电子测量技术（王永喜） pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　本书以测量对象为中心，介绍常用电子测量仪器的工作原理和使用方法，主要内容包括电子测量的基本概念，测量误差分析与处理，主要物理量（电压、频率、时间、相位）、电子元件参数（阻抗、品质因数、损耗因数及晶体管特性等）的基本测量原理、方法以及常规仪器（示波器、信号发生器、电子计数器）的工作原理和操作方法，并对电路的频率特性、数据域测量和虚拟仪器测试技术作了介绍。本书还选择了五个典型实验，进一步说明如何使用电子测量仪器对常见被测对象进行测量。

　　本书可作为电子信息工程、通信工程、物联网工程、测控技术与仪器等专业的教材，也可作为电类专业工程技术人员的参考书。

目录

第1章 电子测量基础
1.1 电子测量的内容、特点和方法
1.1.1 电子测量的内容
1.1.2 电子测量的特点
1.1.3 电子测量的方法
1.2 电子测量仪器概述
1.2.1 电子测量仪器的功能
1.2.2 电子测量仪器的分类
1.2.3 电子测量仪器的主要技术指标
1.3 测量误差分析
1.3.1 误差
1.3.2 误差的表示方法
1.3.3 误差的来源与分类
1.3.4 误差的估计与处理
1.4 测量结果的数据处理
1.4.1 有效数字的处理
1.4.2 等精度测量结果的处理
习题1

第2章 信号发生器
2.1 概述
2.1.1 信号发生器的用途
2.1.2 信号发生器的分类
2.1.3 信号发生器的基本组成
2.1.4 信号发生器的性能指标
2.2 低频信号发生器
2.2.1 低频信号发生器
2.2.2 超低频信号发生器
2.3 高频信号发生器
2.3.1 葛频信号发生器的组成
2.3.2 YB1051型高频信号发生器的使用
2.3.3 高频信号发生器的典型应用
2.4 函数信号发生器
2.4.1 函数信号发生器的组成
2.4.2 AS101D型函数信号发生器的使用
2.5 频率合成信号发生器
2.5.1 直接合成法
2.5.2 间接合成法
2.5.3 频率合成信号发生器的性能指标
2.6 脉冲信号发生器
2.6.1 矩形脉冲的参数
2.6.2 脉冲信号发生器的原理
2.6.3 脉冲信号发生器的性能指标
习题2

第3章 电子示波器
3.1 概述
3.1.1 示波器的特点
3.1.2 示波器的分类
3.2 示波管
3.2.1 示波管的组成
3.2.2 波形显示原理
3.3 通用示波器
3.3.1 通用示波器的组成
3.3.2 示波器的技术指标
3.4 双踪和双线示波器
3.4.1 双踪示波器
3.4.2 双线示波器
3.4.3 CA8020型双踪示波器的使用
3.5 高速和取样示波器
3.5.1 高速示波器
3.5.2 取样示波器
3.6 数字存储示波器
3.6.1 数字存储示波器的特点
3.6.2 数字存储示波器的工作原理
3.6.3 数字存储示波器的显示方式
3.6.4 数字存储示波器的技术指标
习题3

第4章 电压测量
4.1 概述
4.1.1 电压测量的基本要求
4.1.2 电压测量仪器的分类
4.1.3 交流电压的表征
4.1.4 交流电压各表征量之间的关系
4.2 模拟式电压表
4.2.1 动圈式电压表
4.2.2 电子电压表
4.2.3 模拟交流电压表
4.2.4 模拟式电压表的使用
4.3 数字式电压表
4.3.1 数字式电压表的主要技术指标
4.3.2 数字式电压表的组成
4.3.3 数字式电压表的分类
4.3.4 数字式电压表的使用
4.4 数字式多用表
4.4.1 数字式多用表的原理
4.4.2 数字式多用表的基本组成
4.4.3 数字式多用表的使用
习题4

第5章 时间和频率的测量
5.1 概述
5.1.1 时间和频率的基本概念
5.1.2 时间和频率的测量特点
5.1.3 频率测量方法概述
5.2 电子计数法
5.2.1 电子计数法测量频率的原理
5.2.2 电子计数法测量周期的原理
5.2.3 电子计数法测量频率比的原理
5.2.4 电子计数法测量时间间隔的原理
5.2.5 电子计数法测量相位差的原理
5.3 电子计数器
5.3.1 电子计数器的分类
5.3.2 电子计数器的主要技术性能指标
5.3.3 电子计数器的组成
5.3.4 电子计数器的使用
5.4 频率测量的其他方法
习题5

