域系统101

4.3.5　时域与频域的关系以及它们之间的变换：拉普拉斯变换107

4.3.6　稳定性112

4.3.7　近似114

4.3.8　系统试验115

4.3.9　典型系统116

4.3.10　关于最佳化问题的一些评述117

4.4　通信理论和信息论126

4.4.1　通信理论126

4.4.2　信息理论127

4.4.3　信息论在测量中的应用130

4.4.4　编码理论131

4.4.5　调制理论135

参考文献140

第5章　离散信号和频谱140

5.1　引言141

5.2　离散时间序列142

5.3　离散傅里叶变换概述143

5.4　DFT的图解推导法145

5.4.1　概述145

5.4.2　采样：假频畸变145

5.4.3　截尾窗函数及泄漏畸变146

5.4.4　频域采样147

5.5.1　引言及举例149

5.5　DFT的解析推导法149

5.5.2　DFT的频率分解151

5.5.3　DFT的计算153

5.6　基于信号样点的谱分析155

5.6.1　引言155

5.6.2　周期图158

5.7　快速傅里叶变换的算法163

参考文献167

第6章 测量误差、概率论和信息论6.1　引言：测量误差的分类168

6.1.1　概述168

6.1.2　测量误差的分类169

6.2　确定性的误差模型170

6.3　概率误差模型171

6.3.1　概述171

6.3.2　离散数字随机变量173

6.3.3　连续模拟随机变量174

6.3.4　随机测量误差的特性176

6.3.5　严重测量误差179

6.3.6 不完全知道的系统测量误差179

6.3.7　测量结果的表述179

6.3.8　间接测量中的系统测量误差的传播179

6.3.9　间接测量中的随机测量误差的传播180

6.4.1　概述182

6.4　信息论的误差模型182

6.4.2　信息特征183

6.4.3　信息论的测量误差特性185

6.4.4　通道容量187

6.5　例题187

6.5.1　重复测量误差对测量结果的影响187

6.5.2　附加测量误差对测量结果的影响190

6.5.3　系统性测量误差对测量结果的影响190

6.5.4　随机测量误差对测量结果的影响190

6.5.5　全部测量结果的构成190

第7章　模式识别191

参考文献191

7.1　引言192

7.1.1　模式识别的过程192

7.1.2　易变性193

7.1.3　特征194

7.1.4　模式识别的形式化描述194

7.1.5　模式、特征以及模式识别系统的类型194

7.1.6　模式识别和标称测量195

7.1.7　模式识别与测量196

7.1.8　模式识别与其它学科196

7.1.9　本章内容197

7.2.1　引言198

7.2.2　统计学方法198

7.2　模式识别技术的综述198

7.2.3　语言方法202

7.3　模式识别和图像处理传感器203

7.3.1　引言203

7.3.2　机械扫描器204

7.3.3　电视扫描器204

7.3.4　飞点扫描器205

7.3.5　光电阵列206

7.3.6　用于三维结构的特殊光学扫描器207

7.3.7　确定内部结构的设备208

7.4.1　引言210

7.4　专门处理器210

7.4.2　获得更高处理速度的一些可用方案211

7.4.3　并行体系211

7.5　恢复213

7.5.1　引言213

7.5.2　点分布函数213

7.5.3　逆滤波214

7.5.4　线性最小二乘滤波（维纳滤波）214

7.5.5　讨论215

7.6　增强215

7.6.1　引言215

7.6.3　空间灰度处理216

7.6.2　灰度尺度的变更216

7.6.4　分割图像处理217

7.7　发展趋势218

参考文献220

第8章　参数估计220

8.1　引言226

8.2　精度228

8.3　精确的估计231

8.3.1　最大似然估计231

8.3.2　线性最小二乘法233

8.3.3　非线性最小二乘法236

8.3.4　数值极小化237

8.4.2　离散时间差分方程模型239

8.4　差分方程或微分方程动力学模型的参数估计239

8.4.1　引言239

8.4.3　自回归模型的参数估计241

8.4.4 由输入-输出观测值估计动力学系统模型的参数243

8.4.5　试验信号247

8.4.6　微分方程模型和差分方程模型之间的联系251

8.4.7　利用周期试验信号估计连续时间系统254

参考文献255

第9章　模拟信号的滤波与处理255

9.1　无源信号的处理257

9.1.1　引言257

9.1.2　低通滤波器函数259

9.1.3　基本的低通滤波器设计266

9.2　有源信号处理272

9.2.1　引言272

9.2.2　采用缓冲器隔离的RLC网络的综合272

9.2.3 有源反馈273

9.3　时域分析279

9.4　计算机辅助设计280

参考文献281

第10章 数字信号的滤波与处理10.1　模拟技术的数字形式实现282

10.1.1　引言282

10.1.2　模拟滤波器的回顾282

10.1.3　基本设计技术284

10.1.4　设计假设的评述287

10.1.5　低通设计的推广289

10.2　采样系统的分析方法289

10.2.1　引言289

10.2.2　采样289

10.2.3　卷积290

10.2.4　Z变换291

10.3　采用双线性变换的滤波器设计292

10.4　讨论293

参考文献293

第11章　信噪比的改善11.1　引言294

11.2　噪声和噪声带宽295

11.3　信号和信噪比296

11.4　噪声匹配和前置放大器的选择297

11.5　输入联接、接地和屏蔽300

11.6　基带（直流）信号的带宽缩减303

11.7　调幅信号、镇定放大器305

11.8　信号平均313

11.8.1　矩形波串平均器313

11.8.2　多点式信号平均器315

11.9　相关性320

11.10　光（脉冲）计数方法322

11.10.1　引言322

11.10.2　泊松统计、散射噪声及暗计数323

11.10.3　脉冲振幅鉴别器325

11.10.4　测速计和计数器326

11.10.5　脉冲的堆积328

11.11　结束语329

参考文献331

第12章　信号数据转换331

