机械工程测试技术 第3版PDF电子书下载

1绪论 1

1.1课程的意义及目的 1

1.1.1本课程的意义 1

1.1.2本课程的目的 2

1.2测试方法的分类与系统组成 4

1.2.1测试方法的分类 4

1.2.2测试系统的组成 5

1.3测试技术的发展 6

1.3.1传感器技术的发展 6

1.3.2计算机测试技术的发展 8

1.4本课程的研究内容 11

思考题与习题 11

2机械测试信号分析 12

2.1信号的表示与分类 12

2.1.1信号的表示 12

2.1.2信号的分类 13

2.2信号的时域分析 14

2.2.1时域信号特征参数 14

2.2.2时域相关分析 15

2.3信号的频谱分析 17

2.3.1周期信号的频谱分析 18

2.3.2非周期信号的频谱分析 22

2.3.3随机信号的频谱分析 27

2.4信号的时频分析 30

2.5机械信号的测量误差与信号预处理 33

2.5.1测量误差及其分类 33

2.5.2信号的预处理 35

思考题与习题 36

3测量系统的基本特性 38

3.1测量系统的静态特性 38

3.2一般测量系统的动态特性 41

3.2.1线性定常系统及其基本特性 41

3.2.2测量系统频率响应函数 43

3.3典型测量系统的动态特性 44

3.3.1理想测量系统的动态特性 44

3.3.2一阶测量系统的动态特性 46

3.3.3二阶测量系统的动态特性 47

3.4动态测量误差及补偿 49

3.4.1测量系统的动态测量误差 49

3.4.2动态测量误差的补偿方法 52

思考题与习题 54

4参数式传感器及其应用 55

4.1电阻式传感器 55

4.1.1电阻应变式传感器 56

4.1.2热电阻式传感器 60

4.1.3电阻式传感器的直流电桥调理技术 62

4.1.4电阻式传感器的应用 66

4.2电感式传感器 68

4.2.1电感式传感器工作原理 68

4.2.2交流信号的调理技术 71

4.2.3电感式传感器的应用 76

4.3电容式传感器 79

4.3.1电容式传感器工作原理 79

4.3.2电容式传感器的应用 82

4.4电涡流传感器 84

4.4.1电涡流传感器工作原理 84

4.4.2电涡流传感器的信号调理 86

4.4.3电涡流传感器的应用 87

思考题与习题 90

5发电式传感器及其应用 91

5.1压电式传感器 91

5.1.1压电效应与压电材料 91

5.1.2压电元件及其等效电路 92

5.1.3压电传感器的调理电路 93

5.1.4压电式传感器的应用 95

5.2磁电式传感器 98

5.2.1磁电式传感器基本原理及测量电路 98

5.2.2磁电式传感器的应用 99

5.3霍尔传感器 101

5.3.1霍尔效应和霍尔传感器 101

5.3.2霍尔元件的测量电路和误差补偿 102

5.3.3霍尔传感器的应用 104

5.4热电偶传感器 105

5.4.1热电偶工作原理 106

5.4.2热电偶基本定律 107

5.4.3热电偶冷端温度补偿 108

5.4.4热电势的测量 109

5.4.5热电偶的分类及应用 110

5.5红外探测器 111

5.5.1红外探测器基本工作原理 112

5.5.2红外线探测器的应用 113

思考题与习题 115

6光电检测技术 117

6.1光电检测器的工作原理与性能比较 117

6.1.1常用光电检测器的工作原理 118

6.1.2光电检测器性能比较 121

6.2典型光电检测方法及系统应用 122

6.2.1光源及其特性 123

6.2.2非相干光电检测方法及应用 124

6.2.3相干光电检测方法及应用 129

6.3固态图像传感器及其应用 131

6.3.1固态图像传感器测量原理 131

6.3.2固态图像传感器的应用 133

6.4光纤传感器测量技术 135

6.4.1光纤传感器基本原理 135

6.4.2光纤传感器的应用 137

思考题与习题 138

7无损检测技术 139

7.1超声波检测技术 139

7.1.1超声波检测技术简介 139

7.1.2超声波无损检测原理 140

7.1.3超声波无损检测的应用 142

7.2工业CT检测技术 143

7.2.1工业CT成像技术简介 143

7.2.2工业CT工作原理 144

7.2.3工业CT检测系统的应用 145

7.3磁粉检测技术 146

7.3.1磁粉检测技术简介 146

7.3.2磁粉检测技术原理 147

7.3.3磁粉检测技术的应用 148

7.4渗透检测技术 149

7.4.1渗透检测技术简介 149

7.4.2渗透检测技术原理 150

7.4.3渗透检测技术的应用 150

7.5其他技术在无损检测中的应用 151

7.5.1电涡流传感器在无损检测中的应用 151

7.5.2霍尔传感器在无损检测中的应用 152

7.5.3红外技术在无损检测中的应用 153

思考题与习题 154

8计算机测试技术 155

8.1数据采集技术 156

8.1.1模拟信号的数字化处理 156

8.1.2数据的采集与保持 158

8.1.3 A-D转换器类型及性能指标 160

8.1.4 A-D通道方案的确定 161

8.2智能仪器 164

8.2.1智能仪器的硬件结构 164

8.2.2智能仪器的软件功能 166

8.2.3智能仪器的自动测量功能 167

8.2.4智能传感器 169

8.3虚拟仪器 170

8.3.1虚拟仪器的概念 170

8.3.2虚拟仪器的体系结构 171

8.3.3虚拟仪器软件的开发环境 173

8.3.4虚拟仪器设计举例 175

8.4计算机测试系统设计举例 176

思考题与习题 179

9测试系统设计 180

9.1测试系统设计的基本原则 180

9.1.1测试系统基本架构 180

9.1.2测试系统设计的基本原则及步骤 183

9.2测试系统的精度设计 186

9.2.1测试系统的误差传递 186

9.2.2测试系统的误差分配与校核 188

9.3信号的放大与滤波环节设计 189

9.3.1信号放大环节设计 190

9.3.2信号滤波环节设计 191

9.4测试系统的抗干扰设计 195

9.4.1干扰因素及传播途径 195

9.4.2常用抗干扰技术 196

思考题与习题 199

10典型测试系统设计实例 201

10.1应变测量案例 201

10.1.1应变测量方法简介 201

10.1.2塔式起重机结构强度测试 206

10.2温度测量案例 209

10.2.1温度测量方法简介 209

10.2.2高速机车轴温测试系统 210

10.3位移测量案例 215

10.3.1位移测量方法简介 215

10.3.2润滑油膜厚度光纤测试系统 216

10.4噪声测量案例 221

10.4.1噪声测量方法简介 221

10.4.2汽车悬架减振器异响声分析 226

10.5结构模态分析案例 230

10.5.1模态分析方法简介 230

10.5.2机床模态分析实例 234

10.6旋转机械的网络化监测诊断 237

10.6.1设计任务 237

10.6.2网络化监测诊断系统方案 237

10.6.3传感器组 238

10.6.4 CPCI采集监测单元 240

10.6.5网络数据库 242

10.6.6网络化监测诊断软件平台 242

参考文献 245