测试技术 第3版PDF电子书下载

绪论 1

第1章 信号及其描述 5

1.1 信号的分类与描述 5

1.1.1 信号的分类 5

1.1.2 信号的描述方法 8

1.2 周期信号 9

1.2.1 周期信号的三角函数展开 9

1.2.2 周期信号的复指数展开 11

1.3 瞬变信号 14

1.3.1 瞬变信号的傅里叶变换 14

1.3.2 傅里叶变换的主要性质 16

1.4 几种典型信号的频谱 20

1.4.1 单位脉冲函数（8函数）的频谱 20

1.4.2 矩形窗函数和常值函数的频谱 22

1.4.3 指数函数的频谱 23

1.4.4 符号函数和单位阶跃函数的频谱 24

1.4.5 正、余弦函数的频谱 25

1.4.6 周期单位脉冲序列的频谱 25

1.5 随机信号 26

1.5.1 随机信号的概念及分类 26

1.5.2 随机信号的主要统计参数 28

习题 29

第2章 信号的分析与处理 32

2.1 信号的时域分析 32

2.1.1 特征值分析 32

2.1.2 概率密度函数分析 35

2.2 信号的相关分析 38

2.2.1 相关系数 38

2.2.2 自相关分析 39

2.2.3 互相关分析 41

2.2.4 相关分析的应用 44

2.3 信号的频域分析 47

2.3.1 功率谱密度函数 47

2.3.2 功率谱的应用 50

2.3.3 相干函数 53

2.3.4 倒谱分析 55

2.4 信号的时频分析概述 59

2.4.1 时频分析的基本概念 59

2.4.2 常用时频分析法的应用 60

2.5 数字信号处理基础 61

2.5.1 数字信号处理的基本步骤 61

2.5.2 时域采样和采样定理 62

2.5.3 截断、泄漏和窗函数 64

2.5.4 频域采样与栅栏效应 67

2.5.5 DFT和FFT 69

习题 73

第3章 测试系统的特性 75

3.1 线性系统及其主要性质 75

3.2 测试系统的静态特性 77

3.2.1 非线性度 77

3.2.2 灵敏度 78

3.2.3 分辨力 78

3.2.4 回程误差 79

3.2.5 漂移 79

3.2.6 信噪比 79

3.3 测试系统的动态特性 79

3.3.1 传递函数 80

3.3.2 频率响应函数 80

3.3.3 脉冲响应函数 81

3.3.4 环节的串联和并联 81

3.4 测试系统在典型输入下的响应 82

3.5 实现不失真测试的条件 84

3.6 测试系统特性参数的测定 86

3.6.1 测试系统静态特性的测定 86

3.6.2 测试系统动态特性的测定 87

3.7 负载效应 89

3.7.1 负载效应 89

3.7.2 减轻负载效应的措施 90

习题 90

第4章 常用传感器 92

4.1 传感器概述 92

4.1.1 传感器的分类 92

4.1.2 传感器技术的主要应用 93

4.1.3 传感器技术的发展趋势 94

4.2 传感器的选用 95

4.2.1 传感器的主要技术指标 95

4.2.2 传感器的选用原则 95

4.3 电阻式传感器 97

4.3.1 电阻应变式传感器 97

4.3.2 压阻式传感器 101

4.3.3 变阻式传感器 102

4.4 电感传感器 104

4.4.1 自感式传感器 104

4.4.2 互感式传感器 106

4.4.3 压磁式传感器 109

4.5 电容传感器 111

4.6 压电式传感器 116

4.7 磁电传感器 118

4.7.1 磁电感应传感器 119

4.7.2 霍尔传感器 120

4.8 光电传感器 122

4.8.1 光电效应及光电器件 122

4.8.2 光电传感器的应用 124

4.9 光纤传感器 126

4.10 新型传感器 128

4.10.1 微传感器 128

4.10.2 智能传感器 129

习题 131

第5章 信号的调理与记录 132

5.1 电桥 132

5.1.1 直流电桥 132

5.1.2 交流电桥 134

5.2 信号的放大与隔离 136

5.2.1 基本放大器 136

5.2.2 测量放大器 137

5.2.3 隔离放大器 138

5.3 调制与解调 140

5.3.1 幅值调制与解调 140

5.3.2 频率调制与解调 144

5.4 滤波器 146

5.4.1 滤波器分类 147

5.4.2 理想滤波器与实际滤波器 147

5.4.3 恒带宽比和恒带宽滤波器 152

5.4.4 无源滤波器与有源滤波器 154

5.4.5 数字滤波器 157

5.5 信号记录装置 159

5.5.1 磁光盘记录器 159

5.5.2 高速摄像仪 161

5.5.3 数字存储示波器 161

5.6 工业控制系统中模拟信号标准 163

习题 164

第6章 现代测试系统 166

6.1 计算机测试系统的基本组成 166

6.1.1 多路模拟开关 166

6.1.2 A／D转换与D／A转换 167

6.1.3 采样保持（S／H） 172

6.1.4 多通道数据采集系统的组成方式 173

6.2 计算机测试系统的总线技术 174

6.2.1 总线的基本概念及其标准化 174

6.2.2 总线的通信方式 175

