机电系统测试与控制从入门到精通

第1篇 机电工程测试技术

第1章 概述1

1.1 测试的基本概念1

1.2 测试技术的应用1

1.3 测试的分类与特点2

1.4 测试系统的基本构成3

1.5 测试技术的发展4

第2章 感测技术与参数测试5

2.1 传感器的概念5

2.2 传感器的分类5

2.3 传感器的性能指标5

2.4 机电工程常用参数测试与测试传感器8

2.4.1 温度传感器与温度参数测试8

2.4.2 压力传感器与压力测试15

2.4.3 应力/应变测试16

2.4.4 力传感器与力的测试17

2.4.5 力矩参数测量18

2.4.6 机械振动参数测量20

2.4.7 转速（速度）传感器24

2.4.8 角/线位移传感器27

2.4.9 接近式传感器32

2.4.10 光电编码器33

2.4.11 陀螺传感器36

2.5 机电工程常用传感器的选用程式及原则37

2.6 传感器的发展趋势40

第3章 信号调理与数据传输技术42

3.1 信号调理技术42

3.1.1 信号调理的概念42

3.1.2 信号调理在机电测控系统中的作用42

3.1.3 对信号调理系统的要求56

3.1.4 信号调理技术的发展56

3.2 数据传输技术58

3.2.1 电压传输58

3.2.2 电流传输58

3.2.3 电压/频率变换与传输58

3.2.4 总线传输模式59

3.2.5 无线传输59

第4章 现代测试技术与系统集成60

4.1 测试系统的基本组成60

4.1.1 线性系统的特性61

4.1.2 测试系统的静态特性62

4.1.3 测试系统的动态特性65

4.1.4 无失真测试条件68

4.1.5 测试装置的负载特性和抗干扰性69

4.2 测试系统常见的体系结构70

4.3 虚拟仪器测试技术73

4.3.1 虚拟仪器的发展73

4.3.2 虚拟仪器现状及应用74

4.3.3 虚拟仪器构成74

4.3.4 LabVIEW虚拟仪器应用——四路测控系统虚拟仪器面板的设计75

4.4 测试系统总体方案的集成设计77

第5章 数据分析与处理技术80

5.1 概述80

5.2 实际工程中常用的数据分析与处理方法80

5.2.1 时域分析80

5.2.2 信号的幅值域分析81

5.2.3 频域分析83

5.2.4 信号的倒频谱分析90

5.2.5 信号的相关分析93

5.2.6 时频域分析99

5.3 误差的定义及分类110

5.3.1 误差的定义及表示法110

5.3.2 误差分类111

5.3.3 传统精度的表示方式112

5.3.4 测量不确定度113

5.4 随机误差116

5.5 系统误差124

5.6 粗大误差130

5.7 测量结果的表达133

第6章 标定与校准技术136

6.1 概述136

6.2 校准的分类136

6.3 校准需遵循的原则138

6.4 校准工作程序139

6.5 压力传感器（测试系统）校准141

6.5.1 压力传感器（测试系统）静态校准141

6.5.2 压力传感器（测试系统）动态校准142

6.6 振动传感器（测试系统）校准145

6.6.1 校准原理145

6.6.2 绝对校准法145

6.6.3 相对校准法147

6.6.4 便携式振动校准器148

6.6.5 加速度传感器横向灵敏度的测定149

6.6.6 振动校准详细流程150

6.7 扭矩校准152

6.7.1 直接校准152

6.7.2 间接校准153

6.8 流量校准155

6.9 温度校准157

6.1 0校准数据处理158

6.1 0.1 校准曲线158

6.1 0.2 测试系统的静态指标159

6.1 0.3 测试系统的动态指标161

第2篇 机电控制技术

第7章 机电控制技术总论163

7.1 概述163

7.2 机电控制系统关键技术164

7.2.1 机械技术164

7.2.2 计算机与信息处理技术164

7.2.3 系统总体技术166

7.2.4 自动控制技术166

7.2.5 传感检测技术166

7.2.6 伺服驱动与执行机构技术167

7.3 机电控制的典型应用168

7.3.1 逻辑控制168

7.3.2 运动控制168

第8章 机电控制技术基础170

8.1 概述170

8.1.1 机电系统的控制形式170

8.1.2 对控制系统的基本要求172

8.2 机电系统数学模型的建立172

8.2.1 机电控制系统的数学模型173

8.2.2 控制系统的时域分析176

8.2.3 控制系统的频域分析181

8.2.4 开环频域性能指标182

8.2.5 控制系统的校正184

