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0　绪论1

0.1　现代测试技术与控制技术概述1

0.1.1　数据测试部分1

0.1.2　输入部分2

0.1.3　计算机及其外围设备2

0.1.4　输出部分2

0.1.5　接口2

0.1.6　执行器3

0.2　测试技术与控制技术的应用方式3

0.2.1 用于数据采集与处理3

0.2.2　用于生产控制4

0.2.3　用于生产调度管理5

0.3　测试技术与控制技术的应用范围5

0.3.1 工业生产中5

0.3.2　能源技术6

0.3.3　交通技术7

0.3.4　实验室自动化7

0.3.5　军事领域7

0.3.6　医疗领域7

0.4　测试技术与控制技术的发展趋势8

0.4.1　综合化8

0.4.2　智能化9

0.4.3 系统化9

0.4.4　仪器虚拟化9

0.4.5　网络化10

1　测量技术应用基础11

1.1　测量误差理论基础11

1.1.1　测量过程11

1.1.2　测量值的数学期望和方差11

1.1.3　随机误差的统计处理12

1.1.4　标准偏差的传递14

1.1.5　有限次测量的算术平均值及其方差14

1.1.6　测量结果的置信概率14

1.1.7　异常数据的剔除15

1.1.8　测量不确定度的表征方法15

1.2　测量过程的统计控制18

1.2.1　基本概念18

1.2.2　测量过程的统计控制参数18

1.2.3　测量过程的检验方法19

1.3　校准方法学21

1.3.1　校准方法21

1.3.2　计量标准22

1.3.3　校准类型22

1.3.4　校准的要求23

1.3.5　互检和检验23

1.3.6　仪器特性和校准测试24

1.3.7　对校准标准的要求25

1.4　基本的电子标准26

1.4.1 国际测量单位制26

1.4.2　标准的可追溯性28

2　测试与控制技术基础30

2.1　信号及其分类30

2.1.1　测试、信息与信号的概念30

2.1.2　信号的分类30

2.2　信号测试与控制方法31

2.2.1　信号测试31

2.2.2　信号控制方法32

2.3　测试系统33

2.3.1　测量仪表33

2.3.2　测量系统38

2.4　数据采集技术41

2.4.1　数据采集方式41

2.4.2　数据采集的性能参数42

2.5　数据处理技术43

2.6　数据融合技术44

2.6.1　数据融合的目的44

2.6.2　数据融合的原理44

2.6.3　数据融合的形式44

2.6.4　数据融合的方法45

2.6.5　数据融合的应用前景47

3　信号测试传感器48

3.1　概述48

3.1.1　传感器的作用48

3.1.2　传感器的分类48

3.1.3　对传感器的基本要求49

3.1.4　传感器选用原则49

3.1.5　传感器的开发方向50

3.2　压力传感器51

3.2.1　应变式压力传感器51

3.2.2　电容式压力传感器55

3.2.3　电感式压力传感器55

3.2.4　压力传感器的标定58

3.2.5　压力传感器的安装及测试仪表的选用59

3.3　流量传感器60

3.3.1　流量测量方法60

3.3.2　涡轮流量计62

3.3.3　超声波流量计64

3.4　转速传感器66

3.4.1　测速发电机66

3.4.2　光电式转速传感器67

3.4.3　电容式转速传感器69

3.4.4　磁电式转速传感器69

3.5　位移传感器70

3.5.1 电位计型位移传感器70

3.5.2　电感式位移传感器72

3.6　温度传感器74

3.6.1　热电偶传感器74

3.6.2　热电阻80

3.6.3　光纤温度传感器80

3.7　振动传感器83

3.7.1　加速度传感器83

3.7.2　速度传感器85

3.7.3　位移传感器86

3.8　激光传感器88

3.8.1　激光产生的机理88

3.8.2　激光特性89

3.8.3　激光器及其特性89

3.8.4　激光探测器的应用90

3.9　固态图像传感器91

3.9.1　线型图像传感器92

3.9.2　面型图像传感器95

3.9.3 固态图像传感器的应用96

3.10　智能传感器99

3.10.1　智能传感器的组成原理99

3.10.2　智能传感器的基本功能100

3.10.3　智能传感器的特点101

4　中间转换电路102

4.1 电桥102

4.1.1　直流电桥102

4.1.2　交流电桥103

4.2　放大器104

4.2.1　运算放大器105

4.2.2　测量放大器106

4.2.3　微分和积分放大器106

