机械工程测试技术 第2版PDF电子书下载

目录 1

第一章 现代测试技术的发展动向 1

1.1 测试技术的地位及作用 1

1.2 测试系统的组成 1

1.3 现代测试技术的发展动向 3

1.3.1 传感器的发展趋势 3

1.3.2 测试技术的发展趋势 4

1.4 现代测试技术的典型应用 5

1.4.1 模拟发射技术 5

1.4.2 终点弹道模拟——火箭撬技术 6

1.4.3 遥测技术 7

1.4.4 存储测试系统 7

参考文献 8

习题 8

第二章 测量系统的基本特性 10

2.1 概述 10

2.2 测量系统的静态特性 10

2.3 测量系统的动态特性 12

2.3.1 传递函数 12

2.3.2 动态特性 13

习题 21

参考文献 21

第三章 测量误差与数据处理 22

3.1 测量误差的基本概念 22

3.2 随机误差理论 24

3.2.1 统计直方图 25

3.2.2 随机误差的特性 25

3.2.3 标准偏差与概率积分 26

3.3 标准偏差的计算方法 27

3.3.1 标准法——贝塞尔（Bessel）公式 28

3.3.2 绝对差法——佩特斯（Peters）公式 30

3.3.3 极差法 30

3.3.4 最大误差法 31

3.3.5 算术平均值的标准偏差 32

3.4 间接测量不确定度评定 34

3.4.1 误差传递的一般表达式 34

3.4.2 用不确定度表示的传递公式 34

3.5 系统误差 37

3.5.1 系统误差的分类 37

3.5.2 系统误差对测量结果的影响 38

3.5.3 系统误差的发现 39

3.5.4 系统误差的消除 41

3.6.1 测量不确定度术语 44

3.6 测量不确定度的术语及评定 44

3.5.5 系统误差已消除的准则 44

3.6.2 测量不确定度的评定 45

3.6.3 举例 48

3.6.4 测量不确定度与测量误差的区别 49

3.7 测量数据处理方法 50

3.7.1 表格法 50

3.7.2 图示法 50

3.7.3 经验公式法 51

3.8 一元线性与非线性回归 52

3.8.1 直线拟合——一元线性回归 53

3.8.2 曲线拟合——一元非线性回归 58

习题 59

参考文献 60

4.2 电位器式传感器 61

4.1.2 按传感器工作原理分类 61

4.2.1 构造与原理 61

4.1.1 按被测参量分类 61

4.1 传感器的分类 61

第四章 传感器原理与测量电路 61

4.2.2 阶梯特性与阶梯误差 62

4.2.3 负载特性与负载误差 63

4.2.4 特点与应用 64

4.3 电阻应变式传感器 65

4.3.1 电阻应变片 65

4.3.2 应变片胶黏剂 69

4.3.3 电阻应变式传感器 70

4.3.4 应变式传感器测量电路 72

4.3.5 应变式传感器的特点 78

4.4 电感式传感器 78

4.4.1 简单自感式与差动式自感传感器 79

4.4.2 差动变压器式传感器 83

4.4.3 电涡流式传感器 85

4.5.1 工作原理及特性 87

4.4.4 电感式传感器的特点 87

4.5 电容式传感器 87

4.5.2 测量电路 91

4.5.3 电容式传感器的特点 93

4.6 压电式传感器 94

4.6.1 压电效应 94

4.6.2 压电材料 96

4.6.3 等效电路与测量电路 97

4.6.4 压电式传感器的特点 100

4.7 压阻式传感器 100

4.7.1 工作原理 100

4.7.2 晶面及晶向表示法 102

4.7.3 传感器结构 103

4.7.4 测量电路 104

4.7.5 压阻式传感器的特点 105

4.8.1 霍尔效应 106

4.8 霍尔式传感器 106

4.8.2 霍尔元件及基本电路 107

4.8.3 霍尔元件的误差及其补偿 108

4.8.4 霍尔元件的特点及其应用 110

4.9 光纤传感器 111

4.9.1 光导纤维结构与传输原理 111

4.9.2 光纤的主要参数 112

4.9.3 光导纤维的类型 114

4.9.4 光纤传感器的应用 114

4.9.5 光纤传感器的特点 117

4.10 传感器静态特性指标的计算方法 117

4.10.1 性能指标的计算方法 117

4.10.2 精度的计算方法 119

4.10.3 性能指标与精度的计算实例 120

习题 123

参考文献 123

5.1 系统设计的主要问题 124

第五章 测试系统设计 124

5.2 传感器的选用原则 126

5.3 系统中的干扰电压及其抑制 128

5.4 外来电磁干扰及其抑制 140

5.5 接地噪声及其消除方式 150

5.6 测量系统设计举例 155

习题 161

参考文献 161

第六章 压力测量 162

6.1 压力测量概述 162

6.1.1 压力的概念 162

6.1.2 压力量值的传递标准 162

6.1.3 压力测量仪表 163

6.2 常用测压传感器 164

6.2.1 电阻应变式压力传感器 164

6.2.2 压电式压力传感器 168

6.2.3 压阻式压力传感器 169

6.3 动态压力测量 170

6.3.1 影响动态压力测量的因素 170

