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第1章 绪论1

1.1 水利工程模型试验概况1

1.2 水利工程模型试验量测技术2

1.2.1 水利工程模型试验研究方向3

1.2.2 水利工程模型试验常用的仪器设备3

第2章 模型试验基础设施与设备5

2.1 试验厅5

2.2 供水系统6

2.3 供电与接地系统6

2.4 生潮系统7

2.4.1 潮汐箱式8

2.4.2 水泵尾门式8

2.4.3 双向泵控制流量式8

2.4.4 水泵尾门和双向泵组合控制流量式8

2.5 生波系统9

2.5.1 造波机分类9

2.5.2 不规则造波机11

2.6 生风系统13

2.7 波浪水槽和水池13

2.7.1 波浪水槽13

2.7.2 波浪水池14

第3章 模型试验流速测量15

3.1 毕托管流速仪15

3.2 旋桨流速仪16

3.2.1 电阻式传感器16

3.2.2 电感式传感器16

3.2.3 光电式传感器17

3.2.4 光电式旋桨流速仪17

3.2.5 LGY—Ⅱ型智能流速仪17

3.2.6 LGY—Ⅲ型多功能智能流速仪18

3.3 旋桨流速流向仪20

3.3.1 旋桨式流速流向仪20

3.3.2 CSY—Ⅲ型旋桨式流速流向仪22

3.4 热阻式流速仪26

3.4.1 热阻式流速仪工作原理26

3.4.2 热阻式流速仪传感器27

3.4.3 热阻式流速仪（热线流速仪）27

3.4.4 热线流速仪29

3.5 电磁流速仪29

3.5.1 电磁流速仪工作原理30

3.5.2 VM-801HA型电磁流速仪30

3.5.3 P-EMS电磁流速仪31

3.5.4 FLO-MATE 2000型电磁流速仪32

3.6 声学多普勒流速仪33

3.6.1 声学多普勒流速仪工作原理33

3.6.2 声学多普勒流速仪组成34

3.6.3 声学多普勒流速仪应用35

3.7 激光流速仪37

3.8 粒子图像测速系统39

3.8.1 粒子图像测速系统简介39

3.8.2 VDMS流场实时测量系统40

3.8.3 POWERVIEW立体PIV系统42

第4章 流量测量44

4.1 量水堰44

4.1.1 三角堰44

4.1.2 矩形堰45

4.1.3 复式堰46

4.2 压差式流量计46

4.2.1 文杜里水计46

4.2.2 LGB型标准孔板管道流量计47

4.2.3 托巴管流量计47

4.3 V锥流量计48

4.3.1 V锥流量计工作原理48

4.3.2 V锥流量计优点50

4.4 浮子流量计52

4.4.1 浮子流量计工作原理52

4.4.2 浮子流量计特点54

4.4.3 金属管浮子流量计54

4.5 电磁流量计56

4.5.1 电磁流量计工作原理56

4.5.2 电磁流量计转换器58

4.5.3 IFM型系列和K300型系列电磁流量计59

4.5.4 LDG型电磁流量计59

4.5.5 LD型系列电磁流量计60

4.5.6 E-madE型电磁流量计61

4.6 涡轮流量计61

4.7 涡街流量计62

4.7.1 涡街流量计工作原理62

4.7.2 FFM63智能涡街流量计62

4.8 超声波流量计64

4.8.1 超声波流量计工作原理64

4.8.2 超声波流量计特点66

4.8.3 1010系列时差式超声波流量计67

4.8.4 ZCL-1系列智能超声波流量计68

4.8.5 SP-2系列智能超声波流量计69

4.8.6 TDS-100型超声波流量计70

4.8.7 ADFM声学多普勒流量计71

4.8.8 超声波测流的新技术和新动向71

4.9 其他流量计73

4.9.1 容积式水量计（水表）73

4.9.2 TSK档板式流量计74

4.9.3 水量计时器74

4.9.4 DSJ系列电脑水量计74

第5章 模型试验水位与波高测量75

5.1 水位测针75

5.2 水位仪76

5.2.1 跟踪式水位仪76

5.2.2 探测式水位仪77

5.2.3 振动式水位仪77

5.2.4 光栅式水位仪78

5.3 波高仪79

5.3.1 电阻式波高仪79

5.3.2 电容式波高仪79

5.3.3 计算机波高测量系统81

5.4 水位计84

