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目录 1

第一篇 传感器及其测量电路 3

第一章 电阻式传感器 4

§1—1变阻器式传感器 4

§1—2电阻应变片 5

一、金属应变片 5

二、半导体应变片 10

§1—3电桥 10

一、电桥的工作原理 11

二、电桥的特性 12

三、交流电桥的特点 16

§1—4电阻应变仪 17

一、应变仪的组成 18

二、应变仪电桥的平衡装置 18

三、交流电桥的调幅作用 18

四、相敏检波器 20

§1—5应变式传感器 22

一、应变式力传感器 22

二、应变式压力传感器 23

三、应变式加速度传感器 23

四、应变式扭矩传感器 23

一、变换原理 25

二、电容式传感器的类型 25

§2—1电容式传感器的变换原理及类型 25

第二章 电容式传感器 25

§2—2测量电路 29

一、调幅电路 29

二、调频电路 29

三、运算放大器电路 30

§2—3电容式传感器的应用 30

第三章 电感式传感器 33

§3—1自感式传感器 33

一、改变气隙厚度的电感传感器 33

二、螺管式传感器 34

三、测量电路 35

四、自感式传感器的应用 36

§3—2差动变压器式传感器 37

一、结构和工作原理 37

二、测量电路 38

三、应用 38

§3—3电涡流传感器 39

一、基本原理 39

二、测量电路 39

三、被测物体对传感器灵敏度的影响 40

四、低频电涡流测厚仪 40

五、涡流传感器的应用 41

§3—4压磁式传感器 42

二、正压电效应 44

一、压电机理 44

§4—1压电效应 44

第四章 压电式传感器 44

§4—2常用压电传感器 45

一、压电晶体片的组合 45

二、压电力传感器 46

§4—3压电式传感器对测量电路的要求 47

一、电压放大器 48

二、电荷放大器 49

§4—4压电传感器的应用 49

一、压电传感器的使用 49

二、压电传感器的安装 50

一、热电偶的基本原理 51

§5—1热电偶 51

第五章 热电式传感器 51

二、热电偶的材料 52

三、热电偶冷端的温度处理 53

四、热电势的测定方法 54

五、热电偶的应用实例 55

§5—2热电阻 56

一、常用热电阻 56

二、热电阻与显示仪表的连接 57

§5—3热敏电阻 57

三、霍尔元件的应用 59

二、霍尔元件及其基本电路 59

一、霍尔效应 59

第六章 其它传感器 59

§6—1霍尔式传感器 59

§6—2光电传感器 61

一、光电效应 61

二、光电传感器的应用 63

§6—3磁电式传感器 64

一、基本工作原理和结构 64

二、磁电式传感器 65

三、磁电式传感器的测量电路 66

§6—4光栅传感器 66

一、莫尔条纹 66

三、分度值的细分 67

二、光栅传感器的结构原理 67

§6—5感应同步器 68

一、结构和工作原理 68

二、感应同步器的类型 69

三、输出信号的处理 70

四、感应同步器的应用 72

§6—6频率式传感器 72

一、薄壁振简传感器 72

二、振弦式传感器 73

习题 75

一、测试系统的质量指标 77

§7—1测试系统的静态特性 77

第七章 测试系统的基本特性 77

第二篇 记录仪器和测试系统 77

二、测试系统的静态特性 78

三、静态特性参数的测定与计算 80

§7—2测试系统的动态特性 80

一、常系数线性系统 81

二、测试系统的传递函数 82

三、频率响应函数 86

四、测试系统的瞬态响应 89

五、测试系统动态特性参数的测定 93

六、线性系统不失真测试的条件 96

§8—1笔式记录仪 99

第八章 记录仪器 99

§8—2光线示波器 100

一、光线示波器的结构 100

二、振动子的类型 101

三、振动子的基本特征 102

四、振动子的阻尼 106

五、振动子的选用 106

§8—3自动平衡式记录仪 109

§8—4磁带记录仪 110

一、磁带记录仪的结构 110

二、磁带记录仪的工作原理 110

三、磁带记录仪的记录方式 112

四、磁带记录仪的技术特性 114

五、磁带记录仪的特点 115

六、磁带记录仪的使用 116

第九章 动态测试系统 118

§9—1阻抗匹配 118

一、传感器和放大器的阻抗匹配 118

二、放大器和记录仪器的阻抗匹配 118

§9—2动态应变测量系统 119

§9—3振动测量系统 120

一、振动强度的测量系统 120

二、振动量频谱分析系统 121

一、静态标定方法 124

二、应力应变的静态标定方法 124

第十章 测试系统的标定 124

§10—1测试系统的静态标定 124

三、拉（压）力的静态标定方法 126

四、扭矩的静态标定方法 128

§10—2测试系统的动态标定 130

一、动态特性的标定 130

二、力传感器的动态标定 130

习题 132

第三篇 信号分析与数据处理 134

§11—1测量数据误差分析 135

一、误差分类 135

第十一章 重复测量数据的处理 135

二、随机误差的分布规律 136

三、算术平均值和标准误差 137

四、间接测量误差的计算 139

§11—2可疑数据的取舍 140

一、3σ准则 140

二、格拉布斯准则 140

§11—3测量结果的表示 142

§11—4实验数据表示法 143

一、图示法 143

二、公式法 144

一、周期信号的定义 153

二、傅里叶级数 153

§12—1周期信号 153

第十二章 动态信号分析 153

三、周期信号的频谱 154

四、奇、偶函数的傅里叶系数 156

五、复数形式的傅里叶级数 158

§12—2非周期信号 161

一、准周期信号及瞬变信号 161

二、傅里叶积分 162

三、傅里叶变换与非周期信号的频谱 163

四、傅里叶变换的性质 166

五、单位脉冲函数及其性质 169

一、基本概念 172

§12—3随机信号 172

二、各态历经随机过程的统计参数 178

第十三章 随机数据处理 182

§13—1随机数据处理的一般步骤 182

一、数据准备 182

二、数据检验 182

三、数据分析 183

§13—2随机数据的模拟式处理 183

一、均值和均方值 183

二、概率密度函数 184

三、自相关函数 184

五、功率谱密度函数 185

四、互相关函数 185

六、功率谱测量参数的选择 186

七、缩短功率谱分析时间的途径 190

八、互谱密度函数 191

§13—3随机数据的数字式处理 192

一、数据的数字化 192

二、离散傅里叶变换（DFT） 193

三、数字式分析处理中的若干问题 195

四、快速傅里叶变换（FFT） 198

五、功率谱密度函数和互谱密度函数 199

习题 201

主要参考文献 203