测试技术与工程应用PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　测试与测试技术 1

目录 1

1.2　测试技术的重要性 2

1.3　测试系统的一般组成 3

1.4　测试技术的发展 4

第2章　信号分析 6

2.1　信号与测试系统 6

2.2　信号的分类 8

2.2.1　确定性信号和随机信号 8

2.2.3　连续信号和离散信号 10

2.2.2 能量信号和功率信号 10

2.3　信号描述方法 12

2.4　周期信号的频谱——傅里叶级数 13

2.5　周期信号的功率 21

2.6 非周期信号的频谱——傅里叶变换 23

2.6.1　傅里叶变换与连续频谱 23

2.6.2 能量谱 27

2.6.3　傅里叶变换的性质 28

2.6.4　典型信号的傅里叶变换 40

2.6.5　周期函数的频谱 44

2.7.1　概述 47

2.7　随机信号 47

2.7.2　随机信号的主要特征参数 49

2.7.3　相关分析 52

2.7.4　功率谱分析 58

2.7.5　相干函数 62

第3章　测试系统分析 64

3.1　概述 64

3.2　测试系统的静态特性及静态标定 65

3.2.1　静态标定 65

3.2.2　灵敏度 66

3.2.5　迟滞 67

3.2.4 线性度 67

3.2.3　量程及测量范围 67

3.2.6 重复性 68

3.2.7　准确度 68

3.2.8　分辨率 68

3.2.9 漂移 69

3.3　测试系统的动态特性 69

3.3.1　动态参数测试的特殊性 69

3.3.2　测试系统动态特性的分析方法及指标 70

3.3.3　测试系统的数学描述 70

3.3.4　测试系统的传递函数 72

3.3.5　频率响应函数 73

3.3.6 一阶系统、二阶系统的动态特性 75

3.3.7 测试系统对典型激励的响应 80

3.3.8　测试系统对任意输入的响应 86

3.3.9　信号通过系统的时频域响应 87

3.4　测试系统动态参数的测定 90

3.4.1 一阶系统动态参数的测定 90

3.4.2　二阶系统动态参数的测定 91

3.5　如何实现无失真测试 93

3.6　测试系统的负载效应 95

3.7 测试系统的抗干扰问题 97

3.7.1 测试装置的干扰源 97

3.7.3　信道通道的干扰及其抗干扰 98

3.7.2　供电系统干扰及其抗干扰 98

3.7.4　接地设计 99

第4章　传感器 100

4.1　概述 100

4.1.1 传感器与传感器技术 100

4.1.2　传感器与传感器技术的发展趋势 101

4.2 电阻应变式传感器 102

4.2.1 工作原理 102

4.2.2 金属电阻应变片 103

4.2.3　半导体应变片 103

4.2.4　传感器实例 104

4.3.1 自感型传感器 105

4.3 电感式传感器 105

4.3.2　互感型传感器 107

4.3.3　传感器实例 108

4.4 电容式传感器 109

4.4.1 工作原理与类型 109

4.4.2　测试用电路 112

4.4.3　传感器实例 112

4.5　压电式传感器 112

4.5.1　压电效应 112

4.5.2　压电材料 113

4.5.3 压电传感器的等效电路 113

4.5.4　测试电路 114

4.6　磁电式传感器 115

4.6.1 动圈式磁电传感器 115

4.6.2　磁阻式磁电传感器 116

4.6.3　传感器实例 116

4.7　光电式传感器 117

4.7.1　光电效应 117

4.7.2　光敏电阻 118

4.7.3　光电池 120

4.7.4　光敏晶体管 121

4.7.5 光电管 122

4.7.6　光电倍增管 124

4.8.1 热电偶 125

4.8　热电式传感器 125

4.8.2 热电阻 129

4.9　气敏传感器 132

4.10 固态图像传感器 134

4.11 霍尔传感器 136

4.11.1　作用原理 136

4.11.2 霍尔效应的应用 138

4.12　微型传感器 140

4.12.1　MEMS技术与微型传感器 140

4.12.2　压阻式微型传感器 141

4.12.3 电容式微型传感器 142

4.13　传感器的选用原则 143

4.12.4 电感式微型传感器 143

第5章　信号调理及记录仪器 146

5.1　信号放大电路 146

5.1.1　运算放大器 146

5.1.2 实际运算放大器存在的问题 148

5.1.3　仪器放大器 150

5.2　调制与解调 151

5.2.1 幅值调制与解调 152

5.2.2　频率调制与解调 159

5.3 滤波 163

5.3.1　概述 163

5.3.2　滤波性能分析 164

5.3.3　一阶无源滤波器 166

5.3.4　有源滤波器 168

5.3.5 开关电容滤波器 170

5.4 电桥 171

5.4.1 直流电桥 171

5.4.2　交流电桥 173

5.5　显示与记录仪器 176

5.5.1　模拟显示 176

5.5.2　数字显示 177

5.5.3　磁记录 180

5.5.4　光盘式记录 183

6.1　概述 185

第6章　计算机测试技术 185

6.2　信号数字化 186

6.2.1 离散傅里叶变换 186

6.2.2　信号数字化出现的问题 187

6.3　D/A（数模）与A/D（模数）转换 191

6.3.1　D/A转换电路 191

6.3.2 典型D/A芯片和应用电路 194

6.3.3　A/D转换电路 195

6.3.4 典型A/D芯片和应用电路 199

6.3.5 常用A/D通道、D/A通道设计 201

6.4.2 PC机的ADC插卡 205

6.4　计算机辅助测试 205

6.4.1　信号采集子系统 205

6.4.3　模拟输出与DAC插卡 206

6.4.4　微机型数据采集分析系统 206

6.5　专用微机化测试分析仪 206

6.5.1 专用微机化测试分析仪的特点 206

6.5.2　专用微机化仪表 206

6.5.3　基于DSP的专用数字信号分析仪 207

6.6 自动测试系统 207

6.6.1 自动测试系统的特点及形式 207

6.6.2 测试系统的主要通信接口 208

6.7.1　概述 212

6.7　虚拟测试系统 212

6.7.2 虚拟仪器的构成 213

6.7.3　虚拟测试系统的应用 218

第7章　测试结果及误差分析简介 219

7.1 实验数据的表示方法 219

7.1.1　表格法 219

7.1.2 图解法 219

7.1.3　经验公式 220

7.1.4　有效数字及数据修约 220

7.2 回归分析及其应用 220

7.2.1　一元线性回归 220

7.2.3 回归分析应用举例 224

7.2.2　非线性回归 224

7.3　误差的定义及分类 225

7.3.1　误差的概念 225

7.3.2　误差的分类 226

7.3.3　误差的表示方法 227

7.3.4　表征测试（量）结果质量的指标 227

7.4 不确定度评定的基本知识 228

7.4.1 有关不确定度的术语 228

7.4.2 产生测试（量）不确定度的原因和测试（量）模型 228

8.1.2 测试系统的建立与实现 231

8.1.1 问题的提出 231

8.1 井温测试系统的例子 231

第8章　测试技术的工程应用 231

8.1.3 实际测试时应考虑的问题 241

8.2 常用参量的测试 242

8.2.1 力与压力的测试 242

8.2.2　温度的测试 251

8.2.3　噪声的测试 253

8.2.4　振动的测试 258

8.2.5　流量的测试 266

8.2.6　位移和速度的测试 273

8.2.7　存储测试技术 278

参考文献 281