计量技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:252

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出版时间:2009-6

价格:28.00元

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isbn号码:9787118062816

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• 计量
• 计量技术
• 测量原理
• 误差分析
• 传感器
• 仪器仪表
• 数据采集
• 信号处理
• 实验教学
• 工程测量
• 工业计量

《精密制造的基石：现代测量科学与技术》 一、 引言 在工业文明飞速发展的今天，产品的质量、性能和可靠性已成为衡量一个国家工业水平和国际竞争力的重要标志。而这一切的源头，则深深植根于精准的测量。从微观世界的粒子探测到宏观宇宙的星系测量，从纳米级的芯片制造到毫米级的建筑装配，测量无处不在，其精度要求也日益严苛。本书《精密制造的基石：现代测量科学与技术》旨在系统性地梳理和阐述现代测量科学与技术的核心理论、关键方法与前沿发展，为读者构建一个全面、深入的认知框架，从而理解并掌握支撑精密制造的根本性技术。 二、 测量世界的边界：误差的本质与控制 测量并非绝对的“看见”，而是对事物某个属性的逼近和量化。在这个过程中，误差是无法避免的普遍存在。本书将首先深入剖析误差的来源，包括系统误差（如仪器性能、环境因素、操作规范等）和随机误差（如观测随机性、材料不均匀性等）。我们将详细探讨误差的传播规律，介绍多种误差分析方法，如最小二乘法、极大似然估计法等，帮助读者理解如何量化和评估测量的可靠性。 更重要的是，本书将重点介绍误差的控制策略。这包括： 仪器选择与校准： 如何根据测量任务的精度要求选择合适的测量仪器，并进行严格的校准，确保其准确度和稳定性。 环境条件的优化： 分析温度、湿度、振动、电磁干扰等环境因素对测量精度的影响，并提出相应的隔离和补偿措施。 操作规程的标准化： 强调建立和执行规范化的操作流程，减少人为因素引入的误差。 数据处理与修正： 介绍如何利用统计学方法对测量数据进行预处理、滤波和修正，以提升测量结果的精度。 不确定度分析： 讲解如何对测量结果的不确定度进行评估，使其具有科学的解释力和可比性，这是现代测量科学的核心理念之一。 通过对误差的深刻理解和有效控制，读者将能够真正掌握“如何测量”以及“如何信任测量结果”的关键所在。 三、 丈量万物：经典与现代测量方法 测量技术的发展历程是一部不断突破精度极限的史诗。本书将系统回顾并详细介绍各种经典的与现代的测量方法，覆盖广泛的物理量和几何量。 3.1 长度与角度的精密丈量： 机械测量： 从游标卡尺、千分尺等传统量具，到百分表、测微计等高精度接触式测量工具，我们将阐述其工作原理、精度等级以及适用范围。 光学测量： 重点介绍光学干涉测量技术（如迈克尔逊干涉仪、斐索干涉仪）在超精密表面形貌测量中的应用，以及激光干涉仪在长度和角度测量中的卓越表现。 电学与磁学测量： 探讨电容式、电感式和霍尔效应传感器在位移和角度测量中的应用，及其在自动化和集成化系统中的优势。 三坐标测量机（CMM）： 详细介绍CMM的结构、工作原理、测量原理（接触式和非接触式），以及其在复杂三维形貌测量的核心地位。 三维扫描技术： 涵盖激光三角测量、结构光、飞行时间（ToF）等多种三维扫描技术，以及它们在逆向工程、文物保护、医疗美容等领域的广泛应用。 3.2 形态与位置的精准把握： 表面粗糙度测量： 介绍触针式、光学式表面粗糙度仪的工作原理，以及不同表面纹理参数（Ra, Rz, Rq等）的意义和应用。 轮廓度与形状测量： 探讨全廓仪、激光轮廓扫描仪等在测量零件的轮廓度和各种形状偏差（如圆度、直线度、平面度）中的作用。 坐标测量技术： 除了CMM，还将介绍光学跟踪仪、激光跟踪仪等用于大型工件或现场测量的移动式坐标测量技术。 形位公差测量： 深入讲解形位公差（如平行度、垂直度、对称度、跳动等）的定义、测量方法和评价标准，以及它们在确保零件装配和功能实现中的关键作用。 