Principles of Measurement Systems pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Bentley, John P.

出品人:

頁數:544

译者:

出版時間:

價格:583.92元

裝幀:

isbn號碼:9780130430281

叢書系列:

圖書標籤:

• 測量係統
• 傳感器
• 儀錶
• 數據采集
• 信號處理
• 控製係統
• 儀器儀錶
• 測量原理
• 誤差分析
• 工業自動化

《工程實踐中的數據采集與處理》 本書深入探討在各類工程應用中，如何有效地采集、轉換、分析和解釋數據。從傳感器的工作原理及其在不同物理量測量中的應用，到信號的預處理和濾波技術，再到數據存儲和管理策略，本書提供瞭全麵的指導。 核心內容包括： 傳感器技術與應用： 光學傳感器： 光電二極管、光敏電阻、CCD/CMOS傳感器的工作原理，以及在光照度、顔色、距離測量等方麵的應用。探討光的衍射、乾涉、反射和摺射現象在傳感器設計中的應用。 熱學傳感器： 熱電偶、熱敏電阻（NTC/PTC）、紅外傳感器的工作機理，以及在溫度、熱流、輻射測量中的優勢與局限。介紹熱傳導、對流和輻射的基本概念。 力學傳感器： 應變片、壓電傳感器、電容式位移傳感器、加速度計（壓電式、MEMS）的工作原理，以及在應力、應變、力、壓力、振動和加速度測量中的實際案例。 電學傳感器： 電壓、電流、電阻、電容、電感傳感器的測量原理，以及霍爾效應傳感器、電磁感應傳感器在磁場和運動檢測中的應用。 化學傳感器： pH傳感器、氣體傳感器（氧化物半導體、電化學式）的工作原理，以及在環境監測、過程控製中的作用。 信號調理與轉換： 模擬信號調理： 放大器（差分放大器、儀錶放大器）的設計與應用，濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）的原理和選擇，以及信號隔離和阻抗匹配技術。 模數轉換（ADC）： 介紹ADC的各種類型（逐次逼近型、雙積分型、Σ-Δ型、流水綫型），采樣定理（奈奎斯特-香農采樣定理），量化誤差，以及選擇閤適ADC的關鍵參數（分辨率、采樣率、綫性度）。 數模轉換（DAC）： DAC的基本原理和類型，以及在信號重構中的作用。 數據采集係統（DAS）設計： 係統架構： 介紹數據采集係統的典型組成部分，包括傳感器、信號調理電路、ADC、微控製器/數據處理器、存儲器和通信接口。 多通道數據采集： 討論多通道係統的設計考慮，包括通道復用、同步采樣和異步采樣。 數據采集軟件： 介紹用於配置采集參數、實時顯示和記錄數據的軟件工具，以及虛擬儀器（LabVIEW、MATLAB/Simulink）在DAS中的應用。 數據處理與分析： 數字信號處理（DSP）： 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）在頻譜分析中的應用，數字濾波器設計（FIR、IIR），以及捲積、相關等基本操作。 數據平滑與去噪： 移動平均、Savitzky-Golay濾波、卡爾曼濾波等在去除隨機噪聲和趨勢中的應用。 統計分析： 描述性統計（均值、方差、標準差）、推斷性統計（假設檢驗、置信區間）以及迴歸分析在數據解釋中的作用。 數據可視化： 采用圖錶（摺綫圖、散點圖、直方圖、頻譜圖）等方式直觀呈現數據特性，輔助分析和決策。 不確定度評估與校準： 誤差來源分析： 係統誤差、隨機誤差、環境誤差、操作誤差等。 不確定度傳播： 介紹如何根據測量過程中的各個不確定度分量，計算最終測量結果的閤成不確定度。 校準程序： 討論儀器校準的重要性，校準方法（溯源到國傢標準的校準）及其對測量準確性的影響。 量值溯源： 解釋量值溯源的概念及其在確保測量一緻性和可比性中的作用。 本書通過豐富的實例和圖示，幫助讀者理解從物理量到有用數據的轉化過程，掌握不同類型傳感器的選擇和使用，深入理解信號處理和數據分析的技術，並建立科學的誤差與不確定度評估意識。無論是初學者還是有經驗的工程師，都能從中獲益，提升工程實踐中的數據驅動能力。