8.2.6 PID校正与PID控制技术190

第9章 机电工程驱动技术与执行装置199

9.1 概述199

9.2 执行元件分类及优缺点200

9.2.1 电动执行装置200

9.2.2 液压执行装置201

9.2.3 气动执行装置201

9.3 载荷及其分析201

9.3.1 典型载荷分析201

9.3.2 载荷的分析计算203

9.4 伺服电动机及其驱动技术206

9.4.1 伺服电动机概念与特性206

9.4.2 各类伺服电动机及其驱动技术207

9.5 伺服传动与执行机构227

9.5.1 机电系统伺服传动与执行机构及其基本要求227

9.5.2 常用伺服传动装置228

第10章 测控总线技术238

10.1 测控总线概念238

10.2 机电测控系统采用总线的优点238

10.3 机电测控系统中常用的总线技术239

10.3.1 USB总线239

10.3.2 嵌入式PC/104总线239

10.3.3 RS422/RS485/RS232240

10.3.4 现场总线240

第3篇 工程实践与案例分析

第11章 信息获取工程实践243

11.1 典型的信号调理电路设计243

11.1.1 断丝声光报警K型热电偶调理模块设计243

11.1.2 Pt100热电阻传感器信号调理245

11.1.3 转速信号调理245

11.1.4 I/V转换调理电路设计247

11.1.5 新型电荷放大器251

11.1.6 新型多功能ICP调理模块254

11.2 提高测试数据精确度的关键因素分析及其对策256

11.2.1 影响装甲车辆测试精确度的关键因素分析256

11.2.2 提高装甲车辆测试数据精确度的对策研究257

11.2.3 小结262

11.3 特殊环境下的信息获取技术262

11.3.1 装甲车辆实车环境下信息获取面临的挑战262

11.3.2 嵌入式信息获取技术263

11.3.3 装甲车辆实车工况环境下信息获取重点突破的关键技术264

11.3.4 小结267

11.4 USB接口及其应用267

11.4.1 概述267

11.4.2 USB数据采集系统设计268

第12章 测控案例280

12.1 基于ABBAC800M的供热蒸汽锅炉恒压供水自动控制系统280

12.1.1 概述280

12.1.2 系统原理与构成281

12.1.3 系统硬件设计与选型283

12.1.4 系统软件设计289

12.1.5 小结302

12.2 月球车车轮土槽测控系统的设计与实现303

12.2.1 概述303

12.2.2 土槽模拟试验测控装置总体方案303

12.2.3 轨道测试车安全运行保护装置310

12.2.4 土槽测控软件设计310

12.2.5 小结313

第13章 机电工程电磁兼容设计314

13.1 概述314

13.2 电磁兼容（EMC）设计314

13.2.1 干扰源分析314

13.2.2 干扰的耦合方式315

13.2.3 干扰的形态317

13.2.4 干扰与噪声的抑制措施318

第14章 标定与校准试验装置325

14.1 准动态压力标定装置325

14.2 准动态压力标定系统工作原理325

14.3 峰值压力和压力脉宽理论计算公式326

14.4 测压系统总体方案327

14.5 系统的测控软件328

14.6 标准测压系统测量值的不确定度的评定方法与实例331

第15章 建模仿真实例335

15.1 制动防抱死系统335

15.1.1 概述335

15.1.2 ABS的控制原理335

15.1.3 ABS的组成337

15.1.4 ABS的主要部件337

15.2 汽车巡航控制系统340

15.2.1 概述340

15.2.2 汽车自适应巡航控制系统的原理与结构340

15.2.3 车辆纵向动力学模型341

附录校准点的选择原则346

参考文献3472100433B

《机电系统测试与控制从入门到精通》针对机电工程相关专业的本科毕业生的专业知识背景，首先在第1篇以机电工程测试技术中，对感测技术与参数测试、信号调理与数据传输技术、现代测试技术与系统集成、数据分析与处理技术，以及标定与校准技术等内容进行介绍。在第2篇机电控制技术中，介绍了机电控制技术基础、机电工程驱动技术与执行装置、测控总线技术等内容。在第3篇工程实践与案例分析中，通过大量的案例，进一步阐述机电工程测试与控制技术在实际工程中的应用。《机电系统测试与控制从入门到精通》以系统设计和工程应用为重点，而理论部分的内容尽量简练，帮助读者在了解机电工程测试与控制实用技术的基础上，提高将专业课程中所学到的知识应用到具体工程实践中的能力。