5.4.1 压力式水位计84

5.4.2 WYG-Ⅱ型水位采集系统85

5.4.3 WL400压力式水位计85

5.4.4 超声水位计86

5.4.5 AWMS16型超声水位测量系统87

5.4.6 其他水位计88

第6章 模型试验含沙量和泥沙颗粒级配测量89

6.1 含沙量测量89

6.1.1 烘干称重法89

6.1.2 比重瓶法89

6.1.3 光电测沙仪90

6.1.4 CYS—Ⅲ型智能测沙颗分仪91

6.1.5 红外光电测沙仪94

6.1.6 同位素测沙仪95

6.1.7 激光测沙仪96

6.1.8 其他测沙仪98

6.2 泥沙颗粒级配测量100

6.2.1 光电颗分仪100

6.2.2 音波震动式粒度仪100

6.2.3 离心沉降式颗分仪101

6.2.4 激光粒度仪102

6.2.5 LS-CWM型激光粒度仪104

6.2.6 Mastersizer2000激光粒度分析仪104

第7章 模型试验压力测量107

7.1 压力传感器107

7.1.1 应变片式压力传感器107

7.1.2 压电式压力传感器108

7.1.3 总力传感器109

7.2 计算机压力测量系统110

7.2.1 传感器和测量系统110

7.2.2 测量系统应用111

7.3 应力应变测量112

7.3.1 动态电阻应变仪112

7.3.2 钢弦应变仪113

7.4 六分量测量114

第8章 模型试验地形测量116

8.1 光电式地形仪116

8.2 电阻式地形仪116

8.3 超声波地形仪116

8.4 跟踪式地形仪117

8.5 超声地形自动测量系统117

8.6 其他地形测量仪118

第9章 测量误差与数据处理119

9.1 测量误差及其发展119

9.1.1 测量的概念119

9.1.2 测量的发展119

9.2 测量误差的基本概念120

9.2.1 误差的定义120

9.2.2 误差产生的原因121

9.2.3 误差的分类122

9.3 测量准确度的质量概述125

9.4 数理统计基本理论127

9.4.1 基本概念128

9.4.2 随机变量及其分布128

9.4.3 统计分布的特征值130

9.5 常见误差分布132

9.5.1 正态分布132

9.5.2 其他常见误差分布133

9.5.3 常用的统计量分布135

第10章 计算机测试技术138

10.1 计算机接口技术138

10.1.1 计算机接口功能138

10.1.2 常用接口139

10.1.3 串行通信接口技术140

10.2 计算机测试系统信号的输入142

10.2.1 输入通道含义142

10.2.2 输入通道的结构类型142

10.2.3 信号调节144

10.3 信号拾取和放大145

10.3.1 信号拾取方法145

10.3.2 模拟信号放大146

10.3.3 信号的隔离和滤波148

10.4 数字量的输入151

10.4.1 开关量的输入151

10.4.2 脉冲量的输入152

10.5 模/数（A/D）转换技术152

10.5.1 模拟信号与数字信号特点153

10.5.2 模/数转换过程153

10.5.3 模/数转换原理155

10.5.4 模/数转换器及其与单片机的接口157

10.6 数据采集系统设计158

10.6.1 数据采集系统的结构158

10.6.2 单片机数据采集系统158

10.7 计算机控制系统160

10.7.1 计算机控制系统的组成160

10.7.2 计算机控制系统的硬件162

10.7.3 计算机控制系统的软件162

10.8 模型试验智能化、数字化、网络化系统163

10.8.1 试验数据采集和控制系统163

10.8.2 共用接口系统164

10.8.3 网络系统164

10.8.4 共用数据库系统165

10.8.5 分析研究应用系统165

10.9 计算机测控系统应用于模型试验165

10.9.1 泥沙试验厅宽水槽控制系统165

10.9.2 泥沙试验厅变坡水槽控制系统169

10.9.3 变坡水槽水沙测量调控系统172

10.9.4 中央控制系统和软件177

10.9.5 泥沙试验厅监测监控系统180

10.9.6 三峡工程坝区泥沙模型试验测量与控制系统181

参考文献185