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出版者:原子能出版社

作者:洪宝林编

出品人:

页数:1124 页

译者:

出版时间:2002年01月

价格:174.0

装帧:平装

isbn号码:9787502223342

丛书系列:

图书标签:

• 力学
• 计量学
• 测量
• 误差分析
• 实验
• 物理学
• 工程
• 数据处理
• 仪器
• 精度

《力学计量》 内容概要： 《力学计量》一书，深入浅出地阐述了力学量及其测量在科学研究、工程实践和国民经济中的核心地位。全书以严谨的学术态度和清晰的逻辑结构，系统地介绍了各类力学量的基本概念、物理原理、计量标准、测量方法、仪器设备及其误差分析。本书不仅涵盖了经典力学领域的测量技术，更触及了现代力学发展中涌现出的新型测量需求和技术前沿。 核心内容梳理： 本书围绕“力学量”及其“计量”展开，主要包括以下几个方面： 1. 绪论与基本概念： 力学计量的重要性： 详细阐述了力学量计量在确保产品质量、推动科技进步、保障人民安全、促进贸易往来等方面的基础性、战略性意义。强调了精确可靠的力学计量是实现一切工程设计和科学探索的前提。 力学量的分类与定义： 系统梳理了常见的力学量，如长度、时间、质量、力、压力、速度、加速度、能量、功率、功、扭矩、密度、黏度、表面张力、应力、应变、硬度、弹性模量、阻尼系数等。对每一个力学量的物理含义、单位制（国际单位制SI制为主，兼顾其他常用单位）及其基本定义进行了详尽的解析，确保读者对所测量对象有清晰的认识。 计量基本概念： 引入了计量学中的基本概念，如测量、量值、准确度、精密度、误差（系统误差、随机误差、过失误差）、不确定度、计量基准、计量标准、测量仪器、校准、检定等，为理解后续内容奠定基础。 2. 长度与位移的计量： 基本原理： 介绍了长度和位移测量的基本原理，包括直接测量（如尺、卡尺、千分尺）和间接测量（如光学测量、干涉测量、激光测量）。 计量标准： 阐述了长度计量在国家和国际层面的基准，如国际米原器的发展演变，以及现代基于激光干涉的精密长度测量标准。 测量仪器： 详细介绍了各类长度测量仪器，包括游标卡尺、螺旋千分尺、百分表、测微器、高度尺、影像测量仪、三坐标测量机（CMM）等，分析了它们的结构、工作原理、适用范围、测量精度和使用注意事项。 位移测量： 探讨了位移传感器（如电位计式、差动变压器式、光学编码器式、磁致伸缩式、电涡流式、霍尔效应式等）的工作原理、性能指标和应用。 3. 时间与频率的计量： 基本概念： 定义了时间、频率、周期等概念，以及它们在力学过程中的重要性，如运动描述、振动分析等。 计量标准： 介绍了时间计量的发展，从天文测量到石英钟，再到原子钟（如铯原子钟、氢钟）作为国际时间基准的原理和精度。 测量仪器： 阐述了各种时间测量仪器，如秒表、计数器、示波器、频率计的工作原理和应用。 4. 质量与密度的计量： 基本原理： 介绍了质量的定义及其在惯性与引力方面的体现。分析了质量测量的基本方法，如直接比较法（天平）和间接法（如利用惯性测量）。 计量标准： 介绍了国际单位制中质量的基准——国际千克原器的演变，以及现代基于普朗克常数的质量量值复现方法。 测量仪器： 详细讲解了各种衡器，包括梁式天平、弹簧秤、电子天平（不同类型如单盘天平、多盘天平、静载、动态称重）的工作原理、精度特点和校准方法。 密度计量： 介绍了固体、液体、气体密度的定义、测量方法（如阿基米德法、比重瓶法、密度计法）及其影响因素。 5. 力的计量： 基本原理： 阐述了力的定义，牛顿第二定律在力测量中的应用，以及力产生的几种基本方式（如弹簧变形、液压/气压、电磁效应）。 计量标准： 介绍了力测量中的标准装置，如测力标准机、力传感器标准装置。 测量仪器： 详细介绍了各种测力计，包括弹簧测力计、液压测力计、气动测力计、电阻应变片式力传感器、压电式力传感器、电磁力传感器等。分析了它们的结构、原理、精度等级、动态响应特性以及应用场景，如张力、压力、推力、拉力的测量。 6. 压力与真空的计量： 基本概念： 定义了压力、绝对压力、表压、差压、真空度等概念，以及它们与力、面积的关系。 计量标准： 介绍了压力计量的标准装置，如活塞式压力计、校验仪。 测量仪器： 详细讲解了各类压力测量仪器，包括液体压力计（U形管、斜管）、气压计、弹簧管式压力表（波登管）、膜片式压力计、隔膜压力计、应变片式压力传感器（包括压力变送器）、电容式压力传感器、压阻式压力传感器等。