4.3　调制与解调电路107

4.3.1　调制器的工作原理107

4.3.2　解调器的工作原理108

4.4　滤波器109

4.4.1　RC滤波器109

4.4.2　LC滤波器110

4.5　谐振电路111

4.5.1　谐振电路的变换原理111

4.5.2　谐振电路作调频器112

4.5.3　谐振电路调频波的解调112

4.5.4　谐振电路作调频器的应用112

4.6　运算电路112

4.6.1　微分电路112

4.6.2　积分电路113

4.7　f/V转换器113

4.7.1　DZP型f/V转换器113

4.7.2　PZH型f/V转换器114

4.8　V/I转换器115

4.9　A/D和D/A转换器116

4.9.1　A/D转换器117

4.9.2　D/A转换器118

5　信号的产生与分析120

5.1　信号源120

5.1.1　信号的表征与生成方法120

5.1.2　通用信号发生器126

5.1.3　任意波形合成器132

5.2　固态微波信号源134

5.2.1　信号源135

5.2.2　信号源的控制和调制137

5.2.3　频率综合138

5.2.4　微波信号发生器139

5.3　频谱分析仪146

5.3.1　概述146

5.3.2　频谱仪的工作特性151

5.3.3　现代频谱分析仪的设计152

5.4　相位噪声测量156

5.4.1　为什么需要测量相位噪声156

5.4.2　相位噪声的定义和表示156

5.4.3　相位噪声的时域测量方法157

5.4.4　相位噪声的频域测量法158

5.4.5　相位噪声的测量与分析159

5.4.6　微波信号源相位噪声的测量162

5.4.7　各种相位噪声测试系统测试灵敏度的对比162

6　计算机测试技术的应用164

6.1　计算机应用部件164

6.1.1　信号调理电路164

6.1.2　多路模拟开关164

6.1.3　采样／保持电路（S/H）165

6.1.4 A/D转换器166

6.1.5　接口电路及其控制逻辑168

6.2　模拟连续信号的数字化168

6.3　模拟量输入采集通道设计169

6.3.1　单模拟量输入采集通道的设计169

6.3.2　多模拟量输入采集通道的设计169

6.3.3　基于PC机数据采集通道设计应注意的问题171

6.4　高速数据采集及其实现174

6.4.1 高精度数据采集系统设计要领174

6.4.2　高速数据采集方案及其实现175

6.4.3　高速数据采集系统设计举例178

6.5　数据总线与通信技术179

6.5.1 串行总线与通信技术180

6.5.2　并行总线与通信技术199

7　工业测控中的干扰抑制技术204

7.1　干扰来源204

7.1.1　机械干扰204

7.1.2　热干扰204

7.1.3　光干扰205

7.1.4　温度干扰205

7.1.5　化学干扰205

7.1.6　电和磁干扰205

7.1.7　射线辐射干扰205

7.1.8　电源干扰206

7.1.9　信道干扰206

7.1.10　地线干扰206

7.2　干扰的传输途径206

7.2.1　噪声与噪声源206

7.2.2　噪声形成干扰的要素208

7.2.3　传输途径208

7.3　干扰的作用方式209

7.3.1 串模干扰209

7.3.2　共模干扰210

7.3.3　共模干扰抑制比210

7.4　干扰抑制技术210

7.4.1　屏蔽技术211

7.4.2　接地技术214

7.4.3　浮置技术220

7.4.4　平衡电路221

7.4.5　滤波器222

7.4.6　光耦合器223

7.4.7　脉冲电路噪声抑制技术224

7.4.8　电源干扰抑制技术225

7.4.9　传输线干扰抑制技术226

7.4.10　软件干扰抑制技术228

8　测试技术在工程领域中的应用229

8.1　空气压缩机组测试与控制229

8.1.1 系统配置229

8.1.2　故障测试与诊断230

8.1.3　故障决策与控制230

8.1.4　应用效果及其分析231

8.2　发动机滑油系统测试与控制232

8.2.1　滑油系统故障分析232

8.2.2　滑油系统状态信息的来源233

8.2.3　滑油系统监控方案设计及其实现233

8.2.4　运行结果及其分析234

8.3　车辆尾气测试与控制234

8.3.1　硬件配置234

8.3.2　软件设计235

8.3.3　功能及其实现237

8.4　噪声测试与控制238

8.5　电动机转速测试与控制239

8.5.1　测控原理和方法239

8.5.2　测控软件设计240

8.5.3　结果与分析241

参考文献242