工业工程测试与控制技术PDF电子书下载

0　绪论 1

0.1　现代测试技术与控制技术概述 1

0.1.1　数据测试部分 1

0.1.2　输入部分 2

0.1.3　计算机及其外围设备 2

0.1.4　输出部分 2

0.1.5　接口 2

0.1.6　执行器 3

0.2　测试技术与控制技术的应用方式 3

0.2.1 用于数据采集与处理 3

0.2.2　用于生产控制 4

0.2.3　用于生产调度管理 5

0.3　测试技术与控制技术的应用范围 5

0.3.1 工业生产中 5

0.3.2　能源技术 6

0.3.3　交通技术 7

0.3.4　实验室自动化 7

0.3.5　军事领域 7

0.3.6　医疗领域 7

0.4　测试技术与控制技术的发展趋势 8

0.4.1　综合化 8

0.4.2　智能化 9

0.4.3 系统化 9

0.4.4　仪器虚拟化 9

0.4.5　网络化 10

1　测量技术应用基础 11

1.1　测量误差理论基础 11

1.1.1　测量过程 11

1.1.2　测量值的数学期望和方差 11

1.1.3　随机误差的统计处理 12

1.1.4　标准偏差的传递 14

1.1.5　有限次测量的算术平均值及其方差 14

1.1.6　测量结果的置信概率 14

1.1.7　异常数据的剔除 15

1.1.8　测量不确定度的表征方法 15

1.2　测量过程的统计控制 18

1.2.1　基本概念 18

1.2.2　测量过程的统计控制参数 18

1.2.3　测量过程的检验方法 19

1.3　校准方法学 21

1.3.1　校准方法 21

1.3.2　计量标准 22

1.3.3　校准类型 22

1.3.4　校准的要求 23

1.3.5　互检和检验 23

1.3.6　仪器特性和校准测试 24

1.3.7　对校准标准的要求 25

1.4　基本的电子标准 26

1.4.1 国际测量单位制 26

1.4.2　标准的可追溯性 28

2　测试与控制技术基础 30

2.1　信号及其分类 30

2.1.1　测试、信息与信号的概念 30

2.1.2　信号的分类 30

2.2　信号测试与控制方法 31

2.2.1　信号测试 31

2.2.2　信号控制方法 32

2.3　测试系统 33

2.3.1　测量仪表 33

2.3.2　测量系统 38

2.4　数据采集技术 41

2.4.1　数据采集方式 41

2.4.2　数据采集的性能参数 42

2.5　数据处理技术 43

2.6　数据融合技术 44

2.6.1　数据融合的目的 44

2.6.2　数据融合的原理 44

2.6.3　数据融合的形式 44

2.6.4　数据融合的方法 45

2.6.5　数据融合的应用前景 47

3　信号测试传感器 48

3.1　概述 48

3.1.1　传感器的作用 48

3.1.2　传感器的分类 48

3.1.3　对传感器的基本要求 49

3.1.4　传感器选用原则 49

3.1.5　传感器的开发方向 50

3.2　压力传感器 51

3.2.1　应变式压力传感器 51

3.2.2　电容式压力传感器 55

3.2.3　电感式压力传感器 55

3.2.4　压力传感器的标定 58

3.2.5　压力传感器的安装及测试仪表的选用 59

3.3　流量传感器 60

3.3.1　流量测量方法 60

3.3.2　涡轮流量计 62

3.3.3　超声波流量计 64

3.4　转速传感器 66

3.4.1　测速发电机 66

3.4.2　光电式转速传感器 67

3.4.3　电容式转速传感器 69

3.4.4　磁电式转速传感器 69

3.5　位移传感器 70

3.5.1 电位计型位移传感器 70

3.5.2　电感式位移传感器 72

3.6　温度传感器 74

3.6.1　热电偶传感器 74

3.6.2　热电阻 80

3.6.3　光纤温度传感器 80

3.7　振动传感器 83

3.7.1　加速度传感器 83

3.7.2　速度传感器 85

3.7.3　位移传感器 86

3.8　激光传感器 88

3.8.1　激光产生的机理 88

3.8.2　激光特性 89

3.8.3　激光器及其特性 89

3.8.4　激光探测器的应用 90

3.9　固态图像传感器 91

3.9.1　线型图像传感器 92

3.9.2　面型图像传感器 95

3.9.3 固态图像传感器的应用 96

3.10　智能传感器 99

3.10.1　智能传感器的组成原理 99

3.10.2　智能传感器的基本功能 100

3.10.3　智能传感器的特点 101

4　中间转换电路 102

4.1 电桥 102

4.1.1　直流电桥 102

4.1.2　交流电桥 103

4.2　放大器 104

4.2.1　运算放大器 105

4.2.2　测量放大器 106

4.2.3　微分和积分放大器 106

4.3　调制与解调电路 107