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2100433B

《索尼微单摄影与视频拍摄从入门到精通》是化学工业出版社出版图书。

索尼微单摄影与视频拍摄从入门到精通

• 出版社： 化学工业出版社

• ISBN：9787122385246

• 版次：1

• 商品编码：13199490

• 品牌：化学工业出版社

• 包装：平装

• 开本：16开

• 出版时间：2021-04-01

• 用纸：铜版纸

• 页数：260

• 正文语种：中文

内容简介

本书重点讲解了如何使用索尼微单相机拍摄照片及视频。在基础知识方面，本书不仅讲解了摄影及视频拍摄的基本共性理论，如曝光三要素、对焦、测光、白平衡、构图、用光等；还讲解了拍摄视频及视频直播时需要了解的视频参数、必备硬件、镜头语言。在实战方面，本书不仅在第10 章讲解了使用索尼微单相机拍摄视频的基本流程与操作方法，还在第12 章至第16 章针对常见摄影题材，如美女、儿童、风光、昆虫、鸟类、建筑与夜景讲解了具体拍摄技巧。

本书特别适合将要购买索尼微单相机，或已经购买索尼微单相机，希望通过学习掌握摄影及视频拍摄知识与相关技能的爱好者阅读学习。

目录

第1章拍出好照片的基本理念与基础操作

拍出好照片的4个技巧 2

让照片的主体突出 2

让照片有形式美感 2

让照片亮度正常 3

让照片清晰 3

使用镜头释放按钮更换镜头 4

拆卸镜头 4

安装镜头 4

安装与拆卸镜头的注意事项 4

使用Fn按钮快速设置拍摄参数 5

认识相机的Fn按钮 5

认识两种显示形式的功能菜单 5

使用功能菜单设置参数的方法 6

使用MENU按钮调控相机菜单 7

使用DISP按钮随时查看拍摄参数 8

使用播放按钮检视照片 10

播放照片时的基本操作 10

使用删除按钮删除照片 11

使用前/后转盘快速设定光圈与快门 11

使用MOVIE按钮录制视频 12

使用控制拨轮选择和切换功能 12

按快门按钮前的思考流程 13

该用什么照相模式 14

测光应该用什么？测光测哪里？ 14

用什么构图 15

光圈、快门、ISO应该怎样设定 15

对焦点应该在哪里 15

按快门的正确方法 16

在拍摄前应该检查的参数 17

文件格式和文件尺寸 17

照相模式 17

光圈和快门速度 18

感光度 18

曝光补偿 18

白平衡模式 19

对焦及自动对焦区域模式 19

测光模式 19

辩证使用RAW格式保存照片 20

保证足够的电量与存储空间 21

检查电池电量级别 21

检查存储卡剩余空间 21

第2章决定照片品质的曝光、对焦与景深

曝光三要素：控制曝光量的光圈 23

认识光圈及表现形式 23

光圈数值与光圈大小的对应关系 24

光圈对曝光的影响 24

曝光三要素：控制相机感光时间的快门速度 25

快门与快门速度的含义 25

快门速度的表示方法 26

快门速度对曝光的影响 27

快门速度对画面动感的影响 28

曝光三要素：控制相机感光灵敏度的感光度 29

理解感光度 29

感光度对曝光结果的影响 30

ISO感光度与画质的关系 31

感光度的设置原则 32

通过曝光补偿快速控制画面的明暗 33

曝光补偿的概念 33

判断曝光补偿的方向 34

正确理解曝光补偿 35

针对不同场景选择不同测光模式 36

多重测光模式 36

中心测光模式 37

点测光模式 38

利用曝光锁定功能锁定曝光值 39

对焦及对焦点的概念 40

什么是对焦 40

什么是对焦点 40

根据拍摄题材选用自动对焦模式 41

拍摄静止对象选择单次自动对焦（AF-S） 41

拍摄运动的对象选择连续自动对焦模式（AF-C） 42

拍摄动静不定的对象选择自动选择自动对焦模式（AF-A） 42

手选对焦点的必要性 43

8种情况下手动对焦比自动对焦更好 44

拍摄模式与对焦功能的搭配使用 47

单张拍摄模式 47

连拍模式 48

定时连拍模式 48

