目录 1
绪言 1
第一章信号分析 3
§1-1周期信号 4
一、傅里叶级数和周期信号的分解 4
二、周期信号的均方值、均方根值、平均功率和相关函数 8
§1-2非周期信号 10
一、非周期信号和傅里叶积分 10
二、傅里叶变换的若干特性 12
三、非周期函数的能量谱密度和相关函数 13
§1-3随机信号 15
一、随机过程的一般关系 15
二、各态历经过程 16
1．平均值、均方值、均方根值和方差值（16）2．概率密度函数（17）3．自相关函数和功率谱密度函数 18
4．互相关函数和互谱密度函数 19
第二章测量装置的基本特性 20
§2-1测量概述 20
一、测量误差 20
二、选择测量装置应当考虑的一些因素 21
§2-2测量装置的基本特性 22
一、线性系统 22
二、测量装置的静态特性 23
1．直线性（23）2．灵敏度（24）3．滞后量 24
三、测量装置的动态特性 24
1．传递函数和频率响应（25）2．脉冲响应函数（27）3．正弦输入时的频率响应 29
§2-3常见测量装置的动态特性 30
一、相似系统 30
二、常见测量装置的频率响应 31
三、常见测量装置的瞬态响应 32
四、频率响应、时间常数、固有频率和阻尼率的影响 35
§2-4测量装置特性参数测定的简介 37
第三章常用传感器的变换原理 40
§3-1传感器的分类和性能要求 40
一、分类 40
二、传感器应具有的性能 42
§3-2电阻式传感器 43
一、变阻器式传感器 43
二、电阻应变式传感器 44
1．金属丝电阻应变片（44）2．半导体应变片 46
§3-3电感式传感器 47
一、可变磁阻式传感器 48
二、涡流式电感传感器 49
三、差动变压器式电感传感器 51
一、极距变化型 52
§3-4电容式传感器 52
二、面积变化型 53
§3-5压磁式传感器 54
§3-6压电式传感器 55
§3-7霍尔效应传感器 57
一、基本原理 58
二、霍尔效应传感器 59
§3-8磁阻效应传感器 59
§3-9热电效应 60
一、接触电势 61
二、同一导体中的温差电势 61
§3-10光电式传感器 62
一、外光电效应及光电管 62
二、内光电效应及光导管 63
四、光电式传感器及其应用 64
三、光生伏打效应及光敏晶体管 64
1．模拟式光电传感器（65）2．数字式光电传感器 66
第四章测量装置的一些中间变换器 67
§4-1电桥 67
一、直流电桥 67
二、交流电桥 68
三、变压器电桥 71
四、平衡电桥 71
§4-2滤波器 72
一、理想滤波器 72
二、实际滤波器 73
1．RC滤波器（73）2．实际滤波器的主要类型 74
§4-3放大器 78
一、信号源和放大器的阻抗组合的影响 79
二、放大器及其负载的阻抗匹配 81
1．阻抗Zg和Zi均为电阻（80）2．Zg为电阻、Zi为复数阻抗（80）3．Zg为容抗、Zi为复数阻抗 81
§4-4调制与解调 82
一、电桥调幅与相敏检波 82
二、谐振调频器与鉴频器 83
§4-5模拟－数字转换器 87
一、模－数转换原理 88
二、模－数转换器 89
1．跟踪比较式（89）2．双积分式 89
三、数－模转换器 90
第五章记录仪器 92
§5-1光线示波器 92
一、光线示波器工作原理 92
二、振动子特性 92
1．振动子的力学模型（93）2．静态特性（93）3．动态特性（93）4．振动子的阻尼（96）5．电流灵敏度 96
6．振动子类型（97）7．振动子的选用 99
§5-2笔式记录仪 100
一、检流计式笔录仪 100
二、伺服记录仪 101
§5-3磁带记录器 102
一、磁带记录器的构成及其工作原理 102
二、磁带记录器的类型 104
1．模拟记录方式（104）2．数字记录方式 106
三、磁带记录器的应用 106
第六章实验数据的处理和分析 108
§6-1重复测量数据的数字特征 108
一、样本的数字特征 108
二、总体数字特征的估计和测量结果的表达 109
§6-2实验数据表示法 111
一、回归方程——经验公式 111
1．线性相关和相关系数（111）2．线性回归方程的确定（112）3．回归方程的精度 114
二、图示法 116
§6-3时间序列概述 116
§6-4时间序列的平均值和均方值 117
§6-5数据的滤波 118
§6-6时间序列的相关分析 120
§6-7时间序列的功率谱密度分析 122
一、功率谱密度的三种定义 122
二、功率谱密度的估计和误差 123
§6-8互谱密度函数、相干函数和频率响应函数 126
一、互谱密度函数 126
二、相干函数 127
三、频率响应函数 128
§6-9采样和频混 129
§6-10泄漏和窗函数 131
§7-1常用的位移传感器 134
一、变阻器式位移传感器 134
第七章位移的测量 134
二、差动变压器式位移传感器 137
三、电容式位移传感器 139
四、同步机和微度同步器 141
§7-2回转误差运动的测量 142
一、回转轴的误差运动 142
二、敏感方向 144
三、测量方法 145
1．打表法（145）2．双向测量法（146）3．单向测量法（148）4．数字式测量法（150）5．在e≠0的条件下，用双向测量法测定回转轴心平均位置和误差运动的问题（150）6．小结 150
四、圆图象的处理和分析 151
五、圆球安装偏心和形状误差影响的消除 152
1．减小安装偏心影响的方法（153）2．圆球形状误差影响的消除 153