4.3.1　调制器的工作原理 107

4.3.2　解调器的工作原理 108

4.4　滤波器 109

4.4.1　RC滤波器 109

4.4.2　LC滤波器 110

4.5　谐振电路 111

4.5.1　谐振电路的变换原理 111

4.5.2　谐振电路作调频器 112

4.5.3　谐振电路调频波的解调 112

4.5.4　谐振电路作调频器的应用 112

4.6　运算电路 112

4.6.1　微分电路 112

4.6.2　积分电路 113

4.7　f/V转换器 113

4.7.1　DZP型f/V转换器 113

4.7.2　PZH型f/V转换器 114

4.8　V/I转换器 115

4.9　A/D和D/A转换器 116

4.9.1　A/D转换器 117

4.9.2　D/A转换器 118

5　信号的产生与分析 120

5.1　信号源 120

5.1.1　信号的表征与生成方法 120

5.1.2　通用信号发生器 126

5.1.3　任意波形合成器 132

5.2　固态微波信号源 134

5.2.1　信号源 135

5.2.2　信号源的控制和调制 137

5.2.3　频率综合 138

5.2.4　微波信号发生器 139

5.3　频谱分析仪 146

5.3.1　概述 146

5.3.2　频谱仪的工作特性 151

5.3.3　现代频谱分析仪的设计 152

5.4　相位噪声测量 156

5.4.1　为什么需要测量相位噪声 156

5.4.2　相位噪声的定义和表示 156

5.4.3　相位噪声的时域测量方法 157

5.4.4　相位噪声的频域测量法 158

5.4.5　相位噪声的测量与分析 159

5.4.6　微波信号源相位噪声的测量 162

5.4.7　各种相位噪声测试系统测试灵敏度的对比 162

6　计算机测试技术的应用 164

6.1　计算机应用部件 164

6.1.1　信号调理电路 164

6.1.2　多路模拟开关 164

6.1.3　采样／保持电路（S/H） 165

6.1.4 A/D转换器 166

6.1.5　接口电路及其控制逻辑 168

6.2　模拟连续信号的数字化 168

6.3　模拟量输入采集通道设计 169

6.3.1　单模拟量输入采集通道的设计 169

6.3.2　多模拟量输入采集通道的设计 169

6.3.3　基于PC机数据采集通道设计应注意的问题 171

6.4　高速数据采集及其实现 174

6.4.1 高精度数据采集系统设计要领 174

6.4.2　高速数据采集方案及其实现 175

6.4.3　高速数据采集系统设计举例 178

6.5　数据总线与通信技术 179

6.5.1 串行总线与通信技术 180

6.5.2　并行总线与通信技术 199

7　工业测控中的干扰抑制技术 204

7.1　干扰来源 204

7.1.1　机械干扰 204

7.1.2　热干扰 204

7.1.3　光干扰 205

7.1.4　温度干扰 205

7.1.5　化学干扰 205

7.1.6　电和磁干扰 205

7.1.7　射线辐射干扰 205

7.1.8　电源干扰 206

7.1.9　信道干扰 206

7.1.10　地线干扰 206

7.2　干扰的传输途径 206

7.2.1　噪声与噪声源 206

7.2.2　噪声形成干扰的要素 208

7.2.3　传输途径 208

7.3　干扰的作用方式 209

7.3.1 串模干扰 209

7.3.2　共模干扰 210

7.3.3　共模干扰抑制比 210

7.4　干扰抑制技术 210

7.4.1　屏蔽技术 211

7.4.2　接地技术 214

7.4.3　浮置技术 220

7.4.4　平衡电路 221

7.4.5　滤波器 222

7.4.6　光耦合器 223

7.4.7　脉冲电路噪声抑制技术 224

7.4.8　电源干扰抑制技术 225

7.4.9　传输线干扰抑制技术 226

7.4.10　软件干扰抑制技术 228

8　测试技术在工程领域中的应用 229

8.1　空气压缩机组测试与控制 229

8.1.1 系统配置 229

8.1.2　故障测试与诊断 230

8.1.3　故障决策与控制 230

8.1.4　应用效果及其分析 231

8.2　发动机滑油系统测试与控制 232

8.2.1　滑油系统故障分析 232

8.2.2　滑油系统状态信息的来源 233

8.2.3　滑油系统监控方案设计及其实现 233

8.2.4　运行结果及其分析 234

8.3　车辆尾气测试与控制 234

8.3.1　硬件配置 234

8.3.2　软件设计 235

8.3.3　功能及其实现 237

8.4　噪声测试与控制 238

8.5　电动机转速测试与控制 239

8.5.1　测控原理和方法 239

8.5.2　测控软件设计 240

8.5.3　结果与分析 241

参考文献 242