本书是在第4版的基础上修订而成的。编者有多年检测技术及相关课程教学经验，并在测量科学与技术领域有长期的科研积累。本书共10章，第一～三章对测量技术及测量系统的基本概念和测量科学与技术的基础知识进行系统介绍；第四～十章按被测量类别安排内容，包括电子电气工程中的电压、微电流、阻抗、功率、频率和相位测量，机械制造中的几何量测量，运动控制和工况监测中的力、力矩、速度、加速度和振动测量，以及过程控制与监测中的压力、流量和温度测量方法与技术等。 　　这一版的修订遵从现代工程专业教育理念，努力结合工程实际进行知识呈现和培养读者的高阶思维能力：针对工程实际问题分析解决方法，联系具体测量应用介绍系统设计，习题设计注重呈现复杂工程问题等，旨在帮助读者提高综合应用知识和系统设计能力。 　　本书可作为普通高校测控技术与仪器和智能感知工程等相关专业的教材，同时也可作为测量技术、机械工程、电子电气工程和过程控制等领域技术人员的参考书。 　　本书配有电子课件、教学大纲、习题答案、项目式教学案例和教学视频（扫书中二维码）等教学资源，部分知识点配有原理演示视频，读者可通过移动终端扫描二维码观看。 　　选用本书作教材的教师可登录www.cmpedu.com注册后下载，或发邮件jinacmp@163.com索取。

高等院校教师

前言
第一章绪论1
第一节检测与测量概述1
第二节单位统一与国际单位制2
一、量与基本量2
二、国际单位制3
第三节测量系统一般构成4
一、传感器5
二、信号调理与变换电路5
三、数据采集与分析处理模块5
第四节计算机辅助测量系统6
一、智能化测量系统6
二、虚拟仪器技术7
三、网络化测量系统9
第五节测量方法概述10
一、直接测量与间接测量10
二、偏移法与零位法测量11
三、差动结构12
四、随动跟踪测量12
五、主动探索与信息反馈型测量14
第六节本课程学习任务14
思考题15
第二章测量系统的性能16
第一节测量误差与测量不确定度16
一、测量误差17
二、测量不确定度17
第二节静态测量及指标19
一、准确度等级20
二、重复性20
三、灵敏度、分辨力、鉴别力阈20
四、测量范围、量程和动态范围21
五、漂移、回程误差、死区和线性度21
第三节测量系统动态分析及性能指标23
一、动态性能建模23
二、动态性能指标27
第四节测量系统的标定32
一、标定的概念及分类32
二、系统的静态标定33
三、系统的动态标定33
思考题38
习题38
第三章信号描述及分析40
第一节概述40
一、确定性信号40
二、随机信号41
三、连续信号与离散信号41
四、信号的描述和评价42
第二节傅里叶变换与频谱分析44
一、傅里叶变换的原理44
二、傅里叶变换的基本形式44
三、频谱分析的应用实例48
第三节信号滤波49
一、经典滤波器的工作原理49
二、经典滤波器的分类和主要参数49
第四节相关分析及其应用51
一、相关函数的定义51
二、相关函数的应用52
第五节随机信号描述与分析54
一、随机过程的定义和分类54
二、随机信号的统计特性54
第六节短时傅里叶变换57
第七节小波变换59
第八节Hilbert-Huang变换与经验模态分解 62
一、算法简介62
二、EMD方法对实际漏磁信号的处理实例63
思考题65
习题65
第四章电学量的测量67
第一节概述67
第二节电压的测量68
一、差分放大电路68
二、锁定放大器69
三、峰值保持电路72
四、有效值测量电路72
第三节微电流测量72
第四节阻抗测量73
一、电桥电路73
二、伏安法电阻测量75
三、电容测量电路76
四、电感测量电路78
第五节功率测量80
一、功率测量的高值法和低值法81
二、电动式功率表测量81
三、基于霍尔元件的功率测量82
四、射频功率测量82
第六节频率测量85
一、直接测频法85
二、测周法86
三、多周期全同步测频法87
四、微波频率测量87
第七节相位测量88
一、脉冲计数法测相位88
二、基于FFT的相位测量89
三、相关法测相位90
第八节时频基准——NIM铯原子喷泉钟90
思考题92
习题93
第五章长度及线位移的测量94
第一节概述94
一、长度单位和定义94
二、长度量值传递系统94
三、长度测量的标准量94
四、阿贝原则95
五、长度测量的环境标准要求95
第二节长度尺寸的测量95
一、常见尺寸的测量96
二、大尺寸的测量102
三、微小尺寸的测量105
四、测量误差分析107