第八章机械振动的测量（一）——测振的基本原理和常用仪器 155
§8-1单自由度系统的受迫振动 155
一、由作用在质量上的力所引起的受迫振动 156
二、由基础运动所引起的受迫振动 158
§8-2拾振器和阻抗头 160
一、惯性式拾振器的力学模型 160
二、加速度计 163
1．压电式加速度计的结构（163）2．压电式加速度计的特性及其使用（164）3．其他型式的加速度计 168
三、磁电式速度拾振器 168
四、伺服式加速度计 169
五、阻抗头 172
§8-3振动信号处理仪器 172
一、振动计 172
二、频率分析仪 172
1．并联滤波器实时分析仪（173）2．时间压缩式实时分析仪 173
三、快速傅里叶分析仪 174
§8-4激振器 175
一、电动式激振器 175
二、电磁激振器 177
三、电液激振器 179
第九章机械振动的测量（二）——机械阻抗的测量和测振装置的校准 180
§9-1机械阻抗的测量 180
一、测量机械阻抗的方法 180
1．测量机械阻抗的基本原理和要求（180）2．激振方法（180）3．几种常用的测量系统 181
二、机械阻抗数据的初步分析 183
1．结构受迫振动的一些现象（183）2．机械阻抗数据分析的方法（184）3．振型的测定 188
§9-2测振装置的校准 188
一、绝对校准法 189
1．激光干涉校准法（189）2．互易校准法 190
二、比较校准法 191
三、机械阻抗测量系统的校准 191
§10-1基本概念 192
一、噪声的物理量度 192
第十章噪声的测量 192
1．声压和声压级（192）2．声强、声强级、声功率和声功率级（192）3．噪声的频谱 193
二、噪声的主观评价 193
1．纯音的响度（193）2．宽带噪声 195
§10-2噪声测量常用仪器 197
一、传声器 197
1．传声器的频率响应（198）2．常用的传声器 198
二、声级计 201
三、声级计的校准 201
1．活塞发声器校准法（202）2．扬声器校准法（203）3．静电激振器校准法（203）4．互易校准法 203
5．置换法 204
§10-3噪声测量中的若干问题 204
一、一般的现场测量 204
二、声功率测量 205
三、声压相加 205
二、力的测量方法 207
一、力的单位、与力有关的其他物理量 207
第十一章力的测量 207
§11-1力的基本测量方法及测力传感器 207
三、测力传感器 208
1．弹性式（208）2．电阻应变式（208）3．差动变压器式（210）4．电容式（210）5．压磁式 211
6．光电式 211
四、测力传感器的定标 212
1．静态定标——灵敏度和定标曲线的测定（212）2．动态定标 213
§11-2切削力的测定 215
一、切削测力仪应具备的性能 215
1．灵敏度（216）2．直线性（216）3．稳定性（216）4．静刚度（216）5．互干扰度（216）6．频率响应特性（216）7．结构简单（216）8．体积小（217）9．密封好 217
二、典型的切削测力仪 217
1．车削测力仪（217）2．铣削测力仪（220）3．钻削测力仪（221）4．磨削测力仪（221）5．滚削测力仪 222
6．压电晶体式测力仪 223
三、切削测力仪的定标 223
1．静态定标（223）2．互干扰的修正（224）3．动态定标 225
一、测力系统的一般力学关系 226
§11-3测力仪的动力学问题 226
二、测力仪的动态特性 227
1．测力仪置于刚性基体上（228）2．测力仪置于弹性基体上（230）3．测力仪动态测量误差的消除 230
第十二章温度的测量 232
§12-1温度标准及基本测量方法 232
一、温标 232
二、测温法分类 232
§12-2接触式测温方法 233
一、接触式测温仪器 233
1．热膨胀式温度计（233）2．电阻温度计（234）3．热电温度计 236
二、接触式测温误差分析 239
1．测温过程中热量的传递及温度差（239）2．动态测温误差 239
§12-3非接触式测温方法 242
一、热辐射的基本概念 242
1．绝对黑体模型（243）2．普朗克定律（243）3．斯忒藩－波耳兹曼定律 243
二、热辐射的基本定律 243
三、辐射温度计 245
四、红外测温 245
1．红外探测器（245）2．红外测温仪（246）3．红外热象仪 246
§12-4切削温度的测量 246
一、测量切削温度的方法 247
1．热电偶法（247）2．热辐射法 248
二、用热电偶法测温时的寄生热电势 249
三、用热电偶法测定切削温度时的定标 250
第十三章机械加工表面层结构状态的测量 253
§13-1零件表层加工硬化的测量 253
§13-2金相组织分析方法及扫描电子显微镜在切削加工中的应用 255
一、光学金相显微镜 255
二、透射式电子显微镜 255
三、扫描电子显微镜 256
四、SEM在金属切削研究中的应用 257
§13-3残留应力的测定方法及X射线衍射仪 258
一、残留应力及其测定方法 258
二、X射线法测定原理 259
三、X射线衍射仪 260
四、X射线应力测定在工业中的应用 260
§13-4零件表层裂纹的检查方法 261
一、零件表层裂纹检查方法 261
二、超声波探伤仪原理及应用 261
1．超声波探伤原理（261）2．超声波探头（262）3．超声波探伤仪工作原理 263
附录 264
Ⅰ 分贝换算 264
Ⅱ 国际单位制（SI）及其换算 267
参考文献 272