机械量测量与虚拟仪器技术应用PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 机械量测量仪表的构成 1

1.2 机械量测量仪表的分类 2

第2章 力和重量传感器及测量仪表 4

2.1 概述 4

2.1.1 分类和特点 4

2.1.2 技术发展和应用 5

2.1.3 国外称重传感器技术发展特点及快速发展的原因 7

2.2 电阻应变式称重仪表 8

2.2.1 工作原理 8

2.2.2 电阻应变片 9

2.2.3 传感器电桥的温度补偿及参数标准化 10

2.2.4 测量电路 11

2.2.5 电阻应变式称重传感器的技术参数 12

2.2.6 电阻应变式传感器的工程应用 12

2.3 压电式力测量仪表 13

2.3.1 工作原理 13

2.3.2 传感器结构 13

2.3.3 主要技术参数 14

2.3.4 压电式传感器的应用 15

2.4 压磁式测量仪表 16

2.4.1 压磁测力的原理 16

2.4.2 压磁式测力传感器 17

2.4.3 压磁式测力仪表的测量电路 17

2.4.4 主要技术参数 18

2.4.5 压磁式传感器的应用 18

2.5 测力称重仪表的工业应用 20

2.5.1 电子吊车秤 20

2.5.2 电子料斗秤与电子液罐秤 21

2.5.3 轧制力测量仪 23

2.6 物料的连续计量与电子皮带秤 24

2.6.1 工作原理 25

2.6.2 主要技术参数 26

第3章 转矩测量仪表 27

3.1 概述 27

3.1.1 转矩的检测方法 27

3.1.2 分类和特点 27

3.1.3 轴功率的测量 28

3.2 电阻应变式转矩测量仪表 28

3.2.1 工作原理 28

3.2.2 电阻应变式转矩传感器 29

3.2.3 扭矩传感器的安装 30

3.3 磁弹性式转矩测量仪表 32

3.3.1 工作原理 32

3.3.2 结构 33

3.3.3 测量系统 34

3.4 光电式转矩测量仪表 35

3.4.1 工作原理 35

3.4.2 结构 36

3.4.3 主要技术参数 36

3.5 振弦式转矩测量仪表 36

3.5.1 工作原理 37

3.5.2 振弦式转矩传感器 39

3.5.3 转矩和轴功率计算 39

3.5.4 测量电路 40

3.5.5 主要技术参数 41

3.6 相位差式扭矩测量仪表 42

3.6.1 工作原理 43

3.6.2 磁电式扭矩测量仪表 43

3.6.3 光电式扭矩测量仪表 44

3.6.4 测量电路 44

第4章 位移测量仪表 45

4.1 概述 45

4.2 模拟式位移传感器 45

4.2.1 电阻式位移传感器 46

4.2.2 电容式位移测量仪表 50

4.2.3 电感式位移测量仪表 52

4.2.4 电涡流式位移测量仪表 57

4.2.5 光电式位移传感器 65

4.2.6 电荷耦合摄像器件（CCD）式位移测量仪表 74

4.3 数字式位移传感器 78

4.3.1 计量光栅的类型与常用光路 80

4.3.2 缩微计量光栅位移传感器 80

4.3.3 莫尔条纹光栅 85

4.3.4 直光栅 86

4.3.5 感应同步器 86

4.3.6 磁栅式传感器 92

第5章 厚度测量仪表 97

5.1 电感式测厚仪 98

5.2 涡流式测厚仪 100

5.2.1 涡流测厚仪 100

5.2.2 低频涡流测厚仪 102

5.3 电容式测厚仪 103

5.3.1 工作原理 103

5.3.2 主要技术参数 104

5.4 微波测厚仪 104

5.4.1 工作原理 104

5.4.2 主要技术参数 105

5.5 超声波测厚仪 105

5.5.1 超声波测厚的基本原理 105

5.5.2 袖珍数字式超声波测厚仪 107

5.5.3 高准确度超声波测厚仪 108

5.5.4 高温钢板超声波测厚仪 109

5.6 核辐射穿透式厚度计 110

5.6.1 氪厚度计 112

5.6.2 锶厚度计 112

5.6.3 钷厚度计 113

5.6.4 镅厚度计 113

5.6.5 铯厚度计 114

5.7 核辐射反射式厚度计 114

5.7.1 γ射线反射式厚度计 114

5.7.2 β射线反射式厚度计 115

5.7.3 X荧光镀层（或涂层）厚度计 117

5.8 X射线测厚仪 118

5.8.1 单通道X射线测厚仪 119

5.8.2 双通道X射线测厚仪 120

5.9 激光测厚技术 121

5.9.1 三角法激光测厚原理 121

5.9.2 偏转法激光测厚原理 124

第6章 速度测量仪表 126

6.1 离心式转速表 126

6.2 涡流转速表 127