定时自拍模式 49

连续阶段曝光/单拍阶段曝光 49

白平衡阶段曝光 50

DRO阶段曝光 50

什么是大景深与小景深 51

影响景深的因素：光圈 52

影响景深的因素：焦距 52

影响景深的因素：物距 53

拍摄距离对景深的影响 53

背景与被摄对象的距离对景深的影响 53

第3章用好色温与白平衡，让照片更出彩

白平衡与色温的概念 55

什么是白平衡 55

什么是色温 55

索尼微单白平衡的含义与典型应用 57

手调色温：自定义画面色调 58

巧妙使用白平衡为画面增彩 59

在日出前利用阴天白平衡拍出暖色调画面 59

利用冷白色荧光灯白平衡拍出蓝调雪景 59

在傍晚利用白炽灯白平衡拍出冷暖对比强烈的画面 60

利用低色温表现蓝调夜景 60

第4章合理使用不同的照相模式

从自动挡开始也无妨 62

使用场景模式快速“出片” 63

肖像模式 64

微距模式 64

运动模式 64

风景模式 64

黄昏模式 65

手持夜景模式 65

夜景模式 65

夜景肖像模式 65

动作防抖模式 66

拍出恢宏大气的全景照片 67

设置全景照片的尺寸 67

设置全景照片的拍摄方向 68

控制背景虚化用A挡 69

定格瞬间动作用S挡 70

匆忙抓拍用P挡 70

自由控制曝光用M挡 71

全手动曝光模式的优点 71

判断曝光状况的方法 73

用B门拍烟花、车轨、银河、星轨 74

第5章就这几招让你的相机更稳定

拍前深呼吸保持稳定 76

用三脚架与独脚架保持拍摄稳定性 76

脚架类型及各自特点 76

用豆袋增强三脚架的稳定性 77

分散脚架的承重 77

用快门线与遥控器控制拍摄 78

快门线的使用方法 78

遥控器的作用 79

如何进行遥控拍摄 79

使用定时自拍避免机震 80

第6章滤镜配置与使用详解

滤镜的“方圆”之争 82

选择滤镜要对口 82

UV镜 83

保护镜 83

偏振镜 84

用偏振镜压暗蓝天 84

用偏振镜提高色彩饱和度 85

用偏振镜抑制非金属表面的反光 85

中灰镜 86

认识中灰镜 86

中灰镜的形状 87

中灰镜的尺寸 87

中灰镜的材质 88

中灰镜基本使用步骤 88

计算安装中灰镜后的快门速度 89

中灰渐变镜 90

认识渐变镜 90

中灰渐变镜的形状 91

中灰渐变镜的挡位 91

硬渐变与软渐变 91

如何选择中灰渐变镜挡位 91

反向渐变镜 92

如何搭配选购中灰渐变镜 92

第7章索尼镜头详解

读懂索尼镜头参数 94

学会换算等效焦距 95

了解焦距对视角、画面效果的影响 96

明白定焦镜头与变焦镜头的优劣 97

大倍率变焦镜头的优势 97

变焦范围大 97

价格亲民 97

在各种环境下都可发挥作用 97

大倍率变焦镜头的劣势 98

成像质量不佳 98

机械性能不佳 98

了解恒定光圈、浮动光圈 99

恒定光圈镜头 99

浮动光圈镜头 99

购买镜头时合理的搭配原则 100

第8章拍摄视频需要准备的硬件及软件

视频拍摄稳定设备 102

手持式稳定器 102

小斯坦尼康 102

单反肩托架 103

摄像专用三脚架 103

滑轨 103

移动时保持稳定的技巧 104

始终维持稳定的拍摄姿势 104

憋住一口气 104

保持呼吸均匀 104

屈膝移动减少反作用力 104

提前确定地面情况 104

转动身体而不是转动手臂 104

视频拍摄存储设备 105

SD存储卡 105

NAS网络存储服务器 105

视频拍摄采音设备 106

便携的“小蜜蜂” 106

枪式指向性麦克风 106

记得为麦克风戴上防风罩 106

视频拍摄灯光设备 107

简单实用的平板LED灯 107

更多可能的COB影视灯 107

短视频博主最爱的LED环形灯 107

简单实用的三点布光法 108

视频拍摄外采设备 108

利用外接电源进行长时间录制 109

通过提词器让语言更流畅 109

视频后期对计算机的要求 110