第6章 电子元件参数的测量
6.1 概述
6.1.1 阻抗
6.1.2 电阻、电容和电感的电路模型
6.1.3 伏安法测阻抗
6.2 电桥法测阻抗
6.2.1 电桥工作原理
6.2.2 电桥法测电阻
6.2.3 电桥法测电容
6.2.4 电桥法测电感
6.2.5 万能电桥的使用
6.3 谐振法测阻抗
6.3.1 谐振法测量电容
6.3.2 谐振法测量电感
6.3.3 Q表的使用
6.4 阻抗的数字化测量
6.4.1 电感-电压(L-U)变换
6.4.2 电容-电压(C-U)变换
6.5 二极管和三极管的测量
6.5.1 二极管的测量
6.5.2 三极管的测量
6.6 晶体管特性图示仪
6.6.1 晶体管特性的图示方法
6.6.2 晶体管特性图示仪的组成
6.6.3 XJ4810型晶体管特性图示仪的工作原理
6.6.4 XJ4810型晶体管特性图示仪的使用
习题6

第7章 电路频率特性的测量
7.1 概述
7.2 频率特性测试仪
7.2.1 频率特性的测量方法
7.2.2 频率特性测试仪的工作原理
7.2.3 BT-3型频率特性测试仪的使用
7.3 频谱分析仪
7.3.1 频谱分析仪的分类
7.3.2 频谱分析仪的基本工作原理
7.3.3 频谱分析仪的主要技术指标
7.3.4 QF-4031型频谱分析仪的使用
习题7

第8章 数据域测量
8.1 概述
8.1.1 数据域测量的特点
8.1.2 数字系统的故障模型与数据域测量的方法
8.1.3 数据域测试系统的分类及基本组成
8.2 数据域测量技术及仪器
8.2.1 宽带示波器
8.2.2 简易逻辑测试设备
8.2.3 数字信号发生器
8.3 逻辑分析仪
8.3.1 概述
8.3.2 逻辑分析仪的组成
8.3.3 逻辑分析仪的分类
8.3.4 逻辑分析仪的特点
8.3.5 逻辑分析仪的工作原理
8.3.6 逻辑分析仪的主要技术指标
习题8

第9章 虚拟仪器测试技术
9.1 Multisim10软件介绍
9.1.1 Multisim10仿真软件简介
9.1.2 Multisim10仿真软件基本界面
9.1.3 Multisim10菜单栏和工具栏简介
9.2 Multisim10基本操作
9.2.1 电路的创建
9.2.2 仿真操作过程举例
9.3 MultisimlO虚拟仪器仪表的使用
9.3.1 数字万用表
9.3.2 函数信号发生器
9.3.3 瓦特表
9.3.4 示波器
9.3.5 四通道示波器
9.3.6 波特图仪
9.3.7 频率计数器
9.3.8 数字信号发生器
9.3.9 逻辑分析仪
9.3.10 逻辑转换仪
9.4 Multisiml0仿真分析方法
9.4.1 直流工作点分析
9.4.2 交流分析
9.4.3 瞬态分析
9.4.4 傅立叶分析
9.5 Multisim10仿真实例
9.5.1 电路基础仿真实例
9.5.2 模拟电路仿真实例
9.5.3 数字电路仿真实例
习题9

第10章 电子测量实验
实验一 低频信号发生器的使用
实验二 数字万用表的使用
实验三 双踪示波器的使用
实验四 计算机仿真电路的测量I
实验五 计算机仿真电路的测量II
参考文献

