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绪论 1

一、测试的含义 1

二、测试技术在机械工程中的作用 1

三、测试方法分类与基本测试系统 2

四、课程的性质和任务 3

五、测试技术的发展趋向 4

第一章　测试信号基础知识 5

第一节　信号的分类与描述 5

一、信号的分类 5

二、信号的描述方法 8

第二节　周期信号与离散频谱 9

一、简单周期信号的时域表达及频谱 9

二、复杂周期信号的展开 9

三、周期信号的强度表述 17

第三节　准周期信号 17

第四节　瞬态信号与连续频谱 18

一、傅立叶变换 18

二、傅立叶变换的主要性质 21

三、常见信号及其频谱 26

第五节　随机信号 32

一、概述 32

二、随机信号的主要特征参数 33

第二章　测试系统的基本特性 36

第一节　概述 36

一、组成测试系统应考虑的因素 36

二、理想测试系统——线性时不变系统的主要性质 38

三、常见的实际测试系统 39

第二节　测试系统的静态特性 40

一、非线性度 40

二、灵敏度 40

三、回程误差 41

第三节　系统动态特性的数学描述及其物理意义 41

一、传递函数 42

二、频率响应函数与频响曲线 43

三、测试系统中环节的串联与并联 45

四、权函数 45

第四节　系统实现动态测试不失真的频率响应特性 47

第五节　常见测试系统的频率响应特性 48

一、一阶系统 48

二、二阶系统 50

第六节　常见测试系统对瞬态激励的响应 51

一、单位脉冲输入时测试系统的响应 52

二、单位阶跃输入时测试系统的响应 52

三、测试系统对任意输入的响应 53

第七节　测试系统动态特性的测试 54

一、用稳态响应法求系统的动态特性 54

二、用脉冲或阶跃响应法求系统的动态特性 55

第八节　环节互联的负载效应与适配条件 58

一、环节互联的负载效应 58

二、一阶系统互联时的适配条件 58

三、二阶系统的互联与适配 60

第三章　常用传感器 61

第一节　概述 61

一、传感器的定义 61

二、传感器的分类及要求 62

第二节　电阻式传感器 64

一、电阻应变式传感器 64

二、其它电阻式传感器 68

第三节　电容式传感器 70

一、电容传感器的变换原理 70

二、电容传感器的应用实例 74

第四节　电感式传感器 75

一、可变磁阻式电感传感器 75

二、涡流式电感传感器 77

三、变压器式电感传感器 80

四、电感传感器的应用实例 81

第五节　磁电式传感器 82

一、动圈式（或动磁式）磁电传感器 82

二、磁阻式磁电传感器 84

第六节　压电式传感器 85

一、压电效应 85

二、压电式传感器及其等效电路 86

三、前置放大器 89

四、压电传感器的应用 90

第七节　几种新型传感器 92

一、光纤传感器 92

二、薄膜传感器 93

三、智能传感器 95

第四章　信号变换及调理 97

第一节　电桥电路 97

一、直流电桥 97

二、交流电桥 101

三、变压器电桥 102

第二节　调制与解调 103

一、信号调制的概念 103

二、调幅及解调测量电路 104

三、调频及解调测量电路 109

第三节　滤波器 112

一、滤波器分类 113

二、滤波器的性能参数 113

三、RC调谐式滤波器的基本特性 115

四、恒百分比带宽与恒带宽滤波器 119

第四节　信号调理中的抗干扰方法 121

一、机械干扰 121

二、热干扰 121

三、光干扰 122

四、电磁干扰 122

第五章　记录及显示仪 125

第一节　概述 125

第二节　光线示波器 125

一、光线示波器的工作原理 125

二、振动子特性 126

三、光学系统 130

四、光线示波器的特点 130

第三节　笔式记录仪 131

一、检流计式笔录仪 131

二、伺服记录仪 131

第四节　磁带记录仪 132

一、磁带记录仪的特点 132

二、磁带记录仪的构成与工作原理 133

三、磁带记录仪的类型 134

第五节　磁盘记录器 138

第六节　数字显示系统 139

一、计数器 139

二、译码器 139

三、显示器 140

第六章　信号分析与处理 142

第一节　数字信号处理 142

一、数字信号处理的基本步骤 142

二、采样、混叠和采样定理 143

三、量化和量化误差 145

四、截断、泄漏和窗函数 146

第二节　相关分析及其应用 148

一、相关的概念 148

二、自相关分析及其应用 149

三、互相关分析及其应用 151

第三节　功率谱分析及其应用 154

一、自谱 154

二、互谱 157

第七章　机械振动测试与分析 160

第一节　概述 160

第二节　振动的基本知识 161

一、振动的分类 161

二、单自由度系统的受迫振动 162

三、多自由度系统振动 165

四、机械阻抗的概念 165

第三节　振动的激励 167

一、激振的方式 167

二、激振设备 169

第四节　测振传感器（拾振器） 172

一、常用拾振器的类型 172

二、接触式相对拾振器的跟随条件 172

三、惯性式拾振器的工作原理 173

四、压电式加速度拾振器在使用中的注意事项 175

五、选择拾振器的原则 177

第五节　振动信号分析仪器 177

一、振动计 177

二、频率分析仪 177

三、频率特性与传递函数分析仪 181

四、数字信号处理系统（综合分析仪） 183

第六节　机械结构的固有频率和阻尼率的估计 183

一、总幅值法 184

二、分量法 185

三、矢量法 186

第七节　振型的测定 187

第八章　微机在测试技术中的应用 189

第一节　微机测试系统的几种主要应用 189

一、自动化测控系统 189

二、智能仪器——微机与测量仪器的有机结合 190

三、电子仪器功能的微机模拟 190

第二节　微机测试系统的组成 190

一、微机测试系统的工作过程 190

二、微机测试系统的基本构成 190

三、模拟输入通道的基本结构 192

四、模拟输出通道的基本结构 193

五、微机测试系统的软件组成 194

第三节　微机测试系统中的接口技术 195

一、微机系统的结构层次及总线形式 195

二、主机类型 197

三、输入输出的控制方式 198

四、A/D转换器与微处理器的接口方法 200

五、D/A转换器与微处理器的接口方法 202

六、数字信号与微处理器的接口方法 203

七、串行接口方法 203

第四节　微机测试系统实例 205

一、微机在示波器检定中的应用 205

二、单片机在交流双速电梯中的应用 209

三、多参数微机数据采集处理系统 211

参考文献 214