上篇测试技术基础 3
第1章绪论 3
1.1测试技术概述 3
1.1.1测试技术的发展与重要性 3
1.1.2测试系统的一般组成 5
1.1.3测试技术的发展趋势 6
1.1.4课程的主要内容与学习方法 7
1.2测量的基础知识 8
1.2.1测量的基本概念与方法 8
1.2.2测量误差的定义及分类 10
1.2.3不确定度评定的基本知识 14
1.3思考题与习题 16
第2章信号分析与处理基础 17
2.1信号与测试系统 18
2.2信号的分类与其描述 19
2.2.1信号的分类 19
2.2.2信号描述方法 21
2.3周期信号的频谱—傅里叶级数 22
2.3.1周期信号的三角函数展开式与离散频谱 22
2.3.2周期信号的复指数展开式 24
2.3.3周期信号的功率 25
2.4非周期信号的频谱—傅里叶变换 26
2.4.1傅里叶变换与连续频谱 26
2.4.2能量谱 28
2.4.3傅里叶变换的性质 29
2.4.4典型信号的频谱 33
2.5随机信号分析 36
2.5.1概述 36
2.5.2随机信号的统计分析 37
2.5.3相关分析及其应用 39
2.5.4功率谱分析及应用 45
2.6数字信号处理 49
2.6.1概述 49
2.6.2信号数字化出现的问题 49
2.6.3离散傅里叶变换DFT 53
2.7现代信号处理 55
2.8思考题与习题 56
第3章测试系统特性分析 59
3.1概述 60
3.2测试系统的静态特性 60
3.2.1静态标定 60
3.2.2静态特性指标 61
3.3测试系统的动态特性 64
3.3.1动态参数测试的特殊性 64
3.3.2测试系统动态特性的分析方法及指标 65
3.3.3测试系统的数学描述 66
3.3.4测试系统的传递函数 67
3.3.5测试系统的频率响应函数 68
3.3.6一阶系统、二阶系统的动态特性 70
3.3.7测试系统对典型激励的响应 75
3.3.8系统时域和频域响应的求解 79
3.4测试系统动态参数的测定 81
3.4.1一阶系统动态特性参数的测定 82
3.4.2二阶系统动态特性参数测定 83
3.5实现无失真测试的条件 85
3.6测试系统的负载效应 87
3.7测试系统的抗干扰 89
3.7.1测试装置的干扰源 89
3.7.2供电系统干扰及其抗干扰 89
3.7.3信道通道的干扰及其抗干扰 90
3.7.4接地设计 90
3.8思考题与习题 92
第4章敏感元件与传感器技术 93
4.1概述 94
4.1.1传感器与传感器技术 94
4.1.2传感器与传感器技术的发展历史与发展趋势 94
4.2电阻应变式传感器 95
4.2.1电阻应变效应 95
4.2.2金属电阻应变片 96
4.2.3半导体应变片 97
4.2.4电阻应变传感器应用实例 98
4.3电感式传感器 99
4.3.1自感型传感器 99
4.3.2互感型传感器 102
4.3.3传感器实例 103
4.4电容式传感器 104
4.4.1工作原理与类型 104
4.4.2测量电路 107
4.4.3电容式传感器实例 107
4.5压电式传感器 108
4.5.1压电效应 108
4.5.2压电材料 108
4.5.3压电传感器的等效电路 111
4.5.4测试电路 112
4.6磁电式传感器 112
4.6.1动圈式磁电传感器 112
4.6.2磁阻式磁电传感器 113
4.6.3传感器实例 114
4.7光电式传感器 114
4.7.1光电效应 114
4.7.2光敏电阻 115
4.7.3光电池 116
4.7.4光敏晶体管 117
4.7.5光电管 119
4.7.6光电倍增管 120
4.8热电式传感器 120
4.8.1热电偶 120
4.8.2热电阻 124
4.9气敏传感器 126
4.10固态图像传感器 127
4.11霍尔传感器 127
4.11.1工作原理 127
4.11.2霍尔传感器实例 128
4.12微型传感器 129
4.12.1MEMS技术与微型传感器 129
4.12.2压阻式微型传感器 129
4.12.3电容式微型传感器 130
4.12.4电感式微型传感器 131
4.12.5微型传感器例 132
4.13传感器的选用原则 132
4.14思考题与习题 133
第5章信号调理及记录仪器 135
5.1信号放大电路 136
5.1.1运算放大器 136
5.1.2仪器放大器 139
5.1.3实际运算放大器存在的问题 139
5.2调制与解调 140
5.2.1调制与解调 140
5.2.2幅值调制与解调 140
5.2.3频率调制与解调 143
5.3滤波 144
5.3.1概述 144
5.3.2滤波器性能分析 145
