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第一章 绪论 1

第一节 检测的基本概念 1

一、检测的地位与作用 1

二、检测系统的基本组成 1

三、单位制 2

四、量值的传递与溯源 4

第二节 检测技术研究的主要内容 4

第三节 本课程的任务以及与其他课程的关联 5

第四节 检测技术的发展方向 6

第二章 测试系统 8

第一节 测试系统的组成 8

第二节 测试系统的数学模型及频率特性 9

一、测试系统的数学模型 9

二、线性系统的性质 11

三、传递函数 12

四、环节的串联和并联 12

五、频率响应函数 13

六、频率特性及其图像 14

七、一阶、二阶系统的频率特性 15

八、理想频率响应函数 19

第三节 测试系统对瞬态激励的响应 20

一、单位脉冲输入和系统的脉冲响应函数 20

二、单位阶跃输入和系统的阶跃响应 20

三、测试系统对任意输入的响应 21

第四节 测试系统频率特性的测定 23

一、正弦信号激励 23

二、阶跃信号激励 23

第五节 测量仪器的特性 25

一、测量仪器的准确度及其定量指标 25

二、重复性 27

三、灵敏度、分辨力、鉴别力阈和信噪比 27

四、标称范围、量程、测量范围和动态范围 28

五、漂移、回程误差、死区和线性度 28

六、工作频率范围、响应特性和响应时间 30

第六节 测量不确定度 31

一、测量不确定度的含义 31

二、标准不确定度的评定 31

三、自由度及其确定 32

四、测量不确定度的合成 32

五、测量不确定度评定实例——电压测量的不确定度计算 33

习题 34

第三章 信号描述及分析 36

第一节 概述 36

一、确定性信号 36

二、随机信号 37

三、信息熵理论概述 38

第二节 周期信号及其描述 39

一、傅里叶级数 39

二、周期信号的频谱分析 40

第三节 非周期信号的描述 42

一、傅里叶变换 42

二、几种典型信号的频谱 42

第四节 离散傅里叶变换 46

第五节 随机信号 48

一、随机过程的定义和分类 49

二、随机信号的统计特性 49

第六节 短时傅里叶变换 52

第七节 小波变换 54

第八节 Hilbert-Huang变换与经验模态分解 57

一、算法简介 57

二、EMD方法对实际漏磁信号的处理实例 58

习题 60

第四章 电学与磁学量测量 63

第一节 概述 63

第二节 电学量测量 64

一、电学量测量简介 64

二、电压、电流的测量 66

三、电阻、电容、电感的测量 67

四、电功率的测量 69

第三节 频率的测量 69

一、直接测频法 69

二、测周法 70

三、多周期同步测频法 71

四、频率测量专用芯片 71

五、微波频率的测量 72

第四节 相位差的测量 72

一、脉冲计数法测相位 73

二、基于FFT的相位测量 74

三、相关法测相位 74

四、基于集成芯片的相位测量 75

第五节 磁场测量技术及仪器 76

一、磁测量技术简介 76

二、磁感应法测磁 78

三、霍尔效应法 79

四、磁阻效应法 83

五、磁通门法 84

六、其他磁测量技术简介 87

第六节 材料磁特性测量技术 89

习题 92

第五章 长度及线位移测量 94

第一节 概述 94

一、长度单位和定义 94

二、长度量值传递系统 94

三、长度测量的标准量 94

四、阿贝原则 95

五、长度测量的环境标准要求 95

第二节 长度尺寸的测量 95

一、常见尺寸的测量 96

二、大尺寸的测量 103

三、微小尺寸的测量 107

四、被加工尺寸的在线监测 108

五、测量误差分析 110

第三节 形位误差和异形曲面的测量 113

一、形位误差的测量 113

二、异形曲面的测量 117

第四节 表面粗糙度的测量 121

一、测量仪器 121

二、评定参数 123

第五节 线位移量的测量 124

一、大位移量的测量 124

二、物位的测量 126

第六节 纳米测量技术 129

一、扫描隧道显微镜 129

二、原子力显微镜 130

三、X射线干涉仪 131

四、大量程的纳米测量技术 133

习题 133

第六章 角度及角位移测量 135

第一节 概述 135

一、角度单位及量值传递 135

二、角度的自然基准和圆周封闭原则 135

三、实物基准与分度误差的特性 135

第二节 单一角度尺寸的测量 138

一、直接测量 138

二、间接测量 142

第三节 圆分度误差的测量 145

一、圆分度误差评定指标 146

二、圆分度误差的绝对测量 147

三、圆分度误差的相对测量 149

四、圆分度误差的组合测量 151

第四节 角位移量的测量 153

一、单自由度角位移的测量 153

