导论 1
0-1 测试技术的功用和测试方法 1
一、测试技术的功用 1
前言 1
二、测量原理和测量方法 2
0-2 测试技术的发展方向 3
一、测试技术朝着高精度、小型化和智能化方向发展 3
二、测试技术朝着研制新型传感器方向发展 3
0-3 测试系统的组成及其主要技术指标 3
一、测试系统的组成 3
二、典型测试系统实例 7
三、测试系统的主要技术指标 9
0-4 测试信号的分类及其描述方法（变量域） 11
一、周期信号的频谱——傅里叶级数的三角函数展开式 12
0-5 周期信号的描述 12
二、傅里叶级数的复指数展开式 15
三、周期信号的特征参数 17
0-6 非周期信号的描述 18
一、傅里叶变换 18
二、典型信号的频谱 20
三、傅里叶变换的基本性质 23
第一章 测试技术理论基础 27
1-1 测试系统的线性化 27
1-2 测试系统的静态特性 28
一、静态方程和定度曲线 28
二、静态特性的主要参数 29
1-3 测试系统的动态特性 30
一、传递函数H（s） 30
二、频率响应函数H（jω）；H（jω）与H（s）的关系和区别 31
三、一阶、二阶系统的H（s）和H（jω） 33
四、测试系统在典型输入时的动态特性 39
1-4 测试系统实现信号不失真传递的条件 42
1-5 信号模拟转换电路 43
一、调制与解调 43
二、谐振电路 46
三、滤波器 48
第二章 信号的显示与记录仪器 55
2-1 显示与记录仪器的分类 55
2-2 磁电系指针式仪表 55
一、记录仪器的分类及其特点 56
二、基本组成与测量原理 56
三、动圈测量机构 57
一、可动线圈笔式记录仪 60
2-3 笔式记录仪 60
二、自动平衡式记录仪 63
三、X-Y记录仪 64
2-4 光线示波器 64
一、光线示波器的结构和工作原理 64
二、光学系统和时标系统 67
三、振动子的静态与动态特性 67
四、光线示波器的特点及注意事项 70
2-5 磁带记录器 73
一、基本结构和工作原理 73
二、磁带记录器的记录方式 76
三、磁带记录器的应用 79
2-6 数字、符号显示器 80
二、液晶显示器 81
2-7 图象显示器——阴极射线管（CRT） 83
第三章 位移测量 87
3-1 概述 87
一、电位器的结构与分类 88
二、线性电位器的工作原理、理想空载特性和灵敏度 88
3-2 电位器式位移传感器 88
三、线性电位器的空载特性曲线、线性度和分辨率 89
四、电位器的负载特性、特性曲线和负载误差 90
五、电位器式传感器的组合应用 91
3-3 电感式位移测量系统 92
一、单磁路电感式传感器 92
二、差动式电传感器 93
三、差动变压器式传感器 95
四、差动变压器式电感传感器的应用实例 97
3-4 电涡流式位移测量系统 99
一、工作原理与特性分析 99
二、电涡流强度与透穿深度 100
三、低频透射式电涡流传感器 101
四、电涡流传感器的结构、测量电路和应用 101
一、电容式传感器的工作原理和类型 105
二、变极距型电容传感器的特性 105
3-5 电容式位移测量系统 105
三、电容传感器的输出测量电路 107
3-6 霍尔式位移传感器 109
一、霍尔元件和霍尔效应 109
二、霍尔元件的电磁特性 109
三、霍尔元件的误差及其补偿方法 110
四、霍尔式传感器的应用 112
3-7 感应同步器位移测量系统 113
一、感应同步器的结构与分类 114
二、感应同步器的工作原理 116
三、感应同步器的信号处理方式 117
四、感应同步器位移测量系统简介 118
3-8 磁栅位移测量系统 119
一、磁栅的类型和结构 119
二、静态磁头工作原理与信号处理方式 120
三、应用实例－钢丝绳测长仪 121
3-9 计量光栅位移测量系统 122
一、计量光栅的分类与结构 122
二、光栅传感器的组成和工作原理 123
三、莫尔条纹测量位移的原理和特点 124
3-10 光导纤维位移测量系统 125
一、光导纤维的结构和传输原理 126
二、光导纤维位移（压力）传感器测量原理 126
三、光纤微弯曲位移（压力）传感器 127
4-1 应变与应力测量 128
一、电阻丝的电阻应变效应 128