5.3.3一阶无源滤波器 148
5.3.4有源滤波器 150
5.3.5开关电容滤波器 153
5.4电桥 154
5.4.1直流电桥 155
5.4.2交流电桥 156
5.5显示与记录仪器 158
5.5.1模拟显示 158
5.5.2数字显示 158
5.5.3磁记录 159
5.5.4光盘式记录 159
5.6思考题与习题 160
第6章计算机测试技术 161
6.1概述 162
6.2计算机测试系统 162
6.2.1数据的采集与保持 162
6.2.2模／数与数／模转换技术 163
6.2.3A/D与D/A通道设计 164
6.2.4计算机采集与分析系统 164
6.3智能仪表 165
6.3.1概述 165
6.3.2智能仪表的组成 165
6.3.3智能仪表的功能模块 166
6.4虚拟仪器系统 167
6.4.1概述 167
6.4.2LabVIEW虚拟仪器开发系统 169
6.4.3LabVIEW虚拟仪器开发实例 169
6.5思考题与习题 171
下篇测试技术的工程应用 175
第7章力和力矩的测量 175
7.1力的测量原理 176
7.2应力、应变的测量 176
7.2.1应变的测量 176
7.2.2应力的测量 177
7.3力的测量 179
7.3.1应变式力传感器 179
7.3.2应变式压力传感器 180
7.3.3压电式力传感器 180
7.3.4压电式压力传感器 182
7.3.5金属加工切削力的测量 184
7.4扭矩的测量 184
7.4.1应变式扭矩传感器的工作原理 185
7.4.2应变片式扭矩传感器 186
7.4.3磁电式扭矩传感器 187
7.5力测量实例 187
7.5.1塔机结构强度测试概述 187
7.5.2测试方案 188
7.5.3测点布置 189
7.6思考题与习题 190
第8章位移与速度的测量 191
8.1概述 192
8.2位移测量 192
8.2.1电位计式位移传感器 192
8.2.2电涡流位移传感器 193
8.2.3容栅式位移传感器 194
8.2.4互感式位移传感器 195
8.2.5光电式位移传感器 196
8.2.6光纤位移传感器 197
8.2.7超声波测距原理 197
8.3速度测量 198
8.4位移速度测量实例 201
8.5思考题与习题 203
第9章振动与噪声的测量 205
9.1振动测试原理 206
9.2常用的测振传感器 207
9.3振动的激励及激振器 210
9.4振动测试的工程应用 213
9.5噪声测量基础 214
9.5.1噪声的度量 214
9.5.2噪声的主观评价 216
9.6噪声测试传感器与仪器 217
9.6.1传声器 217
9.6.2声级计 218
9.7声强测量与声源辨识 218
9.8声发射测试技术 220
9.8.1概述 220
9.8.2声发射测量传感器 220
9.8.3声发射测量仪器 221
9.9振动测试的工程实例 222
9.10思考题与习题 223
第10章温度的测量 225
10.1概述 226
10.2温度测试方法 226
10.3热电偶 227
10.3.1热电偶的工作原理 227
10.3.2热电偶的分类 228
10.4热电阻 228
10.4.1金属丝热电阻 228
10.4.2热敏电阻 229
10.5热辐射测温 229
10.5.1红外辐射测温仪 230
10.5.2SMART牌AR300红外测温仪简介 231
10.6温度测量的工程实例 232
10.6.1问题的提出 232
10.6.2测试系统的建立与实现 232
10.6&3实际测试时应注意的问题 242
10.7思考题与习题 243
第11章转速与功率的测量 245
11.1转速测量概述 246
11.2常用转速测量方法 246
11.2.1测速发电机 246
11.2.2磁电式传感器测转速 247
11.2.3光电式传感器测转速 247
11.2.4霍尔式转速传感器 248
11.2.5频率计的原理 249
11.2.6闪光测速仪 249
11.2.7机械式转速表 250
11.3功率测量 251
11.3.1功率测量概述 251
11.3.2水力测功机 252
11.3.3电涡流测功机 254
11.3.4电力测功机 256
11.4思考题与习题 260
第12章流体参量的测量 261
12.1压力的测量 262
12.1.1弹性压力敏感元件 262
12.1.2常用压力传感器 263
12.1.3压力测量工程实例 270
12.2流量的测量 271
12.2.1概述 271
12.2.2常用的流量计 272
12.3思考题与习题 283
索引 284
参考文献 285
读者服务表 287