6.3.2 传感器的安装与管道效应 171

习题 172

参考文献 172

第七章 力和应力测量 174

7.1 力值传递标准 174

7.1.1 概述 174

7.1.2 基准测力机 175

7.1.3 标准测力机 177

7.1.4 标准测力计 179

7.2 单向力测量 181

7.2.1 概述 181

7.2.2 电阻应变式力传感器 182

7.2.3 压电式力传感器 193

7.2.4 双量程测力传感器 194

7.3 多向力测量 196

7.3.1 切削力测量 196

7.3.2 火箭发动机推力矢量测量 197

7.4 应力与应变测量 200

7.4.1 单向应力状态 201

7.4.2 平面应力状态（主应力方向已知） 201

7.4.3 平面应力状态（主应力方向未知） 201

习题 204

参考文献 204

第八章 位移、速度、加速度测量 206

8.1 概述 206

8.2 位移测量 207

8.2.1 线位移传感器 208

8.2.2 角位移传感器 213

8.3 速度测量 215

8.3.1 弹丸速度测量 215

8.3.2 线速度测量 216

8.3.3 角速度测量 218

8.3.4 激光多普勒测速法 219

8.4 加速度测量 223

8.4.1 加速度传感器 223

8.4.2 振动与冲击加速度测量 226

8.4.3 加速度测量系统的校准 233

习题 236

参考文献 237

第九章 温度测量 238

9.1 概述 238

9.1.1 温度的概念 238

9.1.2 温度计的种类和特点 238

9.1.3 温标 240

9.2 热电偶 242

9.2.1 热电偶测温的工作原理 242

9.2.2 热电偶的基本定律 245

9.2.3 热电偶种类和特性 247

9.2.4 热电偶结构 249

9.2.5 热电偶冷端处理的方法 251

9.2.6 热电偶测温的连接方式 252

9.2.7 热电偶测温的显示仪表 254

9.2.8 热电偶的检定 255

9.2.9 热电偶测量固体表面温度 257

9.2.10 热电偶测量高速气流温度 260

9.2.11 热电偶测温误差 262

9.3 电阻温度计 265

9.3.1 概述 265

9.3.2 铂电阻温度计 265

9.3.3 铜电阻温度计 267

9.4 辐射式温度计 268

9.4.1 全辐射高温计 269

9.4.2 比色高温计 271

9.4.3 红外辐射测温仪 272

习题 276

参考文献 276

第十章 动态压力和动态压力校准技术 278

10.1 动态压力校准技术 278

10.1.1 动态压力校准理论基础 278

10.1.2 动态压力校准装置 281

10.1.3 动态压力校准方法 287

10.2 动态力校准技术 290

10.2.1 动态力校准的意义 290

10.2.2 动态力校准方法 291

10.2.4 负阶跃力校准新技术 292

10.2.3 早期的负阶跃力校准装置 292

10.2.5 负阶跃力校准及数据处理的一般要求 296

习题 297

参考文献 297

第十一章 测试系统动态误差补偿与修正 298

11.1 概述 298

11.2 动态误差补偿原理与方法 298

11.2.1 动态误差补偿原理 298

11.2.2 建立测试系统动态数学模型 299

11.2.3 动态补偿数字滤波器设计 300

11.2.4 动态补偿方法实例 302

11.3 动态误差修正 306

11.3.1 时域修正法——数值微分法 306

11.3.2 频域修正法 308

习题 309

参考文献 309

12.1.1 数据采集系统的发展 310

第十二章 现代数据采集系统 310

12.1 现代数据采集系统概述 310

12.1.2 现代数据采集系统的功能 311

12.1.3 数据采集系统的特点 311

12.1.4 现代测量采集系统分类 313

12.1.5 数据采集／控制系统的基本构成 313

12.1.6 系统总线概述 315

12.2 数据采集系统的设计 316

12.2.1 确定信号的特征 317

12.2.2 选择传感器 317

12.2.3 信号调节与处理 319

12.2.4 计算机系统硬件和软件设计 319

12.2.5 信号的分析与处理 320

12.3 数据采集系统举例 320

12.3.1 标准总线测量控制系统 321

12.3.2 专用数据采集系统 325

12.3.3 太平洋6000数据采集系统 328

12.3.4 数据采集系统应用举例 330

习题 332

参考文献 332

附录1 铂铑10-铂热电偶分度表 333

附录2 铂铑30-铂铑6热电偶分度表 338

附录3 镍铬-镍硅（镍铬-镍铝）热电偶分度表 343

附录4 铜-康铜热电偶分度表 347

附录5 镍铬-康铜热电偶分度表 349

附录6 铂铑13-铂热电偶分度简表 352

附录7 铁-康铜热电偶分度简表 353

附录8 铂热电阻分度表（R0＝46Ω） 354

附录9 铂热电阻分度表（R0＝100Ω） 357

附录10 铜热电阻分度表（R0＝50Ω） 360

附录11 铜热电阻分度表（R0＝100Ω） 361