二、多自由度角位移的测量 157

习题 159

第七章 速度、转速和加速度测量 160

第一节 概述 160

第二节 速度的测量 160

第三节 转速的测量 172

第四节 加速度的测量 174

习题 186

第八章 力、力矩和压力的测量 187

第一节 概述 187

第二节 力的测量 188

一、力的测量方法 188

二、力的测量装置 188

三、力值的检定与定度 197

四、质量、重量及其测量装置 197

第三节 力矩的测量 205

一、力矩及其测量方法 205

二、传递法力矩测量装置 208

第四节 压力的测量 210

一、压力的量值传递系统 211

二、压力的计量方法和分类 211

三、压力测量装置 212

四、超高压测量 218

五、压力测量仪表的调校和使用 218

六、真空的测量 218

习题 223

第九章 机械振动的测试 224

第一节 概述 224

第二节 机械振动的类型 225

一、振动的类型及其表征参数 225

二、单自由度系统的受迫振动 228

三、多自由度系统的振动 229

四、振动计量器具检定系统 230

五、振动测量仪器的检定 233

第三节 振动的激励和激振器 235

一、振动的激励 236

二、激振器 238

第四节 测振传感器 241

一、惯性式测振传感器的力学模型与特性分析 241

二、压电式加速度传感器及阻抗头 244

三、磁电式振动速度传感器 245

四、电涡流测振传感器 246

五、光导纤维测振传感器 247

六、微振动测量传感器 248

第五节 振动的测量 248

一、振动量的测量 248

二、固有频率和阻尼比的测量 250

三、机械阻抗的测量 254

四、旋转机械的振动分析与监测 257

习题 261

第十章 温度的测量 263

第一节 概述 263

一、温度的基本概念和测量方法 263

二、温标 264

第二节 膨胀式温度计和压力式温度计 264

一、膨胀式温度计 265

二、压力式温度计 266

第三节 热电偶温度计 267

一、热电效应和热电偶 267

二、热电偶基本定律 268

三、标准化热电偶 269

四、热电偶的参比端处理 270

五、测温电缆 272

第四节 电阻温度计 273

一、铂电阻温度计 274

二、铜电阻温度计 274

三、半导体热敏电阻 274

四、热电阻温度计的测量误差 275

五、P-N结与集成电路温度传感器 276

第五节 光辐射测温方法及仪表 277

一、热辐射基本定律 277

二、辐射温度计 279

三、亮度温度计 281

四、颜色温度计 282

五、光导纤维测温技术 284

习题 287

第十一章 流量的测量 289

第一节 概述 289

一、流量的概念 289

二、流量计的分类 289

第二节 总量测量仪表 291

一、椭圆齿轮流量计 291

二、腰轮流量计（罗茨流量计） 292

三、容积式流量计的误差 292

第三节 差压式流量计 292

一、差压式管道用流量计 292

二、差压式明渠流量计 294

第四节 流体阻力式流量计 296

一、转子流量计 296

二、靶式流量计 297

第五节 测速式流量计 298

一、电磁流量计 298

二、涡轮流量计 300

三、超声波流量计 300

第六节 振动式流量计 302

第七节 质量流量计 305

一、直接式质量流量计 305

二、推导式质量流量计 306

习题 308

第十二章 环境量的测量 309

第一节 噪声的测量 309

一、测量项目和评价参数 309

二、测量仪器 314

三、噪声的测量方法 316

第二节 大气污染的监测 319

一、大气污染形式和监测项目 319

二、大气监测原理和方法 320

三、光谱测试技术及仪器 325

四、电化学测试技术 330

五、室内空气的监测 331

第三节 水污染的监测 334

一、概述 334

二、原子吸收光谱法及其应用 337

三、色谱法原理及其应用 338

习题 342

第十三章 现代测试系统 344

第一节 概述 344

第二节 智能仪器 344

第三节 虚拟仪器 345

一、基本概念 345

二、虚拟仪器的组成 346

三、虚拟仪器应用举例 348

第四节 网络化仪器和网络化传感器 349

一、网络化测试技术 349

二、网络化测试系统的组成 349

第五节 微型仪器 350

第六节 测控系统 350

第七节 工程应用实例 352

一、电梯导轨多参数测量系统 352

二、海底敷缆测量系统 354

三、管道漏磁检测系统 355

四、端面摩擦磨损试验机 356

五、计算机辅助水泵试验测试系统 358

六、基于数字图像分析的深孔表面质量检测系统 359

七、大型电力变压器综合在线监测系统 360

参考文献 362