重点分析了不同类型仪器的优缺点、适用范围、零点漂移、灵敏度、迟滞现象等。 真空计量： 介绍了真空度的概念和测量方法，以及真空计（如皮托管真空计、热偶真空计、电离真空计、分子泵真空计）的工作原理。 7. 运动学量的计量（速度、加速度）： 基本概念： 定义了速度、加速度及其在不同运动状态下的意义。 测量方法与仪器： 速度： 介绍了直接测量（如光学测速仪、多普勒效应测速仪、激光多普勒测速仪（LDV）、粒子图像测速仪（PIV）），以及通过位移和时间积分测量速度的方法。 加速度： 讲解了加速度计（如压电式、压阻式、电容式、MEMS加速度计）的工作原理，以及它们在振动测量、惯性导航等领域的应用。 8. 功、能、功率的计量： 基本概念： 定义了功、能（动能、势能、内能等）和功率，以及它们之间的转化关系。 测量方法与仪器： 阐述了如何通过测量力和位移来计算功，通过测量力、速度来计算功率，或通过测量电压、电流、时间来计算电功率。介绍了用于测量发动机功率、水轮机功率、电机功率等的专用仪器，如测功机、功率计。 9. 转矩（扭矩）的计量： 基本概念： 定义了转矩（扭矩）及其与力的作用点和方向的关系。 测量方法与仪器： 详细介绍了扭矩扳子（包括定值型、预置型、数显型），以及扭矩传感器（如应变片式扭矩传感器）的工作原理和校准方法。分析了它们在汽车工业、机械制造中的应用。 10. 材料力学性能的计量（硬度、弹性模量、应力、应变）： 基本概念： 定义了硬度、弹性模量、应力、应变等材料力学性能指标。 测量方法与仪器： 硬度： 介绍了洛氏硬度计、布氏硬度计、维氏硬度计、肖氏硬度计等不同硬度试验方法的工作原理、适用材料范围和测量精度。 弹性模量： 阐述了通过拉伸试验、弯曲试验等方法测量材料的弹性模量。 应力与应变： 重点介绍了电阻应变片的工作原理及其在测量应力、应变中的应用，以及相关的应变测量仪器（如应变仪、数据采集系统）。 11. 流体动力学量的计量（黏度、流量、流速）： 基本概念： 定义了黏度（动力黏度、运动黏度）、流量（体积流量、质量流量）、流速等流体力学参数。 测量方法与仪器： 黏度： 详细介绍了毛细管黏度计、旋转黏度计（同心圆筒式、锥板式、盘式）、球落黏度计等测量黏度的原理和仪器。 流量： 介绍了各种流量计的工作原理，包括差压式流量计（孔板、文丘里管）、容积式流量计、涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量流量计等，并分析了它们在不同介质和工况下的适用性。 流速： 提到了与速度计量相关的技术，如皮托管、风速仪等。 12. 误差分析与不确定度评定： 误差理论： 系统阐述了测量误差的来源、分类、传播规律，以及如何通过实验设计和数据处理来减小和评估误差。 不确定度评定： 重点介绍了国际通用的不确定度评定方法（A类和B类评定），如何根据测量过程中的不确定度分量进行合成，并给出最终的测量结果及其不确定度。这是确保测量结果可信度和可比性的关键。 13. 计量器具的校准与管理： 校准目的与方法： 解释了计量器具为何需要校准、校准的依据（国家计量技术规范、行业标准）、校准的程序和方法。 量值传递： 阐述了计量标准如何通过校准传递给各级计量器具，最终实现量值的统一和准确。 计量管理体系： 介绍了企业或组织内部如何建立和运行计量管理体系，以保证生产、研发过程中所使用的计量器具的准确性、可靠性。 全书特点： 体系完整： 覆盖了力学计量领域的主要方面，从基础概念到具体应用，形成了一个完整的知识体系。 理论与实践结合： 既有对基本物理原理的深入剖析，又有对各种测量仪器工作原理、性能参数和实际应用的详细介绍。 方法论指导： 强调了误差分析和不确定度评定在计量工作中的核心作用，为读者提供了科学的测量数据处理方法。 面向应用： 充分考虑了力学计量在各行各业中的实际需求，旨在培养读者解决实际测量问题的能力。 严谨的科学性： 遵循科学研究的严谨性原则，概念清晰，逻辑严密，论证充分。 语言通俗易懂： 尽管内容专业，但力求语言表达清晰、流畅，避免使用过多晦涩的术语，便于不同背景的读者理解。 《力学计量》一书，是从事机械制造、航空航天、汽车工业、能源工程、土木工程、材料科学、生物医学工程等相关领域的研究人员、工程师、技术人员以及高等院校相关专业师生必备的参考书。它不仅是了解和掌握力学量测量技术的宝贵资源，更是提升科学研究的精度、保证工程质量、推动技术创新的重要支撑。

