机械工程测试技术 第2版PDF电子书下载

上篇　测试基础 2

1　绪论 2

1.1　课程的意义及目的 2

1.1.1　本课程的意义 2

1.1.2　本课程的目的 3

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 4

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 7

1.4　本课程的研究内容 9

思考题与习题 10

2　机械测试信号分析 11

2.1　信号的表示与分类 11

2.1.1　信号的表示 11

2.1.2　信号的分类 11

2.2　信号的时域分析 12

2.2.1　时域信号特征参数 13

2.2.2　时域相关分析 13

2.3　信号的频谱分析 14

2.3.1　周期信号的频谱分析 14

2.3.2　非周期信号的频谱分析 18

2.3.3　随机信号的频谱分析 20

2.4　时频分析 22

2.4.1　短时傅里叶变换 22

2.4.2　小波变换 24

2.5　机械信号的检验与预处理 27

2.5.1　信号的检验 27

2.5.2　信号的预处理 28

思考题与习题 28

3　测量系统的基本特性 30

3.1　测量系统的数学描述 30

3.2　线性定常系统基本特性 32

3.3　测量系统的静态特性 33

3.4　测量系统的动态特性 36

3.4.1　频率响应函数 36

3.4.2　理想测量系统的特性 37

3.4.3　一阶测量系统的特性 38

3.4.4　二阶测量系统的特性 40

3.5　动态测量误差及补偿 41

3.5.1　系统的动态测量误差 41

3.5.2　动态测量误差的补偿方法 44

思考题与习题 45

4　参数式传感器及其应用 47

4.1　电阻式传感器 47

4.1.1　电阻应变式传感器 47

4.1.2　热电阻式传感器 50

4.1.3　电位计式电阻传感器 54

4.1.4　电阻式传感器的应用 54

4.2　电容式传感器 57

4.2.1　电容式传感器工作原理 57

4.2.2　电容式传感器的应用 59

4.3　电感式传感器 61

4.3.1　电感式传感器工作原理 61

4.2　电感式传感器的应用 65

思考题与习题 67

5　发电式传感器及其应用 68

5.1　压电式传感器 68

5.1.1　压电式传感器基本原理 68

5.1.2　压电式传感器的应用 69

5.2　磁电式传感器 71

5.2.1　磁电式传感器基本工作原理 71

5.2.2　磁电式传感器的应用 72

5.3　光电式传感器 74

5.3.1　光电式传感器基本工作原理 74

5.3.2　光电式传感器的应用 75

5.4　固态图像传感器 77

5.4.1　固态图像传感器基本原理 77

5.4.2　固态图像传感器的工程应用 79

5.5　霍尔传感器 80

5.5.1　霍尔传感器基本工作原理 80

5.5.2　霍尔传感器的应用 81

5.6　热电偶传感器 83

5.6.1　热电偶传感器原理 83

5.6.2　热电偶的分类 84

5.7　红外探测器 85

5.7.1　红外探测器基本工作原理 85

5.7.2　红外探测器的应用 87

思考题与习题 88

6　信号的调理 90

6.1　电桥 90

6.1.1　直流电桥 90

6.1.2　交流电桥 93

6.2　信号的调制和解调 94

6.2.1　幅值调制和解调 95

6.2.2　频率调制和解调 96

6.3　信号的放大 98

6.3.1　运算放大器 98

6.3.2　测量放大器 99

6.3.3　可编程增益放大器 99

6.3.4　隔离放大器 100

6.3.5　电荷放大器 100

6.4　信号的滤波 101

6.4.1　滤波器的分类及幅频特性 101

6.4.2　滤波器的特性参数 102

6.4.3　典型的滤波电路 103

思考题与习题 105

下篇 测试系统设计及实用测试技术 105

7　测试系统设计 108

7.1　测试系统设计的基本原则 108

7.2　测试系统设计的一般步骤 108

7.3　测试系统抗干扰设计 110

7.3.1　干扰因素 110

7.3.2　干扰的传播途径 110

7.3.3　抗干扰技术 111

7.4　测试系统精度分配 112

7.4.1　表征测量结果质量的指标 112

7.4.2　不确定度的评定 112

7.4.3　直接测量结果的误差估计 114

7.4.4　间接测量结果的误差估计 114

7.4.5　误差分配与测量方案的选择 115

思考题与习题 116

8　计算机测试技术 117

8.1　概述 117

8.2　数据采集技术 118

8.2.1　模拟信号的数字化处理 118

8.2.2　数据的采集与保持 119

8.2.3　模数转换技术 121

8.2.4　A/D通道方案的确定 122

8.3　智能仪器系统 125

8.3.1　概述 125

8.3.2　智能仪器的硬件结构 126

8.3.3　智能仪器的软件功能 127

8.3.4　智能仪器的自动测量功能 128

8.3.5　计算机测试系统设计举例 130

8.4　虚拟仪器 132

8.4.1　虚拟仪器的概念 132

8.4.2　虚拟仪器的体系结构 133

8.4.3　虚拟仪器的开发环境 135

8.4.4　虚拟仪器设计举例 137

思考题与习题 138

9　其他测试技术 139

9.1　激光测量技术 139

9.1.1　激光测长仪 139

9.1.2　激光干涉测振仪 140

9.1.3　激光测速仪 140

9.2　光纤传感器测量技术 141

9.2.1　光纤传感器基本原理 141

9.2.2　光纤传感器的应用 143

9.3　超声波检测技术 144

9.3.1　超声波简介 144

9.3.2　超声波测距技术 145

9.3.3　超声波无损检测技术 146

9.4　工业CT检测技术 147

9.4.1　CT成像技术介绍 147

9.4.2　理论基础 148

9.4.3　工业CT检测系统的组成 148

9.4.4　工业CT检测系统的应用 150

思考题与习题 150

10　典型测试系统设计实例 151

10.1　塔式起重机结构强度测试 151

10.1.1　测试任务 151

10.1.2　测试方案 152

10.1.3　数据处理与结果分析 154

10.1.4　测试系统分析 154

10.2　无心磨削的工件棱圆度精密检测 155

10.2.1　测试任务 155

10.2.2　测试方案 155

10.2.3　传感器选择 156

10.2.4　信号处理方法的选择 157

10.2.5　测试系统的设计与分析 158

10.3　高速机车轴温测试系统 158

10.3.1　测试任务 158

10.3.2　测试方案的选择 159

10.3.3　测试系统的硬件和软件设计 161

10.3.4　测试系统的可靠性与抗干扰设计 162

10.3.5　测试系统的应用效果 163

10.4　润滑油膜厚度检测 163

10.4.1　测试任务 163

10.4.2　测试方案 164

10.4.3　光纤位移传感器设计 164

10.4.4　后续测量系统的设计 166

10.4.5　测试系统分析 167

10.5　缝纫机噪声源测试分析 167

10.5.1　测试任务 167

10.5.2　噪声测量基础 167

10.5.3　缝纫机噪声源测试方案 168

10.5.4　缝纫机噪声与振动测量仪器及方法 169

10.5.5　缝纫机噪声与振动测量结果及分析 170

10.5.6　缝纫机噪声测试系统分析 173

10.6　旋转机械故障监测诊断网络化系统 174

10.6.1　设计任务 174

10.6.2　网络化监测诊断系统方案 175

10.6.3　CPCI采集监测单元 175

10.6.4　网络数据库 179

10.6.5　网络化监测诊断软件平台 180

思考题与习题 184

参考文献 185