机电工程测试与信号分析PDF电子书下载

第1章绪论 1

第一节概述 1

一、测试与信息 1

二、测试技术的内容与作用 1

目录 1

三、测试技术的发展 2

第二节测量方法和测量误差 2

一、测量方法 2

二、测量误差 3

一、相似系统 5

二、变量的分类 5

第三节 系统的相似性和机电模拟 5

三、机电模拟 6

第四节测量系统和控制系统 9

一、系统、输入和输出 9

二、开环测量系统和闭环测量系统 9

三、反馈测量系统和反馈控制系统 10

第五节动态测试的特点和研究方法 10

思考与练习题 11

第2章信号及其描述 12

第一节概述 12

一、信号与信息 12

二、信号的分类 12

三、信号的描述 13

一、周期信号的傅里叶三角函数展开式 14

第二节周期信号与离散频谱 14

二、周期信号的傅里叶级数的复指数函数展开式 17

三、周期信号的强度表述 19

第三节非周期信号与连续频谱 21

一、傅里叶变换 21

二、傅里叶变换的主要性质 23

三、几种典型信号的频谱 28

第四节随机信号 31

一、概述 31

二、随机信号的主要特征参数 32

思考与练习题 34

第一节概述 36

第3章测试装置的基本特性 36

第二节测试装置的基本特性 37

一、线性系统及其主要性质 37

二、测试装置的静态特性 39

三、测试装置的动态特性 41

第三节实现不失真测试的条件 48

第四节测试装置动态特性的测试 50

一、频率响应法 50

二、阶跃响应法 51

第五节测试装置的负载效应和适配 53

一、负载效应 53

二、测试装置与被测信号的适配 54

思考与练习题 56

第一节概述 57

第4章常用传感器 57

第二节电阻式传感器 60

一、变阻器式传感器 60

二、电阻应变式传感器 61

第三节电感式传感器 66

一、可变磁阻式 66

二、涡流式 68

三、差动变压器式 71

第四节电容式传感器 73

一、极距变化型 73

二、面积变化型 74

三、介质变化型 75

四、两种测量电路 76

第五节压电式传感器 79

一、压电效应 79

二、压电式传感器及其等效电路 81

三、测量电路 83

第六节磁电式传感器 85

一、动圈式 85

二、磁阻式 86

第七节光电式传感器 87

一、光敏元件 87

二、光电式传感器 89

第八节其他类型的传感器 92

一、霍尔传感器 93

二、热敏电阻 94

三、气敏电阻 95

四、超声波探头 95

五、光导纤维传感器 96

六、固态图像传感器 98

思考与练习题 100

第5章信号的中间变换和变换装置 102

第一节概述 102

第二节电桥 102

一、直流电桥 102

二、交流电桥 104

第三节调制与解调 107

一、调幅与解调 108

二、调频与解调 112

第四节滤波器 114

一、滤波器特性及描述 115

二、实际滤波器的应用 120

第五节模拟—数字转换器 124

一、数—模转换器 125

二、模—数转换器 127

思考与练习题 131

第6章信号的记录 133

第一节概述 133

第二节显式记录 133

一、光线示波器 133

二、笔式记录仪 140

第三节隐式记录 142

一、磁记录 142

二、光盘记录 149

思考与练习题 152

第7章信号的分析与处理 153

第一节概述 153

第二节信号的时域分析 154

一、时域分解 154

二、时域相关分析 155

第三节信号的频域分析 160

二、应用举例 161

一、自功率谱密度函数和互功率谱密度函数 161

第四节模拟信号分析 163

一、统计误差 164

二、均值、均方值、均方根值的测量与估计 165

三、概率密度的估计 166

四、自相关函数的估计 167

五、功率谱的估计 167

六、模拟信号估计方法存在的一些问题 167

第五节数字信号分析初步 168

一、数字信号处理的一般步骤 168

二、时域采样、混叠和采样定理 170

三、截断、泄漏和窗函数 172

四、离散傅里叶变换 175

五、快速傅里叶变换和数字滤波简介 176

第六节信号的时频分析简介 183

思考与练习题 186

第8章振动的测量 187

第一节概述 187

一、振动量的测量 187

二、振动系统特性的测量 188

第二节振动的激励 188

一、稳态正弦激振 188

二、随机激振 188

三、瞬态激振 189

一、电动式激振器 191

第三节激振器 191

二、电磁式激振器 192

三、电液式激振器 194

第四节振动的测量方法及测振传感器 194

一、磁电式速度计 195

二、压电式加速度计 197

三、压电式力传感器 198

四、阻抗头 198

第五节振动的分析方法与仪器 199

一、基于带通滤波器的频谱分析仪 200

二、利用相关滤波的振动分析仪 201

三、跟踪滤波器 202

一、力的测量方法 205

第二节力的测量 205

第9章力和扭矩的测量 205

第一节概述 205

二、测力传感器 206

第三节切削力的测量 209

一、几种典型的测力仪 209

二、切削测力仪的定标 212

第四节扭矩的测量 216

一、平衡力扭矩测量法 216

二、电阻应变扭矩测量法 216

三、光电式相位位移扭矩测量法 217

四、压磁式扭矩测量法 217

第二节压力的测量 218

一、弹性压力敏感元件 218

第一节概述 218

第10章压力和流量的测量 218

二、常用压力传感器 220

第三节流量的测量 222

一、转子流量计 222

二、差压式流量计 223

三、靶式流量计 225

四、涡轮流量计 226

五、容积式流量计 227

第11章温度的测量 229

第一节概述 229

第二节常用的温度测量方法 229

二、测温方法的选择 230

一、测温方法分类 230

第三节常用的测温传感器 231

一、热膨胀式温度计 231

二、电阻温度计 233

三、热电偶温度计 234

四、辐射式温度计 239

第12章机电工程中常用的信号分析设备和技术 240

第一节概述 240

第二节频谱分析仪 240

一、模拟式频谱分析仪 240

二、数字式频谱分析仪 244

一、数字信号处理系统 245

第三节数字信号处理系统 245

二、信号分析中基本参数的选择 248

第四节机电设备故障诊断技术 249

一、信号的测取 249

二、信息的提取 250

三、谱分析在设备故障诊断中的应用举例 250

四、时频分析在柴油机故障诊断中的应用举例 253

五、小波分析在机电液系统故障诊断中的应用举例 260

第五节声信号的测量和分析技术 265

一、声信号的几个基本物理量 265

二、噪声的主观评价参数 268

三、声源识别中的信号分析 272

参考文献 281