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這本書的深度和廣度實在是令人驚嘆，它簡直就是一本行走的計量學百科全書，但它絕不是那種佶屈聱牙的學術專著。我發現作者在構建理論框架時，非常注重邏輯的連貫性和知識的層次感，這對於我這種需要快速掌握一個新領域核心要義的讀者來說，簡直是福音。它不僅覆蓋瞭傳統的電阻、電容、電感等基本物理量的測量方法，還花瞭相當大的篇幅探討瞭現代傳感器技術的前沿進展，尤其是那些與信號處理緊密結閤的新型測量方案。我必須承認，某些涉及高級傅裏葉變換和數字濾波的部分，我需要反復研讀纔能完全消化，但這恰恰證明瞭它的價值——它迫使你跳齣舒適區，去接觸那些真正推動行業發展的尖端技術。每一次攻剋一個難點，都會帶來巨大的成就感，這比單純記憶公式有效得多，因為它讓你真正“理解”瞭背後的物理實在。

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說實話，我最初拿到這本書的時候，有點擔心它會過於偏重理論而缺乏實際指導意義。然而，我的擔憂完全是多餘的。這本書的實用性體現在每一個細節中，尤其是在係統集成和校準環節的論述上，簡直是教科書級彆的典範。作者詳細闡述瞭如何從零開始構建一個可靠的測量鏈路，從前端的信號采集到後端的決策支持，每一步的注意事項都考慮得非常周全。我尤其欣賞其中關於“係統級誤差預算”的章節，它提供瞭一個清晰的框架，讓工程師能夠係統地管理和分配不同組件引入的誤差，而不是頭痛醫頭腳痛醫腳。對於任何希望從“會測量”提升到“會設計測量係統”的人來說，這本書提供瞭不可或缺的藍圖和方法論。它不是在告訴你“應該怎麼做”，而是在告訴你“為什麼必須這麼做”，這種深層次的認知提升，價值無可估量。

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對於那些渴望在自動化和過程控製領域有所建樹的人來說，這本書絕對是案頭的必備工具書。它的敘述風格極為嚴謹，但又飽含一種對工程美學的追求。我發現它在處理動態測量係統，特彆是時間延遲和頻率響應特性方麵的內容非常齣色。作者清晰地解釋瞭如何使用傳遞函數來建模測量係統的動態行為，並且提供瞭大量關於如何選擇閤適的濾波器以最小化動態失真和噪聲的實用建議。那些在實際操作中常常遇到的“係統響應滯後”或“振蕩不穩定”的問題，在這本書裏都能找到清晰的數學模型和工程解決方案。它不是一本僅僅停留在靜態分析的舊教材，它充滿瞭對現代高速、高精度工業環境的深刻理解和前瞻性思考，是真正能將理論知識轉化為生産力的優秀範本。我強烈推薦給所有從事精密儀器開發和係統調試的工程師們。

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我曾閱讀過好幾本關於儀器分析的書籍，但鮮有能像這本一樣，將“測量”提升到哲學層麵來探討。作者似乎不僅僅滿足於描述測量技術本身，他更是在探討我們如何通過有限的、帶有固有局限性的工具去無限逼近客觀世界的真實狀態。這種對不確定性的坦誠和對測量本質的深刻反思，使得閱讀過程充滿瞭智性的愉悅。書中對“信息論”在測量中的應用探討尤為精彩，它提醒我們，測量過程的本質是信息的提取與壓縮。這種跨學科的視角，極大地拓寬瞭我的思維邊界。我不再僅僅將測量視為獲取數字的手段，而是將其視為一個復雜的信息處理過程，這對於處理大數據時代的復雜環境監測任務，提供瞭全新的思維武器。這本書讀完後，我看待所有的數據流，都帶上瞭一種全新的、更具批判性的審視角度。

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哇，這本書簡直是為我量身定做的！我一直對那些復雜的物理現象背後的計量原理感到好奇，而這本書恰好填補瞭我知識體係中的一個巨大空白。它沒有那種高高在上、讓人望而生畏的理論堆砌，而是以一種非常平易近人的方式，層層深入地剖析瞭測量係統從基礎概念到高級應用的整個過程。我特彆喜歡它對不確定度和誤差分析的講解，作者似乎非常懂得如何將抽象的統計學概念轉化為實際操作中的有效工具。讀完前幾章，我就感覺自己像一個新手學徒，在一位經驗豐富的大師手下，逐步掌握瞭如何“看清”這個世界的真實麵貌。書中大量的案例分析，不僅僅是枯燥的公式推導，更多的是對實際工程問題的深刻洞察，這讓我對未來在實驗室或生産綫上遇到類似挑戰時，能夠胸有成竹。我甚至開始重新審視我過去工作中那些被視為理所當然的測量結果，現在我能更批判性地看待它們背後的可靠性瞭。

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