视频后期对CPU的要求 110

视频后期对内存的要求 110

视频后期对硬盘的要求 110

视频后期对显卡的要求 111

视频后期配置建议 111

常用视频后期软件介绍 112

功能既全面又强大的视频后期软件——Premiere 112

强大的视频特效制作软件——Adobe After Effects 112

功能既全面又强大的视频后期软件——Adobe Audition 112

Mac上出色的视频后期软件——Final Cut Pro 112

更注重调色的视频后期软件——DaVinci 112

好用的国产视频后期软件——会声会影 113

最易上手的视频后期软件——爱剪辑 113

可以批量添加字幕的软件——Arctime 113

使用手机APP巧影添加字幕 113

好用的视频压缩软件——小丸工具箱 113

直播所需的硬件及软件 114

使用微单进行直播的优势 114

使用单反、无反进行直播的特殊配件——采集卡 114

使用微单进行直播的设备连接方法 115

直播软件及设置方法 115

理解视频拍摄中的各参数含义 118

理解视频分辨率并进行合理设置 118

设定视频制式 118

理解帧频并进行合理设置 119

理解码率的含义 119

第9章理解拍摄视频常用的镜头语言

认识镜头语言 121

什么是镜头语言？ 121

镜头语言之运镜方式 121

推镜头 121

拉镜头 122

摇镜头 122

移镜头 122

跟镜头 123

环绕镜头 123

甩镜头 124

升降镜头 124

3个常用的镜头术语 125

空镜头 125

主观性镜头 125

客观性镜头 125

镜头语言之转场 126

技巧性转场 126

非技巧性转场 127

镜头语言之“起幅”与“落幅” 130

理解“起幅”与“落幅”的含义和作用 130

起幅与落幅的拍摄要求 130

镜头语言之镜头节奏 131

镜头节奏要符合观众的心理预期 131

镜头节奏应与内容相符 131

利用节奏控制观赏者的心理 132

把握住视频整体的节奏 132

镜头节奏也需要创新 133

控制镜头节奏的4个方法 133

通过镜头长度影响节奏 133

通过景别变化影响节奏 134

通过运镜影响节奏 134

通过特效影响节奏 135

利用光与色彩表现镜头语言 135

多机位拍摄 136

多机位拍摄的作用 136

多机位拍摄注意不要穿帮 136

方便后期剪辑的打板 137

简单了解拍前必做的“分镜头脚本” 137

“分镜头脚本”的作用 137

“分镜头脚本”的撰写方法 138

第10章索尼微单拍摄视频操作步骤详解

录制视频的简易流程 141

设置视频格式、画质 141

设置文件格式（视频） 141

设置“记录设置” 142

认识SONY αRⅣ的视频拍摄功能 143

设置视频拍摄模式 144

理解快门速度对视频的影响 144

根据帧频确定快门速度 144

快门速度对视频效果的影响 144

设置自动低速快门 145

设置视频对焦模式 146

选择自动对焦区域模式 146

设置视频自动对焦灵敏感度 147

AF跟踪灵敏度 147

AF驱动速度 147

设置录音参数并监听现场音 148

设置录音 148

设置录音音量 148

减少风噪声 148

监听视频声音 149

拍摄快或慢动作视频 150

第11章掌握拍摄高品质视频要用的图片配置（PP 值）功能

认识图片配置文件功能 152

图片配置文件功能的作用 152

图片配置文件功能中包含的参数 152

利用其他功能辅助图片配置文件功能 153

理解图片配置功能的核心——伽马曲线 154

利用图片配置文件功能调整图像层次 155

不同伽马对图像层次的影响 155

关于S-Log的常见误区及正确使用方法 157

黑色等级对图像效果的影响 158

黑伽马对图像效果的影响 159

膝点对图像效果的影响 161

利用图片配置文件功能调整图像色彩 163

通过色彩模式确定基本色调 163