12.1　数据采集系统332

12.1.1 引言332

12.1.2　基本数据采集系统332

12.1.3　基本数据分配系统333

12.2.3　量化器分辨率和误差334

12.2.2　量化器的传递函数334

12.2.1　引言334

12.2　量化理论334

12.3　采样理论335

12.3.1 引言335

12.3.2　孔径时间335

12.3.3　采样-保持和孔径误差336

12.3.4　采样数据系统和采样定理336

12.3.5　频率折叠和假频337

12.4　数字转换器的编码338

12.4.1　自然二进制码338

12.4.2　其它二进制码339

12.4.3　BCD码341

12.5　放大器和滤波器342

12.5.1　运算放大器和数据放大器342

12.5.2　共模抑制比343

12.5.3　其它类型的放大器343

12.5.4　滤波器343

12.6　建立时间344

12.6.1　定义344

12.6.2　放大器特性344

12.7　D-A变换器346

12.7.1 引言346

12.7.2　加权电流源D-A变换器346

12.7.3 R-2R型D-A变换器347

12.7.4　乘法和消闪D-A变换器348

12.8　电压基准电路350

12.9　A-D变换器351

12.9.1　计数型A-D变换器351

12.9.2　逐次逼近型A-D变换器351

12.9.3　并行（快速）A-D变换器352

12.10　积分式A-D变换器353

12.10.1　间接A-D变换353

12.10.2　双斜坡式A-D变换353

12.10.3　电荷均衡A-D变换354

12.11　模拟多路转换器354

12.11.1　模拟多路转换器的运行354

12.11.2　模拟多路转换器的特性355

12.11.3　模拟多路转换器的应用356

12.12 采样-保持电路356

12.12.1　采样-保持操作356

12.12.2　用作数据恢复滤波器的采样-保持电路357

12.12.3　其它的采样-保持电路357

12.12.4　采样-保持特性358

12.13 数据变换器的指标359

12.13.1 理想的与实际的数据变换器的比较359

12.13.2 数据变换器误差的特性359

12.13.3　温度的影响361

12.14　数据变换器的选择361

第13章 数据传输362

参考文献362

13.1　引言363

13.1.1　数据通信363

13.1.2　数据通信的国际标准363

13.2　终端设备和电路要求364

13.2.1　引言364

13.2.2　数据信号传输原理364

13.2.3　异步或同步传输364

13.2.4 电报失真365

13.2.5　数据电路术语365

13.2.6　数据网的设计365

13.3.1 引言366

13.3　数据传输的一般原理366

13.3.2 码间干扰367

13.3.3　直流信号传输367

13.3.4　音频传输（VFT）系统368

13.3.5　基带信号传输系统368

13.3.6　数据调制解调器368

13.3.7　再生中继器368

13.3.8　时分多路转换368

13.3.9　非同步多路转换器369

13.4　基带信号传输369

13.4.1 引言369

13.4.2　线路编码370

13.4.4　基带信号的频谱371

13.4.3　扰码371

13.5　相位调制372

13.5.1　引言372

13.4.5　典型的基带调制解调器372

13.5.2 干扰对相位调制的影响374

13.5.3　相位调制系统的同步和训练步骤375

13.6　高速或宽带数据传输375

13.6.1 引言375

13.6.2　48kbit/s基带系统375

13.6.3　48kbit/s残留边带传输的调制解调器376

13.6.4　其它宽带数据技术376

13.7.2　音频电路的无源特性377

13.7.3　动态特性377

13.7　数据电路的传输特性377

13.7.1　引言377

13.8　误码检测和校正379

13.8.1 引言379

13.8.2　字符奇偶校验位379

13.8.3　字块奇偶校验379

13.8.4　最佳数据块大小的确定380

13.8.5　块错误概率381

13.8.6　其它类型的误码检测和校正381

13.9.1 引言383

13.9　报文转接系统383

13.9.2 报文保护384

13.9.3　控制站的功能384

13.9.4 信息集中器或小容量转接中心384

13.9.5　通信量的计算385

13.10　信号载体385

13.10.1　作为子系统的载体385

13.10.2　传输载体的种类385

13.11　模拟信号传输与数字信号传输的比较388

13.12　接口390

13.13　过程工业遥测391

13.14　在易燃易爆环境里的信号传输392

参考文献393

第14章　闭环系统14.1　引言395

14.2　用微分方程确定闭环系统的动态特性399

14.2.1　拉普拉斯变换399

14.2.2　具有粘性阻尼或速度反馈的简单位置控制系统的分析400

14.2.3　阻尼比和无阻尼自然角频率的概念401

14.2.4　频率响应402

14.2.5　二阶相关性403

14.3　传递函数及其应用404

14.3.1　传递函数的概念404

14.3.2 传递函数合并的规则404

14.4　用传递函数估计性能405

14.5　频率响应407

14.6　设计规范410

14.7　力学建模和模型阶的缩减410

14.8　辨识410

14.9　补偿411

14.10　灵敏度分析413

14.11　反馈仪器413

14.12　计算机辅助设计413

14.13　闭环采样数据系统414

14.13.1　引言414

14.13.3　采样数据系统的频率响应分析415

14.13.2　保持电路的采用415

14.13.4 闭环采样数据系统的时域分析416

14.13.5　用Z变换分析闭环采样数据系统的稳定性418

14.13.6　采样数据控制系统的补偿418

14.14　非线性系统419

14.14.1　引言419

14.14.2　研究非线性系统的方法420

14.14.3　相平面分析421

14.14.4　描述函数法422

14.15　结束语424

参考文献425

英汉名词对照427