3.3 其他重要物理量的测量： 力、压力与扭矩测量： 介绍电阻应变片、压电传感器、电磁式传感器等在测量力、压力和扭矩中的应用，以及其在材料力学性能测试、设备状态监测中的重要性。 温度与湿度测量： 探讨热电偶、热电阻、红外测温仪、电容式湿度传感器等原理，以及它们在过程控制、环境监测中的作用。 流量与液位测量： 介绍涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、浮球液位计、雷达液位计等工作原理，以及它们在流体输送与储存中的应用。 振动与噪声测量： 探讨加速度计、麦克风等传感器的工作原理，以及它们在设备状态诊断、环境噪声监测中的应用。 本书将力求在理论阐述与实际应用之间找到最佳平衡点，通过丰富的实例和图解，帮助读者理解各种测量方法的优势、局限性以及适用的场景。 四、 智能化浪潮下的测量革新：传感、数据与智能 随着信息技术和人工智能的飞速发展，测量技术正经历着前所未有的变革。本书将聚焦于这些前沿趋势： 4.1 传感器技术的新突破： 微机电系统（MEMS）传感器： 介绍MEMS技术如何实现传感器的小型化、集成化和低成本化，以及它们在物联网、可穿戴设备中的广泛应用。 新型敏感材料与原理： 探讨智能材料（如形状记忆合金、压电陶瓷）、生物传感器、化学传感器等在拓展测量对象和提升测量灵敏度方面的潜力。 无损检测（NDT）技术： 详细介绍超声波检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测等无损检测技术，它们在保障产品安全和质量方面的不可替代作用。 4.2 测量数据的智慧化处理： 大数据与云计算在测量中的应用： 探讨如何通过云计算平台集中存储、处理和分析海量测量数据，实现跨区域、跨时间的协同测量与溯源。 机器学习与深度学习在测量中的应用： 介绍如何利用机器学习算法进行测量数据的智能分析、异常检测、预测性维护，以及基于图像识别的自动测量。 虚拟测量与仿真： 探讨如何利用计算机仿真技术模拟测量过程，优化测量方案，甚至在虚拟环境中完成测量任务。 4.3 智能制造中的测量体系： 工业物联网（IIoT）与测量： 阐述IIoT如何实现测量设备、生产设备和信息系统的互联互通，构建实时、互动的测量与反馈闭环。 数字化车间与智能工厂的测量支撑： 分析智能制造中对测量精度、实时性、柔性化和自动化提出的新要求，以及测量技术如何为质量追溯、工艺优化、柔性生产提供支撑。 人工智能赋能的质量控制： 探讨AI在自主判断产品质量、识别微小缺陷、优化参数配置等方面的应用，实现从被动检测到主动预防的转变。 五、 质量的守护者：测量在各行各业的应用 测量技术是各行各业实现高质量发展的根本支撑。本书将通过大量典型案例，展现测量技术在不同领域的关键作用： 航空航天： 从飞机零部件的精密加工到飞行姿态的实时监测，从航天器的精确定位到材料性能的严格验证，测量技术是确保飞行安全与任务成功的生命线。 汽车工业： 汽车引擎、传动系统、底盘、车身等关键部件的精度制造，以及碰撞安全、排放控制、舒适性等性能的测试，都离不开高精度的测量。 电子信息产业： 芯片制造中的纳米级精度控制，电路板的精确布线，元器件的性能测试，以及通讯设备的信号完整性测量，是信息产业发展的基石。 生物医药： 药物分子的结构分析，医疗器械的精确制造，疾病诊断的精准测量，以及基因测序等前沿技术，都高度依赖于精密的测量手段。 能源与环境： 石油天然气的勘探与开采，核能安全运行的监测，环境保护中的污染物浓度测量，以及新能源技术的研发，都需要可靠的测量数据作为支撑。 精密仪器与装备制造： 工业相机、光谱仪、显微镜等精密仪器的研发与制造本身，就是对测量技术最高水平的挑战与体现。 六、 结语 《精密制造的基石：现代测量科学与技术》并非仅仅是对测量工具和方法的罗列，它更是一次对“如何看得更准、做得更精”的深入探索。在日益复杂的工业体系和不断演进的技术浪潮中，掌握先进的测量科学与技术，不仅意味着能够应对当前的挑战，更意味着能够洞察未来的发展方向。本书旨在为读者打开一扇通往精密世界的大门，激发他们对测量技术的热情与创新思维，共同为构建更美好的科技与工业未来贡献力量。

