工程测试与信息处理PDF电子书下载

上篇 工程测试与信息处理基础 1

第一章 绪论 1

§1-1 测试、信息、信号 1

§1-2 测试、信息处理的基本内容 1

目录 1

§1-3 测试、信息处理的发展概况 3

§1-4 测试、信息处理在机械工业发展中的作用 4

第二章 信息与信息论基础知识 5

§2-1 信息与信息技术 5

一、信息 5

二、信息的作用 6

三、信息科学 7

四、信息技术 8

一、信息论的基本概念 9

§2-2 信息论与广义通信系统 9

二、广义通信系统 10

§2-3 信源模型与自信息 12

一、信源 12

二、离散信源模型 13

三、自信息 13

§2-4 信息熵 14

一、信息熵 14

二、信息熵的基本性质 15

三、信息熵与热力学熵 16

§2-5 连续信源的熵及最大熵定理 17

一、连续信源的熵 17

二、最大熵定理 18

§2-6 信息与熵的守恒定律 19

习题 20

第三章 信号分析基础 22

§3-1 信号的分类 22

一、确定性信号与非确定性信号 22

二、能量信号与功率信号 23

三、时限与频限信号 23

四、连续时间信号与离散时间信号 24

五、物理可实现信号 26

六、信号分析中的常用函数 26

§3-2 信号的时域统计分析 29

一、均值 29

二、均方值 29

四、概率密度函数 30

三、方差 30

五、概率分布函数 31

六、联合概率密度函数 32

七、直方图分析 33

§3-3 信号的相关分析 33

一、相关概念 33

二、相关函数 34

三、相关函数的性质 36

四、相关分析的工程应用 38

§3-4 信号的频域分析 39

一、周期信号的幅值谱、相位谱、功率谱 40

二、非周期信号的幅值谱密度 43

三、随机信号的功率谱密度 47

§3-5 卷积与相关 49

一、卷积 49

二、相关 54

习题 57

第四章 信息的转换 61

§4-1 信息探测工程学及其发展概况 61

一、人类认识事物的信息过程 61

二、人类感官获取信息的局限性 61

三、人类感官的延伸——传感系统 62

四、传感技术的发展方向 63

§4-2 工程中常用传感器的分类 65

一、物性型与结构型传感器 66

二、能量转换型与能量控制型传感器 66

§4-3 电阻式传感器 67

一、变阻器式传感器 67

二、电阻应变式传感器 68

三、固态压阻式传感器 72

§4-4 电感式传感器 73

一、自感型 73

二、互感型 76

§4-5 电容式传感器 77

一、变换原理 77

二、测量电路 79

三、电容集成压力传感器 80

§4-6 压电式传感器 81

一、压电效应 81

二、压电式传感器及其等效电路 82

三、测量电路 83

§4-7 磁电式传感器 84

一、动圈式 84

一、磁电转换元件 85

二、磁阻式 85

§4-8 半导体敏感元件 85

二、光电转换元件 88

三、热敏电阻 89

四、气敏电阻 90

§4-9 其他类型检测技术 90

一、核辐射检测 91

二、超声波检测 93

三、声发射检测 94

四、光纤传感器 97

五、固态图像传感器 99

二、响应特性 101

三、线性 101

一、灵敏度 101

§4-10 传感器选用原则 101

四、稳定性 102

五、精确度 102

六、测量方式 102

七、其他 103

习题 103

第五章 信息的传输 105

§5-1 广义信道与测试系统 105

一、广义信道 105

二、测试系统 105

§5-2 信息传输中的路径效应 106

一、传输信息的能量 106

二、山农信道容量关系式 107

三、信息-能量传输的最佳耦合条件 109

一、线性系统分析的基本理论 110

§5-3 测试系统的传输特性 110

二、典型测试系统的频率响应 112

三、测试系统的无失真传输条件 113

§5-4 信息传输过程中的干扰噪声 115

一、噪声的物理根源及其耦合方式 115

二、噪声模型及其传输特性 117

习题 120

第六章 模拟信号的变换与处理 123

§6-1 调制 123