《电路基础与实践》 内容概要： 本书旨在为读者提供一套全面而深入的电路基础知识体系，并辅以大量的实践案例，帮助读者理解和掌握电路分析、设计与应用的核心原理。全书涵盖了从基本的电路元件特性到复杂的电路系统构建，内容循序渐进，理论与实践相结合，力求让读者在掌握扎实理论知识的同时，也能具备解决实际问题的能力。 第一章：电路基本概念与定律 本章将带领读者走进电路的宏观世界，建立对电路最基本、最核心的认识。 电荷、电流与电压： 详细阐述电荷的本质、电荷的定向移动形成电流的物理过程，以及电势差与电压的概念。通过直观的类比，如水流和水压，帮助读者理解电流和电压的物理意义。讲解电荷守恒定律和能量守恒定律在电路中的体现。 电阻、电导与欧姆定律： 深入剖析电阻这一最基本且广泛应用的电路元件。介绍电阻的定义、单位（欧姆），以及影响电阻大小的因素，如材料的导电性、长度和横截面积（电阻率和温度系数）。详细讲解欧姆定律，包括其数学表达式、适用范围以及在直流电路中的重要性。通过实例说明如何计算不同电路中的电流、电压和电阻。介绍电导的概念及其与电阻的关系。 功率与能量： 阐述电路中功率的概念，即电能转换为其他形式能量的速率，以及能量的概念，即功率在时间上的积累。推导功率的计算公式（P=UI, P=I²R, P=U²/R），并讲解焦耳定律在发热元件中的应用。通过实际例子，如灯泡的功率，说明功率与亮度、能耗的关系。 电路图符号与基本电路： 介绍国际标准的电路图符号，使读者能够准确识别和绘制电路图。讲解串联电路、并联电路和混联电路的基本连接方式，以及它们在电压、电流、电阻和功率分布上的特点。通过简单的串并联电路分析，巩固所学概念。 第二章：直流电路分析 本章将聚焦于稳态直流电路的分析方法，为后续更复杂的电路分析打下基础。 节点电压法与网孔电流法： 详细讲解两种强大的电路分析技术——节点电压法和网孔电流法。通过清晰的步骤分解和图示说明，演示如何列写节点电压方程组和网孔电流方程组，并求解电路中的各支路电流和节点电压。强调这两种方法的普适性，适用于任何线性电路。 叠加定理与戴维宁/诺顿定理： 介绍叠加定理，解释如何处理含有多个独立电源的线性电路。深入讲解戴维宁定理和诺顿定理，这是简化复杂电路、提取等效电路的利器。通过实例演示如何找到电路的等效电阻、等效电压源（戴维宁等效）和等效电流源（诺顿等效）。 电容与电感元件在直流电路中的特性： 尽管电容和电感是动态元件，但在直流稳态电路中，它们呈现出特定的行为。讲解在直流稳态下，电容相当于开路，电感相当于短路。通过对含有电容或电感的直流电路进行分析，说明其在稳态下的作用。 实际电源模型与内阻： 介绍实际电源（如电池、发电机）并非理想的恒压源或恒流源，而是存在内阻。讲解实际电源的模型，并分析内阻对电路性能的影响，如电压降和功率损耗。 第三章：交流电路基础 本章将引领读者进入动态的交流电路世界，理解正弦稳态交流电路的特性。 正弦交流电的产生与表示： 解释正弦交流电是如何产生的（如交流发电机），以及其基本参数：幅值、周期、频率、角频率和初相位。介绍用波形图、瞬时值表达式和相量来描述正弦交流电。 电阻、电感和电容元件在交流电路中的特性： 详细分析纯电阻、纯电感和纯电容元件在交流电路中的伏安关系。引入电抗（感抗XL和容抗XC）的概念，解释它们如何随频率变化，并与电阻共同决定电路的总阻抗。 阻抗与导纳： 引入阻抗（Z）和导纳（Y）这两个关键概念，它们是电阻、电抗在交流电路中的推广。讲解阻抗的复数表示法，以及如何计算串联和并联阻抗。 相量法与交流电路分析： 重点讲解相量法，这是分析正弦稳态交流电路的核心工具。演示如何将瞬时值表达式转换为相量，以及如何运用复数运算进行电路分析。通过对RLC串联电路和并联电路的分析，加深对相量法的理解。 功率在交流电路中的概念： 区分有功功率（P）、无功功率（Q）和视在功率（S），并介绍功率因数。讲解功率三角形，以及如何通过补偿无功功率来提高功率因数。 谐振现象： 介绍RLC串联和并联电路中的谐振现象。详细分析谐振的条件、谐振时的电路特性（如阻抗、电流、电压）以及谐振在实际应用中的意义（如选频电路）。 第四章：电路的暂态分析 本章将探讨电路在开关动作或信号突变等动态过程中的响应，即暂态过程。 