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绪论 1

一、测试技术及其发展 1

二、测试系统的组成 2

三、学科特点和重点内容 3

第一章 测试系统的基本特性 5

第一节 线性系统的基本特性 5

第二节 测量装置的静态特性 6

一、灵敏度 6

二、分辨力与分辨率 7

三、线性度 7

四、回程误差 8

五、稳定度和漂移 8

第三节 测量装置的动态特性 9

一、传递函数 9

二、频率响应函数 10

三、脉冲响应函数 11

四、环节的串联和并联 11

五、一阶、二阶系统的特性 13

第四节 测量装置的响应 18

一、系统对任意输入的响应 18

二、系统对单位阶跃输入的响应 19

第五节 测量装置的不失真测试 21

一、失真测试的原因 21

二、实现不失真测试的条件 22

三、测试系统的不失真设计 23

第六节 测量装置动态特性的测试方法 23

一、频率响应法 24

二、阶跃响应法 25

第七节 测试系统误差分析 27

一、测量误差的基本概念 27

二、误差的分类 28

三、随机误差 29

四、系统误差 33

五、粗大误差 36

六、测量结果的处理步骤 39

第二章 传感器 41

第一节 概述 41

第二节 电阻式传感器 42

一、电位器式传感器 42

二、电阻应变片式传感器 43

三、压阻式传感器 46

第三节 电感式传感器 46

一、自感式传感器 47

二、互感式传感器（差动变压器） 48

三、电涡流式传感器 50

第四节 电容式传感器 52

一、工作原理和主要类型 52

二、电容式传感器的测量电路 54

三、电容式传感器的应用 55

第五节 磁电式传感器 57

一、磁电感应式传感器 57

二、霍尔式传感器 59

第六节 压电式传感器 62

一、工作原理 62

二、压电材料 63

三、压电式传感器的等效电路及负载特性 63

第七节 光电式传感器 64

一、光电效应 64

二、光电传感元件 65

三、光电传感器的检测电路及其应用 68

第八节 热电式传感器 69

一、金属热电阻 70

二、半导体热敏电阻 70

三、热电偶 73

第九节 半导体式传感器 77

一、湿敏式传感器 78

二、气敏式传感器 79

三、色敏式传感器 79

四、CCD图像传感器 81

第十节 生物传感器 83

一、生物传感器概述 83

二、生物活性物质固化技术与测量方式 85

三、酶传感器 88

四、微生物传感器 88

五、免疫传感器 89

六、生物传感器的应用及发展方向 90

第十一节 传感器的选用原则 91

第三章 信号调理、记录和传输 94

第一节 电桥电路 94

一、直流电桥及其平衡条件 94

二、交流电桥及其平衡条件 96

三、电感电桥和电容电桥 97

四、恒流源电桥 99

五、等臂电桥的加减特性 99

六、不等臂对称电桥的特性 102

七、多个电桥的串、并联 104

八、电桥的非线性误差 105

九、电桥的读数方法 105

第二节 信号的放大 106

一、测量放大器 107

二、载波放大器 111

三、电荷放大器 116

第三节 信号的变换与滤波 119

一、信号变换 119

二、信号滤波 124

第四节 信号的记录 130

一、磁带记录器 130

二、磁盘记录与光盘记录 134

三、光线示波器 141

四、笔录仪 141

第五节 测量信号的传输 142

一、测量信号的长线传输 142

二、测量信号的无线传输 145

三、回转工作部件测量信号的传输——集流环 150

第四章 信号分析与处理 154

第一节 信号的基本特征 154

一、信号分类 154

二、周期信号 155

三、瞬态信号 157

四、随机信号 159

第二节 信号的频域特性分析 161

一、周期信号的频谱 161

二、傅里叶变换 164

三、非周期信号的频谱 165

四、自功率谱、自功率谱密度、自能量谱密度 167

五、信号的互功率谱 169

六、频响函数、相干函数和脉冲响应函数 171

第三节 信号的相关分析 173

一、相关概念 173

二、自相关函数 174

三、互相关函数 176

第四节 信号的幅值域分析 177

一、概率密度函数 178

二、概率分布函数 178

三、高斯过程 179