6.3 发电式转速表 128

6.3.1 直流测速发电机 129

6.3.2 空心杯转子异步测速发电机 130

6.4 频闪式转速表 131

6.5 电子数字式转速表 132

6.5.1 磁电式转速表 133

6.5.2 光电式转速表 134

6.6 直流转速和交流转速表 135

6.7 光纤式转速表 136

6.8 霍尔式转速表 137

6.9 多普勒速度计 137

6.10 相关速度计 139

6.10.1 相关测速原理 139

6.10.2 相关线速度计 140

6.10.3 相关转速表 141

第7章 振动测量仪表 143

7.1 概述 143

7.1.1 振动量测量 143

7.1.2 振动测量仪分类和测振系统 144

7.2 振幅测量 146

7.2.1 机械式测振仪 146

7.2.2 电容式测振仪 148

7.2.3 涡流式测振仪 150

7.2.4 测量振幅的其他方法 152

7.3 振动加速度测量 153

7.3.1 电阻应变式加速度计 153

7.3.2 压电式加速度计 154

7.3.3 其他加速度计 157

7.4 振动速度测量 159

7.4.1 磁电式速度传感器 159

7.4.2 振动速度的其他测量方法 162

7.5 振动传感器的校准 162

7.5.1 比较校准法 162

7.5.2 绝对校准法 163

第8章 频谱分析仪 165

8.1 概述 165

8.1.1 频谱分析及应用 165

8.1.2 频谱分析测量系统 165

8.1.3 频谱分析仪的分类 166

8.2 带通滤波器 166

8.2.1 理想滤波器 166

8.2.2 带通滤波器的特性 166

8.3 几种典型的频谱分析仪 168

8.3.1 等对数带宽频谱分析仪 168

8.3.2 恒定百分比带宽频谱分析仪 170

8.3.3 恒定带宽频谱分析仪 171

8.3.4 并联滤波型实时频谱分析仪 173

8.3.5 时间压缩型实时分析仪 175

8.3.6 FFT分析系统 177

8.3.7 B＆K频谱和系统分析仪 178

第9章 虚拟仪器技术 180

9.1 虚拟仪器概述 180

9.1.1 虚拟仪器的概念 180

9.1.2 虚拟仪器的系统构成 181

9.1.3 虚拟仪器的特点 183

9.1.4 虚拟仪器的演变与发展 184

9.2 LabVIEW概述 187

9.2.1 LabVIEW特点 188

9.2.2 LabVIEW的应用领域 189

第10章 测试信号处理 191

10.1 噪声与干扰 191

10.1.1 干扰类型 191

10.1.2 干扰的耦合方式 193

10.1.3 干扰来源 194

10.1.4 常见的抗干扰措施 196

10.2 信号放大 206

10.2.1 放大电路分类 206

10.2.2 放大原理 207

10.2.3 放大器选型或设计的主要依据 207

10.3 加窗处理 208

10.3.1 常用窗函数 209

10.3.2 窗函数的选用原则 211

10.4 滤波 213

10.4.1 滤波器分类 214

10.4.2 理想滤波器 216

10.4.3 滤波器性能 218

10.4.4 滤波器选用原则 220

10.5 消除零点误差及零漂 221

10.5.1 消除零点误差意义 221

10.5.2 硬件消除法 222

10.5.3 软件补偿法 222

10.6 信号同步 224

10.6.1 同步的缘由 224

10.6.2 同步的方式 226

10.7 信号波形的恢复与显示 228

10.7.1 采样波形正常恢复的条件 228

10.7.2 内插显示技术 231

10.8 调制与解调 236

10.8.1 调制分类 236

10.8.2 幅值调制与解调 238

10.8.3 频率调制与解调 239

第11章 虚拟仪器技术在滚动轴承振动测量中的应用 241

11.1 滚动轴承的振动特性 241

11.1.1 滚动轴承的振动类型 241

11.1.2 滚动轴承的振动机理 241

11.1.3 滚动轴承振动信号的频率特征 247

11.2 滚动轴承的失效机理 252

11.2.1 轴承的失效形式 252

11.2.2 滚动轴承的故障诊断 256

11.2.3 滚动轴承故障诊断方法 260

11.3 基于虚拟仪器技术的滚动轴承振动速度测振仪 268

11.3.1 SHU型滚动轴承振动速度测振仪系统结构 268

11.3.2 振动测试系统的配置 270

11.3.3 滚动轴承振动数据的采集 276

11.3.4 信号分析技术 282

11.3.5 软件系统结构 283

11.3.6 实验验证 287

参考文献 294