一阶电路的暂态分析： 聚焦于含有单个电容或单个电感的电路（一阶电路）。详细讲解如何使用微分方程或时域分析法来求解电容和电感在电路接通或断开时的充电和放电过程。引入时间常数（τ=RC或τ=L/R）的概念，并分析其对暂态过程速度的影响。 二阶电路的暂态分析： 探讨含有两个储能元件（一个电容和一个电感）的电路（二阶电路）。介绍二阶电路暂态响应的三种情况：过阻尼、临界阻尼和欠阻尼，并分析不同阻尼系数对响应曲线的影响。 拉普拉斯变换在暂态分析中的应用： 介绍拉普拉斯变换作为一种强大的数学工具，可以简化二阶及更高阶电路的暂态分析。讲解如何将时域的微分方程转化为频域的代数方程，求解更加便捷。 第五章：非正弦周期信号与傅里叶分析 本章将扩展到超越简单正弦信号的领域，分析周期性的非正弦信号。 傅里叶级数： 深入讲解傅里叶级数，它能够将任意周期性信号分解为一系列不同频率的正弦分量的叠加。介绍傅里叶级数的指数形式和三角形式，并讲解如何计算各次谐波的系数。 非正弦周期信号的电路分析： 演示如何利用傅里叶级数分析非正弦周期信号作用下的电路响应。通过分解信号为一系列正弦分量，分别计算各分量的响应，然后通过叠加得到总响应。 傅里叶变换（简介）： 简要介绍傅里叶变换，它是傅里叶级数向非周期信号的推广，为分析非周期信号在电路中的行为提供了理论基础。 第六章：耦合电感与互感 本章将介绍一种特殊的电感形式，它涉及到两个或多个线圈之间的电磁耦合。 互感与耦合系数： 详细解释互感现象，即一个线圈中的电流变化在另一个线圈中产生感应电动势。引入耦合系数的概念，它描述了两个线圈之间磁通链的耦合程度。 理想耦合电感与变压器原理： 分析理想耦合电感（耦合系数k=1）作为变压器的基础。讲解变压器的工作原理、变压比和阻抗变换等特性。 实际耦合电感的分析： 讨论实际耦合电感中的漏磁和电阻等因素对电路分析的影响。 第七章：三相电路 本章将聚焦于工业和电力系统中广泛应用的三相电路。 三相电源的产生与连接： 介绍三相交流电源的产生原理，以及星形（Y）连接和三角形（Δ）连接两种基本连接方式。 三相电路的分析： 详细分析三相电路中各相电压、电流以及线电压、线电流之间的关系。推导三相功率的计算公式（平衡和不平衡）。 三相电路的应用： 举例说明三相电路在电动机、发电机和电力输送等方面的广泛应用。 第八章：电路分析的近代方法 本章将介绍一些更高级、更现代的电路分析技术。 状态变量法： 讲解状态变量法的基本思想，即将电路的状态用一组最小的变量（通常是储能元件的电压和电流）来描述，从而建立一组一阶微分方程组。 SPICE电路仿真软件简介： 介绍SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）及其各种版本（如LTspice, PSpice）作为强大的电路仿真工具。说明如何使用SPICE进行直流、交流、暂态和噪声分析，以及如何通过仿真来验证理论计算和优化电路设计。 实践部分 本书的每个章节都配备了大量的设计和分析实例，涵盖了从简单的电阻分压器到复杂的滤波电路、放大电路和振荡电路的初步概念。通过对这些实例的深入分析，读者可以： 掌握电路设计的基本流程： 如何根据需求定义技术指标，选择合适的元件，进行电路配置，并进行初步的计算和仿真。 理解元件参数对电路性能的影响： 通过改变元件值，观察电路输出的变化，加深对元件特性的理解。 学习电路故障的诊断与排除： 通过分析电路的异常行为，学习如何定位和解决实际电路问题。 学习建议 学习本书，建议读者： 1. 扎实掌握基础概念： 每一章的概念都建立在前一章的基础上，务必理解透彻。 2. 勤加练习： 通过解答大量的习题，特别是设计性题目，来巩固理论知识。 3. 动手实践： 如果条件允许，尝试搭建简单的电路，用万用表、示波器等测量仪器进行验证，将理论知识与实践结合。 4. 利用仿真工具： 熟悉并使用SPICE等仿真软件，它能极大地提高学习效率，并帮助理解复杂的电路行为。 本书的编写风格力求清晰易懂，图文并茂，并辅以丰富的例题和习题，旨在帮助读者建立完整的电路知识体系，为进一步学习更高级的电子技术奠定坚实的基础。