6.2.3 测控系统内部总线 175

6.2.4 测控系统外部总线 178

6.3 虚拟仪器 182

6.3.1 虚拟仪器的出现 183

6.3.2 虚拟仪器的硬件系统 184

6.3.3 虚拟仪器的软件系统 185

6.3.4 基于LabVIEW的虚拟仪器示例 186

6.3.5 虚拟仪器的发展趋势 186

6.4 网络化测试仪器 188

6.4.1 基于现场总线技术的网络化测控系统 189

6.4.2 面向Internet的网络测控系统 190

6.4.3 无线传感网络测控系统 191

6.4.4 网络化测试仪器与系统实例 191

习题 195

第7章 位移的测量 196

7.1 常用位移传感器 196

7.2 位移测量应用实例 198

7.2.1 轴位移的测量 198

7.2.2 回转轴径向运动误差的测量 199

7.2.3 气动法位移测量 201

7.2.4 厚度测量 202

7.2.5 刚度测量 203

7.2.6 机床位移测量 204

7.2.7 光纤光栅位移测量 209

习题 211

第8章 振动的测量 212

8.1 振动的基础知识 212

8.1.1 振动的类型及其表征参数 212

8.1.2 单自由度系统的受迫振动 214

8.2 振动的激励与激振器 216

8.2.1 振动的激励 216

8.2.2 激振器 219

8.3 振动测量与测振传感器 222

8.3.1 常用测振传感器 222

8.3.2 振动量测量及应用 229

8.3.3 机械振动参数的估计 233

8.3.4 测振装置的校准 236

习题 237

第9章 噪声的测量 239

9.1 噪声测量的主要参数 239

9.1.1 声压与声压级 239

9.1.2 声强与声强级 240

9.1.3 声功率及声功率级 240

9.1.4 多声源的噪声强度 241

9.2 噪声的分析方法与评价 242

9.2.1 噪声的频谱分析 242

9.2.2 噪声的响度分析及评价 243

9.3 噪声测量仪器 247

9.3.1 传声器 247

9.3.2 声级计 248

9.3.3 声级计的校准 249

9.4 噪声测量及其应用 250

9.4.1 噪声测量应注意的问题 250

9.4.2 声功率的测量和计算 251

9.4.3 噪声诊断的应用 252

9.4.4 噪声测量环境的影响及修正 252

习题 254

第10章 力、扭矩、压力的测量 255

10.1 力的测量 255

10.1.1 应力、应变的测量 255

10.1.2 力的测量装置 260

10.2 扭矩的测量 265

10.2.1 应变式扭矩测量 266

10.2.2 压磁式扭矩测量 269

10.2.3 磁电感应式扭矩测量 269

10.2.4 光电式扭矩测量 270

10.3 压力的测量 270

10.3.1 压力测量弹性元件 270

10.3.2 压力测量装置 273

习题 274

第11章 温度的测量 276

11.1 温度标准和测量方法 276

11.1.1 温度的测量方法 276

11.1.2 温标及其传递 277

11.2 热电偶温度计 279

11.2.1 热电效应和热电偶 279

11.2.2 热电偶基本定律 281

11.2.3 标准化热电偶 282

11.3 热电阻温度计 286

11.3.1 金属电阻温度计 286

11.3.2 半导体热敏电阻 288

11.4 非接触式测温法 289

11.4.1 全辐射温度计 290

11.4.2 光学高温计和光电高温计 291

11.4.3 比色高温计 292

11.4.4 红外测温 292

习题 293

第12章 流量的测量 294

12.1 容积式流量计 294

12.1.1 椭圆齿轮流量计 294

12.1.2 腰轮转子流量计 295

12.1.3 齿轮流量计 296

12.2 压差式流量计 297

12.2.1 压差式流量计的计算公式 297

12.2.2 节流装置 298

12.3 流体阻力式流量计 298

12.3.1 转子流量计（浮子流量计） 298

12.3.2 靶式流量计 299

12.4 速度式流量计 301

12.4.1 涡轮流量计 301

12.4.2 超声波流量计 302

12.4.3 电磁流量计 304

12.5 涡街流量计 305

12.5.1 工作原理 305

12.5.2 结构特性分析 306

习题 308

第13章 误差理论与数据处理 309

13.1 测量误差的基本概念 309

13.1.1 测量误差的表示方法 309

13.1.2 测量误差的分类 310

13.1.3 测量结果的评价 311

13.2 测量误差的影响及其消除 312

13.2.1 随机误差 312

13.2.2 系统误差 313

13.2.3 疏失误差 317

13.3 数据处理的一般方法 321

13.3.1 最小二乘线性拟合 321

13.3.2 最小二乘多元线性拟合 322

13.3.3 简单的一元非线性拟合 324

习题 325

附录1 实验指导原则 327

附录2 课程项目设计 330

常用术语（词汇）中英文对照表 332

参考文献 339