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1 绪论 1

1.1 测试技术的地位和作用 1

1.1.1 测试技术的地位 2

1.1.2 测试技术的作用 8

1.2 测试系统的组成及特点 8

1.3 现代测试技术的发展趋势 10

1.4 课程的研究内容和性质 13

2 测试系统分析 15

2.1 信号概述 15

2.1.1 信息与信号 15

2.1.2 信号的分类与描述 16

2.2 测试系统的组成及基本特性 23

2.2.1 测试系统的组成特点 23

2.2.2 测试系统的数学模型 24

2.2.3 测试系统的静态特性 25

2.2.4 测试系统的动态特性 27

2.2.5 测试系统的不失真条件 39

复习与思考题 41

3 传感器原理 42

3.1 传感器的基本概念 42

3.1.1 传感器的定义与组成 42

3.1.2 传感器的分类与要求 42

3.1.3 传感器的基本特性 43

3.2 常用传感器 45

3.2.1 电阻式传感器 45

3.2.2 电感式传感器 51

3.2.3 电容式传感器 54

3.2.4 压电式传感器 56

3.2.5 热电式传感器 58

3.2.6 光电传感器 62

3.2.7 核辐射传感器 64

3.2.8 磁电式传感器 67

3.3 新型传感器 68

3.3.1 光纤传感器 68

3.3.2 智能式传感器 70

3.3.3 生物传感器 71

3.3.4 固态图像传感器 73

3.3.5 湿度传感器 76

3.3.6 红外传感器 79

3.3.7 霍尔传感器 82

3.3.8 超声波传感器 87

3.3.9 工业CT检测技术 91

3.4 传感器应用中的技术问题 93

3.4.1 传感器非线性特性的线性化 93

3.4.2 传感器的选用原则 97

复习与思考题 98

4 非电量基本参数的测试方法 99

4.1 力和转矩的测量 99

4.1.1 常用的布片和接桥方式 99

4.1.2 应变测量中的一些技术问题 103

4.1.3 转矩的测量 104

4.2 位移和厚度测量 105

4.2.1 位移的测量 105

4.2.2 厚度的测量 114

4.3 速度和加速度的测量 118

4.3.1 运动速度的测量 118

4.3.2 加速度的测量 120

4.4 振动的测量 124

4.4.1 测振用传感器 124

4.4.2 测振用放大器 125

4.4.3 振动测量 126

4.5 转速的测量 129

4.5.1 机械式转速计 129

4.5.2 电磁式转速仪 131

4.5.3 光电式转速仪 131

4.5.4 测速发电机转速仪 132

4.5.5 霍尔效应式转速测量 132

4.5.6 闪光频率式测速仪 133

4.6 噪声的测量 135

4.6.1 噪声度量与评价的基本参数 135

4.6.2 噪声测试仪器——声级计 139

4.6.3 噪声测试的基本方法 141

4.7 压力的测量 144

4.7.1 压力测量概述 144

4.7.2 压力测量仪表 144

4.8 温度的测量 149

4.8.1 热电阻测温系统 151

4.8.2 热电偶测温系统 153

4.8.3 非接触式测温系统 155

4.9 湿度的测量 157

4.9.1 湿度及其测量原理 157

4.9.2 相对湿度的测量 159

4.9.3 绝对湿度的测量 160

4.10 流量的测量 161

4.10.1 概述 161

4.10.2 差压式流量计 161

4.10.3 转子流量计 165

4.10.4 电磁流量计 165

4.10.5 超声波流量计 167

复习与思考题 167

5 测试信号的处理 168

5.1 传感器变换电路 168

5.1.1 电桥电路 168

5.1.2 信号放大电路 173

5.2 调制与解调 179

5.2.1 调制与解调概述 179

5.2.2 幅值调制与解调 180

5.2.3 频率调制与解调 184

5.3 滤波原理 187

5.3.1 滤波器分类 188

5.3.2 理想滤波器 189

5.3.3 实际滤波器 190

5.3.4 滤波器的组合应用 198

5.3.5 数字滤波器 201

5.4 模拟和数字转换 202

5.4.1 模拟和数字转换概述 202

5.4.2 数字—模拟（D/A）转换器 203

5.4.3 模拟—数字（A/D）转换器 206

复习与思考题 208

6 测试信号的记录 209

6.1 常用记录仪器 209

6.1.1 记录仪器概述 209

6.1.2 描笔式记录仪 210

6.1.3 光线示波器 212

6.1.4 磁带记录仪 218

6.2 新型记录仪 224

6.2.1 无机械惯性记录系统 224

6.2.2 阵列式记录仪器 225

6.2.3 波形存储式记录仪 228

6.3 计算机在数据记录中的应用 230

6.3.1 信号输入和数据输出通道基本结构 230

6.3.2 采样与保持电路特性参数 232

6.3.3 计算机接口技术 233

6.3.4 输入输出控制方式 237

6.3.5 虚拟仪器测量技术 239

复习与思考题 245

7 测试中干扰的控制 247

7.1 干扰的类型及产生 247

7.2 干扰信号的基本输入方式 248

7.2.1 电容耦合 248

7.2.2 电感性耦合 249

7.2.3 公共阻抗耦合 249

7.2.4 串模干扰 250

7.2.5 共模干扰 250

7.3 常用抗干扰技术 251

7.3.1 正确接地 251

7.3.2 采用电源滤波器、浪涌吸收器、交流稳压器和直流稳压电源 252

7.3.3 隔离和屏蔽 252

7.3.4 加去耦电容 253

7.3.5 正确配线与布线 253

7.3.6 软件滤波 253

复习与思考题 254

8 测试结果的处理与分析 255

8.1 测量误差理论与分析 255

8.1.1 误差的来源与分类 255

8.1.2 误差对测试结果的影响 256

8.1.3 随机误差和系统误差 257

8.1.4 误差的综合与分配 264

8.2 确定性信号的处理与分析 267

8.2.1 静态测量结果的数据处理 267

8.2.2 数字信号处理与分析 272

8.3 随机信号的处理与分析 276

8.3.1 均值、均方值和方差（时域分析） 276

8.3.2 概率密度函数（幅值域分析） 277

8.3.3 相关分析（时延域分析） 278

8.3.4 频谱分析（频域分析） 281

8.3.5 相干函数（凝聚函数） 283

8.3.6 随机数据处理的一般过程 284

复习与思考题 285

参考文献 286