第三节几何误差和异形曲面的测量109
一、几何误差的测量109
二、异形曲面的测量113
第四节表面粗糙度的测量118
一、测量仪器118
二、评定参数121
第五节线位移量的测量123
第六节纳米测量技术125
一、扫描隧道显微镜126
二、原子力显微镜126
三、大量程的纳米测量技术128
第七节精度设计及分析128
一、尺寸链精度设计128
二、最短测量链原则130
三、精度设计案例131
第八节航天器位姿测量与时栅测长132
一、嫦娥登月工程132
二、时栅精密测量技术134
思考题135
习题135
第六章角度及角位移的测量138
第一节概述138
一、角度单位及量值传递138
二、角度的自然基准和圆周封闭原则138
三、实物基准与分度误差的特性138
第二节单一角度尺寸的测量141
一、直接测量141
二、间接测量145
第三节圆分度误差的测量149
一、圆分度误差评定指标149
二、圆分度误差的绝对测量151
三、圆分度误差的相对测量153
四、圆分度误差的组合测量154
第四节角位移量的测量156
一、单自由度角位移的测量156
二、多自由度角位移的测量161
思考题163
习题163
第七章速度、加速度和振动测量165
第一节概述165
第二节区截测速165
第三节相关测速167
一、相关测速原理167
二、相关函数运算及相关算法169
第四节多普勒测速170
一、多普勒测速原理170
二、激光多普勒测速172
三、超声多普勒测速175
第五节加速度测量178
一、绝对式加速度传感器的动力学模型178
二、压电式加速度传感器178
三、电阻应变式加速度传感器180
四、集成电容加速度传感器181
五、伺服加速度传感器181
第六节陀螺仪测角速度183
一、框架式机械陀螺仪184
二、光纤陀螺仪测量角速度185
三、MEMS陀螺仪测量角速度186
第七节振动测量188
一、振动的基本类型188
二、振动测量的动力学原理189
三、工程结构的动力学特性测试系统191
四、振动激励方式192
五、单自由度系统动力学参数振动测试分析194
思考题197
习题197
第八章力、力矩和压力测量200
第一节测力与称重概述200
第二节电阻应变测力传感器及其应用202
一、测力称重系统构成202
二、典型弹性体类型及特点202
三、测力称重传感器的自动对心203
四、工业现场称重的长线补偿204
五、动态称重205
第三节多分量力测量及维间解耦207
一、应变片对称布片解耦207
二、非敏感梁位移退让解耦207
三、标定矩阵解耦208
第四节力矩测量210
一、力矩传递法211
二、力平衡法214
三、能量转换法215
第五节压力测量215
一、负荷式压力计216
二、麦克劳(McLeod)真空计218
三、谐振式压力传感器219
四、电容式薄膜真空计222
五、采用间接测量方法的真空计223
第六节压力测量应用例——示波法血压测量225
思考题227
习题228
第九章温度的测量230
第一节概述230
一、温度的基本概念和测量方法230
二、温标231
第二节热电偶测温技术232
一、热电效应和热电偶232
二、热电偶的基本定律233
三、标准化热电偶233
四、热电偶的结构类型和应用234
五、热电偶的参比端处理236
第三节热电阻测温技术238
一、铂电阻温度计239
二、铜电阻温度计239
三、半导体热敏电阻240
四、热电阻温度计的测量误差241
五、P-N结集成电路温度传感器242
第四节光辐射测温技术243
一、热辐射基本定律243
二、辐射高温计245
三、亮度温度计249
四、比色温度计250
第五节光纤测温技术252
一、辐射式光纤温度计252
二、荧光光纤温度计253
三、光纤光栅温度计255
思考题256
习题257
第十章流量的测量258
第一节概述258
一、流量的概念258
二、流量测量中的流体力学基础259
第二节差压式流量计261
第三节流体阻力式流量计263
一、转子流量计（浮子流量计）263
二、靶式流量计265
第四节测速式流量计266
一、电磁流量计266
二、涡轮流量计268
三、超声波流量计269
第五节振动式流量计271
第六节质量流量计274
一、直接式质量流量计274
二、推导式质量流量计277
第七节多相流流量计278
一、粒子图像测速技术278
二、过程层析成像技术280
思考题283
习题284
参考文献285