不同色彩模式的色调特点 163

通过饱和度选项调整色彩的鲜艳程度 166

通过色彩相位改变画面色彩 166

通过色彩浓度对局部色彩进行调整 167

利用图片配置文件功能让图像更锐利 168

V/H平衡选项的作用 168

B/W平衡选项的作用 168

“限制”选项的作用 169

“Crispning”选项的作用 169

“高亮细节”选项的作用 169

图片配置文件功能设置方案示范 170

日式小清新画面风格设置方案 170

Peter Bak电影风格设置方案 170

第12章掌握构图与用光技巧

画面的主要构成 172

画面主体 172

画面陪体 172

画面环境 173

景别 174

特写 174

近景 174

中景 174

全景 175

远景 175

经典构图样式 176

水平线构图 176

垂直线构图 177

斜线构图 177

S形构图 178

框式构图 178

三角形构图 179

透视牵引构图 179

三分法构图 180

散点式构图 180

对称式构图 181

光的属性 182

直射光 182

散射光 182

光的方向 183

顺光 183

侧光 183

前侧光 184

逆光 184

侧逆光 185

顶光 185

第13章美女、儿童摄影技巧

逆光小清新人像 187

阴天环境下的拍摄技巧 189

如何拍摄跳跃照 191

日落时拍摄人像的技巧 193

夜景人像的拍摄技巧 195

趣味创意照 198

在普通场景中拍出“不普通”的人像照片 199

让画面中的人物不普通 199

让不普通与普通产生对比 200

用前景让画面不普通 201

通过非常规角度让画面不普通 202

黑白人像的拍摄技巧 203

利用黑白突出画面线条感 203

利用黑白营造极简风格 203

利用逆光拍摄唯美人像 204

逆光勾勒出的人像轮廓 204

逆光形成的温馨氛围 204

利用色彩润色人像摄影 205

通过和谐色让画面更简洁 205

利用对比色让人像画面更具视觉冲击力 205

点构图在人像摄影中的作用 206

利用点构图让人物融入环境 206

利用点构图拍摄更大气的人像画面 206

拍摄人物的局部 207

表现人物局部美 207

通过局部拍摄突出画面重点 207

拍摄儿童 208

第14章风光摄影技巧

山景的拍摄技巧 211

逆光表现漂亮的山体轮廓线 211

妙用光线获得金山银山效果 213

水景的拍摄技巧 216

利用前景增强水面的纵深感 216

利用低速快门拍出丝滑的水流 217

波光粼粼的金色水面拍摄技巧 219

雪景的拍摄技巧 221

增加曝光补偿以获得正常的曝光 221

用飞舞的雪花渲染意境 222

太阳的拍摄技巧 224

拍摄霞光万丈的美景 224

针对亮部测光拍摄出剪影效果 225

拍出太阳的星芒效果 227

迷离的雾景 229

留出大面积空白使云雾更有意境 229

利用虚实对比表现雾景 230

花卉的拍摄技巧 232

利用逆光拍摄展现花瓣的纹理与质感 232

用露珠衬托出鲜花的娇艳感 234

第15章昆虫、鸟类等动物摄影技巧

拍摄昆虫的技巧 237

找到合适的拍摄方法 237

逆光或侧逆光表现昆虫 238

突出表现昆虫的复眼 238

拍摄鸟类的技巧 239

采用散点构图拍摄群鸟 239

采用斜线构图表现动感飞鸟 239

对称构图拍摄水上的鸟儿 240

拍摄动物的技巧 243

抓住时机表现动物温情的一面 243

逆光下表现动物的金边毛发 243

高速快门加连续拍摄定格精彩瞬间 244

改变拍摄视角 246

第16章城市建筑与夜景摄影技巧

拍摄建筑的技巧 249

逆光拍摄建筑物的剪影轮廓 249

拍出极简风格的几何画面 250

寻找新鲜的角度表现建筑 250

通过构图使画面具有韵律感 251

拍摄建筑精美的内部 252

拍摄夜景的技巧 254

天空深蓝色调的夜景 254

车流光轨 256

奇幻的星星轨迹 259