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老实说，这本书的学术深度是毋庸置疑的，但最难能可贵的是，它成功地在“高深”与“实用”之间架起了一座坚实的桥梁。许多技术书籍读完后，你可能对原理了如指掌，却不知道如何将它应用到实际的生产线上；而这本书则完全不同。作者似乎深谙工程实践中的“潜规则”——那些不在教科书上明文标注，却至关重要的经验法则。我印象最深的是关于“现场条件对标定基准的影响”的讨论。作者没有停留在理想化的标准大气模型上，而是详细分析了不同地理位置、不同湿度和气压波动对精密测量基准的影响权重，并给出了几种快速、低成本的现场补偿方案。这些内容，在传统的理论教材中几乎是找不到的。阅读这本书的过程，就像是获得了一位技术导师的私人指导，他不仅告诉你公式的推导，更会告诉你这个公式在真实世界中什么时候会“失效”，以及如何通过巧妙的设计来规避这种失效。这种注重落地性和可操作性的写作风格，使得这本书成为了我工作台边最常翻阅的工具书，而不是束之高阁的理论参考。

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这本书的封面设计得相当有品味，那种深邃的蓝色调配合着简洁的几何图形，一下子就抓住了我的眼球。初次翻开，我本来是抱着一种比较谨慎的心态，毕竟市面上关于工程实践和理论结合的书籍汗牛充栋，很容易陷入那种枯燥的教科书模式。但很快我就发现，作者的叙事方式非常独特，他似乎并不急于把我拽入复杂的公式海洋，而是像一位经验丰富的老工程师，带着你一步步走过实际的工程案例现场。比如，他对于如何评估一个新材料在极端温度下的性能表现的描述，简直细致入微，从传感器的选择到数据采集的频率设定，每一个环节的考量都透露出作者深厚的行业积累。尤其让我印象深刻的是其中关于“误差源的系统性识别”那一章，作者没有采用传统的分类法，而是构建了一个动态的模型，将人为操作、环境波动和设备自身的漂移视为一个互相影响的有机整体进行分析，这种宏观与微观相结合的视角，极大地拓宽了我对实验设计科学性的理解。读完这部分，我感觉自己像是完成了一次高强度的专业技能训练，而不是仅仅读完了一本书。这本书的排版也非常友好，大量留白使得阅读体验极其舒适，即使是面对厚厚的文字，也不会产生阅读疲劳感。