一、幅度调制 123

二、频率调制 127

§6-2 滤波 131

一、滤波器分类 131

二、理想滤波器 132

三、实际滤波器 134

四、模拟滤波器的应用 139

§6-3 估值 141

一、统计误差 141

二、均值、均方值的测量及其统计误差 143

三、概率密度分析及其估计误差 144

四、自相关函数分析及其估计误差 145

五、功率谱密度分析及其估计误差 145

习题 147

第七章 数字信号处理 149

§7-1 信号A/D、D/A转换过程及其频谱分析 149

一、A/D转换 149

二、采样信号的频谱 151

三、采样定理 152

四、D/A转换器及其频率特性 155

§7-2 信号的截断、能量泄漏及窗函数 156

一、信号的截断及能量泄漏效应 156

二、常用窗函数 157

§7-3 离散傅里叶变换（DFT） 159

一、信号的时、频域采样 159

二、离散傅里叶级数（DFS） 161

三、离散傅里叶变换（DFT） 162

§7-4 快速傅里叶变换（FFT） 163

一、FFT算法的基本原理 163

二、FFT算法的应用 168

§7-5 其他频谱分析技术简介 172

一、细化谱分析 172

二、功时谱分析 174

三、最大熵谱分析 176

四、数字滤波初步 179

§7-6 数字信号处理系统 181

一、数字信号处理系统的组成 181

二、数字信号处理系统的分类与典型结构 182

三、部分信号分析设备的技术性能 184

习题 184

下篇 信息技术的工程应用 188

第八章 振动测试与机械阻抗试验技术 188

§8-1 振动测试的力学原理——单自由度系统的受迫振动 188

一、由作用在质块上的力所引起的受迫振动 188

二、由基础运动所引起的受迫振动 190

§8-2 拾振器 192

一、惯性式拾振器的力学模型 192

三、压电式加速度计 195

二、磁电式速度计 195

四、伺服式加速度计 198

五、阻抗头 199

§8-3 振动分析仪器 200

一、振动计 200

二、模拟式频谱分析仪 200

三、数字式频谱分析仪 203

§8-4 机械阻抗试验 204

一、机械阻抗的概念和定义 204

二、机械阻抗试验方法 205

三、激振器 207

二、转子振动信号的拾取与处理 210

四、典型测试系统 210

§8-5 机械系统振动参数的估计 211

一、最大幅值法 213

二、分量法 214

四、实例 216

三、矢量法 216

§8-6 测振装置的校准 217

一、绝对校准法 218

二、比较校准法 218

§9-1 声音的物理量度与主观评价 220

一、声音的物理量度 220

第九章 声测试与声谱分析技术 220

二、噪声的主观评价 221

§9-2 噪声测量常用仪器 225

一、传声器 225

二、声级计 227

§9-3 噪声测量方法 228

一、一般的现场测量——A声级测量 229

二、声功率测量 229

三、声强测量 230

§9-4 声测试技术的工程应用 232

一、机床噪声的频谱分析 232

二、内燃发动机排气噪声频谱分析 233

三、汽车噪声源位置寻找 234

四、电机装配质量控制与故障诊断 234

五、厂矿环境噪声监视和分析 235

第十章 机械设备故障诊断与工况监测 237

§10-1 机械故障诊断的内容与方法 237

一、机械故障诊断的内容 237

二、机械故障诊断信息的获取方法 238

三、机械故障诊断技术的发展与应用概况 238

一、滚动轴的振动特征频率 239

§10-2 滚动轴承的故障诊断 239

二、滚动轴承的工况监测方法 242

§10-3 转子的振动监测 245

一、转子故障的起因 245

三、转子基频信号幅值与相位的测量 247

四、轴心运动轨迹的监测 248

五、轴心平均位置的测定 249

§10-4　透平机监测仪表系统 250

一、典型TSI系统 250

二、监测参数及传感器 252

三、监测仪表 254

四、动态数据处理系统 254

附录 《工程测试与信息处理》教学大纲 257

参考文献 259