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第1章 测试系统分析 1

1.1 信号分类与描述 1

1.1.1 信号分类 1

1.1.2 信号的描述 2

1.2 测试系统的基本特性 10

1.2.1 测试系统的静态特性 10

1.2.2 测试系统的动态特性 12

1.2.3 测试系统实现不失真测试的条件 16

1.2.4 测试系统特性参数的测定 19

第2章 传感器原理 24

2.1 传感器的基本概念 24

2.1.1 传感器定义 24

2.1.2 传感器的组成 24

2.1.3 传感器的分类 25

2.1.4 传感器的性能要求 25

2.1.5 传感器的发展趋势 25

2.2 电阻式传感器 26

2.2.1 电阻应变式传感器 26

2.2.2 压阻式传感器 28

2.2.3 应变式传感器的应用 29

2.2.4 变阻器式传感器 35

2.3 电容式传感器 37

2.3.1 电容式传感器的工作原理 37

2.3.2 结构类型 37

2.3.3 应用举例 39

2.4 电感式传感器 43

2.4.1 变磁阻式传感器 43

2.4.2 差动变间隙式电感传感器 44

2.4.3 差动变压器式传感器 45

2.4.4 电涡流式传感器 48

2.5 压电式传感器 51

2.5.1 压电效应 51

2.5.2 压电式传感器 52

2.5.3 测量电路 53

2.5.4 压电式传感器应用 54

2.6 磁电式传感器 55

2.6.1 变换原理 55

2.6.2 动圈式传感器 55

2.6.3 磁阻式传感器 56

2.7 光电式传感器 57

2.7.1 光电效应 57

2.7.2 光电器件 58

2.7.3 光电式传感器的应用 61

2.8 热电式传感器 63

2.8.1 热电偶 63

2.8.2 热电阻 67

2.9 传感器选用原则 70

第3章 信号的转换与调理 73

3.1 电桥 73

3.1.1 直流电桥 73

3.1.2 交流电桥 75

3.2 调制 76

3.2.1 幅值调制 76

3.2.2 频率调制 78

3.3 滤波 80

3.3.1 滤波器分类 80

3.3.2 理想滤波器 81

3.3.3 实际滤波器 82

3.3.4 模拟滤波器的应用 87

3.4 模拟信号与数字信号转换 89

3.4.1 转换器的分类 89

3.4.2 转换器的主要技术指标 89

3.4.3 逐次逼近式转换器 93

3.4.4 双斜积分式转换器 93

3.4.5 单片集成转换器 94

第4章 测试结果的分析与处理 97

4.1 测量误差的基本概念 97

4.1.1 误差的分类 97

4.1.2 测量结果的评价 98

4.2 确定性信号的分析与处理 98

4.2.1 确定性信号的时域分析 98

4.2.2 互相关技术的工程应用 101

4.3 信号的频域分析 103

4.4 随机信号的处理与分析 104

4.4.1 随机过程的概念及分类 104

4.4.2 随机过程 104

4.4.3 概率密度函数 106

第5章 计算机测试技术 107

5.1 计算机测试系统的组成 107

5.1.1 多路模拟开关 107

5.1.2 A/D转换与D/A转换 108

5.1.3 采样保持 109

5.2 总线技术 110

5.3 采样频率的选择 110

5.3.1 采样信号的频谱 110

5.3.2 采样定理 112

5.4 虚拟仪器技术简介 112

5.4.1 虚拟仪器概述 112

5.4.2 虚拟仪器的组成 113

5.4.3 虚拟仪器开发系统介绍 115

5.4.4 虚拟仪器典型单元模块 116

第6章 测试与传感器技术在农业工程中的应用 118

6.1 土壤参数测量 118

6.1.1 土壤水分测量 118

6.1.2 土壤pH值测量 119

6.2 产量的测量 120

6.2.1 谷物产量测量 120

6.2.2 棉花产量测量 122

6.3 农机具受力测量 124

6.3.1 测力原理 124

6.3.2 测力装置 125

6.3.3 数据采集硬件部分 126

6.3.4 测试系统的软件部分 126

6.4 播种机漏播检测 127

6.4.1 检测系统的硬件部分 128

6.4.2 检测系统的软件部分 129

附录 131

附录A 实验指导书 131

附录B 实验项目涉及的主要仪器设备简介 173

参考文献 177