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这本书给我最大的惊喜在于其对“前沿技术集成”的探讨深度。我原本以为这会是一本偏向基础理论的著作，但事实证明，作者的视野极为开阔，他毫不避讳地将一些尚处于实验室阶段的最新技术引入分析框架中。例如，在讨论超高精度位移检测时，作者详细阐述了基于量子隧穿效应的传感原理，并对其在抗电磁干扰方面的潜力进行了严谨的评估。这部分内容涉及到大量的物理学前沿知识，但作者的文字功底高超，他总能找到一种优雅的方式，在保持数学严谨性的同时，避免让读者在细节的泥潭中迷失方向。他的讲解不是简单的堆砌数据，而是通过构建一系列“如果……那么……”的逻辑链条，引导读者去推演这些新技术可能带来的范式转移。我个人对其中关于“实时自适应校准系统”的章节尤为推崇，它描绘了一个理想中的智能测量环境，在那里，系统能够像生物体一样，根据环境变化自动调整自身的敏感度和精度。读完后，我感觉自己对未来实验室的构想都有了更清晰的蓝图，这对于制定长期的研究方向是极其宝贵的指引。

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这本书的行文风格，说实话，刚开始读的时候，我感觉有点像是在听一位老教授在课堂上进行一次即兴的、充满激情的讲座，语速时快时慢，偶尔还会插入一些只有行家才能听懂的“行话”，这对于我这种半路出家的新手来说，无疑是一个不小的挑战。不过，正是这种略带“野性”的叙述，让内容充满了生命力，而不是那种被反复打磨、千篇一律的学术腔。我特别喜欢作者在探讨“测量不确定度的量化”时所采取的类比手法——他将复杂的概率论模型比喻成一场天气预报的制作过程，强调了“先验信息”和“观测修正”之间的辩证关系。这个比喻极其生动，一下子就将抽象的数学概念拉回到了日常生活的经验层面。通过这种方式，我不仅理解了理论的框架，更重要的是，感受到了理论背后的哲学思考：即任何测量都是对真值的逼近，而不是绝对的捕获。这本书没有提供标准答案，而是教会我们如何更好地提出问题，如何构建自己的判断体系，这种培养独立思考能力的作用，远超出了单纯的知识传授。我甚至在合上书本后，还会不自觉地回味其中一些精妙的论断，感觉思路被极大地激活了。

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这本书的结构安排堪称艺术品级别的精妙布局。它不是按照学科的传统章节来组织内容，而是围绕着“从宏观到微观，再到系统化集成”的主线索层层递进。比如，它会先用一章概述整个领域面临的挑战，然后立即用下一章深入到一个具体的微观物理现象的机理分析，最后再用第三章展示如何利用该机理解构一个可实际操作的工业级解决方案。这种“跳跃式”的结构反而极大地增强了阅读的连贯性和目的性。我发现，这种安排特别适合那些已经具备一定基础知识，但需要建立全局观的读者。我个人在使用这本书进行项目复盘时，就发现它非常实用——当我遇到一个设计瓶颈时，可以快速定位到书中对应的理论基础或者案例分析，并且能立刻看到该理论在不同应用场景下的适用范围和局限性。书中附带的那些流程图和概念图，绘制得极其清晰，几乎不需要额外的文字解释，就能让人一目了然。这表明作者在内容创作的同时，也花费了大量心力在信息的有效传达上，体现了极高的专业素养和人文关怀。

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