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这本书的叙事节奏把握得非常巧妙，让人在阅读过程中几乎感觉不到时间的流逝。它并非那种章节之间缺乏内在联系的知识点堆砌，而是遵循着一种逻辑递进的脉络。从最基础的物理量定义，到复杂的动态测量系统的建模，每一步都像是精心设计的阶梯，稳步地将读者的认知水平向上提升。我尤其欣赏作者在介绍现代计量学概念时所采取的“追本溯源”的方式。比如，在谈到“溯源性”时，作者没有空泛地强调其重要性，而是详细描绘了从国际单位制（SI）到实际工作场所测量结果的完整链条，这使得“溯源”这个概念变得无比具体和可操作。这本书的排版和图表设计也值得称赞，清晰的插图和准确的示意图极大地辅助了对抽象概念的理解，避免了冗长的文字解释。它成功地平衡了理论的深度与实践的可读性，对于希望从根本上掌握计量科学而非仅仅停留在操作层面的读者来说，是上乘之作。

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阅读此书的过程中，我深刻体会到作者在编写时所倾注的巨大心血和对这门学科的深刻洞察力。它并非一本简单的工具书，而更像是一位资深专家与初学者的深度对话。书中对于“计量经济学”与“工程计量”交叉领域的探讨，展现了作者跨学科的视野。例如，在讨论传感器的时间响应特性时，作者引入了信号处理中的傅里叶分析概念，但解释得极其贴合计量应用场景，避免了纯数学推导的枯燥。更令人耳目一新的是，书中对新兴的“智能测量”和“基于模型的校准”的展望性论述，虽然篇幅不多，但极具前瞻性，为读者指明了未来的研究方向。这本书的语言风格成熟而富有说服力，没有过多的夸张或浮夸的辞藻，一切论断都建立在坚实的科学基础上，使得读者在接受知识的同时，也培养起一种严谨的怀疑精神和批判性思维。它真正做到了“传道、授业、解惑”三位一体。

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我必须说，这本书在实用性上达到了一个令人惊喜的高度。许多声称是“实践指南”的书籍，往往停留在理论介绍，但《计量技术基础》却着重于“如何做”和“为什么这么做”。书中对各种计量标准和校准流程的阐述，简直就像一份详细的操作手册。我特别欣赏它对不同行业标准（如ISO、国家标准）的对比分析，这对于我们跨国项目合作来说至关重要，能有效避免因标准不一致导致的测量偏差。作者在讲解如何构建一个可靠的计量实验室时，提供的建议非常具体，从温湿度控制到电磁兼容性（EMC）防护，每一个细节都被考虑进去了。此外，书中对测量不确定度的评估方法讲解得极其细致，特别是针对那些非正态分布的测量数据，提供了多种实用的处理技巧，而不是简单地套用标准差公式。这本书无疑是我工作台边一本不可或缺的工具书，每当我遇到一个棘手的测量难题时，总能从中找到启发和解决方案的线索。

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这本关于计量技术基础的书籍，从宏观到微观，构建了一个扎实的理论框架。它不像那些晦涩难懂的教科书，而是用非常直观的方式，将复杂的概念一一拆解。比如，它在讲解误差分析时，并没有简单罗列公式，而是通过几个生动的工程案例，展示了不同测量误差对最终结果的累积影响，让我对“不确定度”的理解不再停留在纸面。书中对各种测量仪器的原理介绍也极其到位，从传统机械式到现代数字传感器，作者似乎对每一款仪器的“脾气秉性”都了如指掌，讲解了它们在不同环境下的响应特性和局限性。特别是关于数据采集系统的部分，讲解了采样率、量化精度与实际应用场景的平衡之道，对于我这个刚接触自动化领域的新手来说，无疑是一盏明灯。这本书的价值在于，它不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的培养，教会你如何以一种严谨、科学的态度去面对“测量”这件事。翻阅过程中，我发现书中穿插的许多历史轶事，也让原本略显枯燥的技术内容变得鲜活起来，让人在学习之余，还能感受到科学探索的魅力与艰辛。

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这本书在系统性上表现出了极高的水准，它仿佛是将整个计量学领域的知识体系浓缩提炼，并以一种结构化的方式呈现出来。我发现自己过去在不同资料中零散学习的知识点，在这本书里得到了完美的整合和串联。特别是关于计量管理和质量控制体系的章节，它不仅介绍了如何进行测量比对和能力验证（PT），还深入剖析了这些活动背后对企业质量文化的塑造作用。作者对不确定度预算的表格化处理和案例分析，简直是教科书级别的范例，清晰地展示了如何将输入量的不确定度系统地组合成输出量的不确定度。这本书的好处在于，它不会让你感觉自己只是在被动接受信息，而是鼓励你不断地将书中的理论与你自己的实际测量环境进行对照和反思。读完后，我感觉自己对“准确性”和“可靠性”的理解提升到了一个新的维度，不再是模糊的概念，而是可以量化、可追溯、可控制的工程目标。

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