四、概率密度函数与信号特征参数的关系 180

第五节 信号处理技术基础 180

一、数字信号分析仪的一般原理 181

二、模／数和数／模转换 181

三、采样定理及抗混滤波器 184

四、加窗、能量泄漏及栅栏效应 186

五、数字信号分析仪中的平均处理 190

第六节 小波变换简介 192

一、连续小波变换 192

二、小波变换的性质 193

三、小波逆变换（反演） 194

四、几种常见的基本小波 194

第五章 机械工程典型参数测量技术 197

第一节 力和转矩的测量 197

一、力的测量 197

二、转矩测量 215

第二节 位移测量 218

一、变阻式位移测量原理 219

二、应变片式位移测量原理 221

三、电感式位移测量原理 223

四、磁敏式位移测量原理 225

五、超声式位移测量原理 226

六、光栅式数字位移测量原理 227

第三节 速度测量 230

一、角速度测量 230

二、线速度测量 235

第四节 振动测量 242

一、常用测振传感器的原理与特点 242

二、惯性式传感器的测振原理 244

三、压电式加速度传感器的结构与安装 246

四、振动的激励 249

五、振动参数的测试方法 254

六、测振装置的标定 257

第五节 噪声测量 260

一、声学的基本概念 260

二、声级计 264

三、噪声的测量方法 266

四、测量数据处理 269

第六节 机械故障的振动诊断方法 273

一、机械故障诊断概述 273

二、机械故障的振动诊断技术 275

三、典型零部件的故障特征与诊断 279

第六章 食品工程典型参数测量技术 284

第一节 食品工程测量概述 284

第二节 温度测量 285

一、温度标准 285

二、温度测量方法 286

三、热流测量 292

第三节 压力、流速、流量测量 294

一、压力测量 294

二、真空测量 298

三、流速测量 301

四、流量测量 303

五、压力和流量测量装置的标定 307

第四节 湿度、含水量的测量 309

一、湿度测量 309

二、含水量测量 314

第五节 食品成分的快速检测技术 316

一、近红外光谱吸收法快速、无损检测食品成分 317

二、基于水果声学特性的无损检测技术 321

三、基于X射线分析的无损检测技术 322

四、基于水果电、磁特性的无损检测技术 322

第七章 环境工程典型参数测量技术 325

第一节 环境污染 325

一、水污染 325

二、大气污染 327

三、土壤污染 327

四、放射性污染 328

五、噪声污染 328

六、环境生物污染 328

第二节 环境工程监测中常用的几种仪器及其分析方法 328

一、仪器分析方法的分类 329

二、环境污染物质的分析监测方法或仪器 329

第三节 分光光度法 333

一、光的吸收定律（朗伯—比尔定律） 333

二、吸收光谱曲线 333

三、紫外可见分光光度计 334

四、红外分光光度计 336

五、原子吸收分光光度计 339

第四节 色谱分析法 341

一、气相色谱法 341

二、气相色谱仪 342

三、高效液相色谱法 346

四、高效液相色谱仪 347

第五节 电位分析法 347

一、参比电极 348

二、指示电极 348

三、电位分析法的应用 348

第六节 物理分析法 351

一、废气成分分析 351

二、CO2气体传感器及其应用 353

三、颗粒污染物质——飘尘的测定 355

四、放射性剂量的测量 355

第七节 人工气候环境的监测与控制 357

一、人工气候室环境因素的监测 357

二、人工气候室的环境控制 358

第八章 工程测试技术的新发展 361

第一节 虚拟仪器技术 361

一、虚拟仪器概述 361

二、虚拟仪器的构成与特点 362

三、虚拟仪器开发平台简介 364

四、虚拟仪器的发展 371

第二节 精确农业中的测试技术 371

一、精确农业概述 371

二、GPS定位组成、定位原理和特点 372

三、作物产量分布图的生成 377

四、农业生物信息采集技术 380

第三节 图像处理在农业中的应用 381

一、图像处理技术概述 381

二、计算机图像处理系统 381

三、数字图像处理的基本内容 382

四、图像处理在农业中的应用 383

主要参考文献 387