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绪论 1

第一章 信号及其描述 1

1-1 信号的分类 1

一、确定性信号 1

二、非确定性信号 2

1-2 周期信号 3

一、周期信号 3

二、付里叶级数和周期信号的分解 4

1-3 非周期信号 11

一、非周期信号和付里叶积分 13

二、付里叶变换的特性 17

1-4 确定性信号的描述 26

1-5 随机信号 27

一、随机过程的一般关系 27

二、各态历经过程 29

第二章 测量装置的基本特性 32

2-1 测量概述 32

一、测量误差 33

二、选择测量装置应当考虑的一此因素 34

2-2 测量装置的基本特性 37

一、线性系统 37

二、测量装置的静态特性 38

三、测量装置的动态特性 40

2-3 常见测量装置的动态特性 52

一、相似系统 52

二、常见测量装置的频率响应 53

三、常见测量装置的瞬态响应 56

四、H（jω）、τ、ωn和D的影响 62

2-4 测量装置特性参数测定简介 64

第三章 常用传感器的变换原理 69

3-1 传感器的分类和性能要求 70

一、分类 70

二、传感器应具有的性能 73

3-2 电阻式传感器 73

一、电位器式传感器 73

二、电阻应变式传感器 78

三、热电阻式传感器 90

3-3 电感式传感器 99

一、可变磁阻式传感器 99

二、涡流式电感传感器 103

三、差动变压器式电感传感器 106

3-4 电容式传感器 109

一、极距变化型 109

二、面积变化型 111

3-5 压磁式传感器 113

3-6 压电式传感器 115

3-7 热电式传感器 120

一、热电效应 120

二、接触电势 121

三、同一导体中的温差电势 122

3-8 磁电式传感器 124

3-9 光电式传感器 126

一、外光电效应及光电管 126

二、内光电效应及光导管 128

三、光生伏打效应及光敏晶体管 130

四、光电式传感器及其应用 131

第四章 测量装置的一些中间变换器 134

4-1 电桥 134

一、直流电桥 135

二、交流电桥 139

三、变压器电桥 142

四、平衡电桥 143

4-2 滤波器 144

一、理想滤波器 144

二、实际滤波器 145

4-3 放大器 156

4-4 调制与解调 159

一、电桥调幅与相敏检波 160

二、谐振调频器与鉴频器 164

4-5 模拟数字转换器 167

一、概述 167

二、A/D和D/A转换器的基本技术指标 168

三、D/A转换器 172

四、A/D转换器 176

第五章 示波器与记录器 182

5-1 阴极射线示波器 182

一、示波器放大器 184

二、锯齿波振荡器或时基发生器 185

三、同步 187

四、亮度或Z轴变换 188

五、外部水平输入 188

5-2 显示记录仪器 189

一、电位计式记录仪 189

二、检流计式记录仪 189

5-3 磁带记录器 200

一、工作原理 200

二、记录方式 204

三、走带速度 206

第六章 信号分析 207

6-1 相关分析及其应用 208

一、相关 208

二、自相关函数 210

三、互相关函数 214

四、自相关、互相关函数的测量与估计 220

6-2 功率谱分析及其应用 221

一、自功率谱密度函数 221

二、互谱密度函数 227

6-3 数字信号处理 233

一、数字信号处理的基本步骤 233

二、量化和量化误差 235

三、采样、混叠和采样定理 235

四、截断、泄漏和窗函数 239

五、离散付里叶变换及其快速算法 241

六、离散的谱密度估算 243

七、应用举例 248

第七章 位移测量 251

7-1 常用的位移传感器 251

一、电阻式位移传感器 254

二、电阻应变式位移传感器 255

三、电感式位移传感器 256

四、电容式位移传感器 260

五、旋转变压器式角位移传感器 261

六、微动同步器式角位移传感器 264

七、光栅式数字位移传感器 265

7-2 位移测量应用实例 272

一、回转轴误差运动的测量 272

二、运动部件移动不均匀性的测量 281

三、物位的测量 284

第八章 振动的测试 286

8-1 概述 288

一、旋转机械的动平衡 288

二、机床频率响应测试 290

8-2 单自由度系统的受迫振动 292

一、由作用在质量上的力所引起的受迫振动 293

二、由基础运动所引起的受迫振动 294

8-3 振动的激励 297

一、稳态正弦激振 297

二、随机激振 298

三、瞬态激振 299

8-4 激振器 302

一、电动式激振器 302

二、电磁式激振器 304

三、电液式激振器 306

8-5 振动的测量方法及测振传感器 307

一、磁电式速度计 309

二、压电式加速度计 311

三、伺服式加速度计 314

四、阻抗头 316

五、测振仪器的合理选择 317

8-6 振动的分析方法与仪器 318

一、基于带通滤波器的频谱分析仪 319

二、用相关滤波的振动分析仪 321

三、跟踪滤波 323

四、数字信号处理方法 326

8-7 机械系统振动参数的估计 327

一、自由振动法 327

二、共振法 328

第九章 应变和力的测量 331

9-1 应变仪 331

一、应变仪的组成 332

二、应变片的布置和接桥方法 333

三、在平面应力状态下测定主应力 335

四、提高应变测量精确度的措施 336

五、测点的选择 338

9-2 常用测力传感器的结构 339

一、电阻应变式 339

二、差动变压器式 341

三、电容式 341

四、测力传感器的定度 342

9-3 多向测力传感器 347

一、电阻应变式 347

二、压电式 350

第十章 噪声的测量 351

10-1 基本概念 351

一、噪声的物理置度 351

二、噪声的主观评价 354

10-2 噪声测量常用仪器 361

一、传声器 361

二、声级计 368

三、声级计的校准 369

10-3 噪声测量中的若干问题 373

一、一般的现场测量 373

二、声功率测量 375

三、声压相加 376

第十一章 温度的测量 379

11-1 温度标准及基本测置方法 379

一、温标 379

二、测温法分类 380

11-2 接触式测温方法 383

一、接触式测温仪器 383

二、接触式测温误差分析 393

11-3非接触式测温方法 397

一、热辐射的基本概念 397

二、热辐射的基本定律 399

三、辐射温度计 402

四、红外测温 403

11-4 切削温度的测量 406

一、测量切削温度的方法 406

二、用热电偶测温时的寄生热电势 411

三、用热电偶法测定切削温度时的定度 413