第四章 应变、应力、力和称重的测量 128
二、应变片的特性及其工作参数 130
三、应变片的种类与结构特点 133
四、应变片的测量电路 134
五、测量各种载荷时应变片的排列和接桥 141
六、静、动态电阻应变仪 145
4-2 力和称重的测量 151
一、应变片式测力传感器的结构和工作原理 151
七、几种新型、高水平动态应变仪简介 151
二、压磁式测力传感器及其应用 160
三、测力称重传感器的标定 163
四、切削力的测量及其测力仪 164
4-3 测力称重电子秤 166
一、皮带电子秤与散粒物料的连续自动计量 166
二、电子轨道秤（衡） 168
三、吊车电子秤 169
四、SPM-1型自动光测力学分析仪 170
第五章 压力与真空测量 171
5-1 压力测量的基本概念 171
一、压力的定义和名称 171
二、压力的计量单位 171
三、压力与真空的划分 172
四、压力测量系统的分类 173
5-2 液柱式压力计和负荷式压力计 173
一、液柱式压力计 173
二、负荷式压力计 178
5-3 机械弹性式开环压力测量系统 180
一、半导体发光二极管（LED） 180
一、弹簧管（波登管）压力表 181
二、圆图式压力记录仪 183
三、膜片式压力表 183
四、膜盒式压力表 185
五、波纹管式压力表 185
5-4 压力传感器式开环压力测量系统 185
一、电位器式压力传感器 186
二、应变式压力传感器 187
三、压阻式压力传感器 190
四、电涡流式压力传感器 193
五、电容式压力传感器 194
六、压电式压力传感器 194
七、霍尔式压力传感器 195
5-5 伺服式闭环压力测量系统 196
一、位置反馈式压力测量系统 196
二、力反馈式压力测量系统 199
一、压缩式真空计（麦氏－Meleod真空计） 202
5-6 真空测量 202
二、导热式真空计 203
三、电离式真空计 203
5-7 压力测量系统的标定 204
一、压力测量系统的静态标定 204
二、压力测量系统的动态标定 204
第六章 温度和湿度测试 208
6-1 概论 208
一、温度测量的一般概念 208
二、温度测量方法与分类 208
三、温标及温度标准的传递 209
6-2 膨胀式温度计和压力式温度计 211
一、膨胀式温度计 211
二、压力式温度计 212
6-3 电阻温度计 213
一、概述 213
二、热电阻材料和常用热电阻 214
三、半导体热敏电阻 215
一、概述 216
6-4 热电偶温度计 216
四、热电阻温度计的测量电路 216
二、热电偶工作原理 217
三、热电偶基本定律 218
四、热电偶材料和种类 218
五、常用热电偶和特殊热电偶结构 220
六、热电偶冷端补偿 221
七、热电偶测量电路 223
八、热电偶的校验 224
九、热电偶测温误差分析 225
一、辐射测温法的物理基础 226
6-5 辐射式温度计 226
二、全辐射高温计 227
三、光学高温计 229
四、比色温度计 232
6-6 测温实例 233
一、被车削的工件和刀具接触处温度测量 233
二、感应加热工作温度的测量 234
6-7 湿度测量 234
一、概述 234
三、干湿球湿度计 235
二、毛发温度计 235
四、电阻湿度计 236
五、电容湿度计 237
第七章 流量测量 239
7-1 流体流量测量的基本知识 239
一、流体流量的定义与单位 239
二、流体的物理性质及基本关系式 240
7-2 常见流量计及其测试系统 243
一、流量计分类、参数及选用原则 243
二、浮子流量计 246
三、容积式流量计 250
四、涡轮流量计 253
五、节流式（压差）流量计 255
六、电磁流量计 257
七、靶式流量计 259
八、超声流量计 260
九、质量流量计 262
7-3 流量仪表的校验与标定 264
一、测速原理 266
8-1 速度、转速、加速度测量原理及测试仪表 266
第八章 速度、加速度及机械振动测试 266
二、测速仪表与仪器 271
三、转速（角速度）测试仪表 275
四、加速度测试仪表和传感器 279
8-2 机械振动测量 289
一、振动测量目的 289
二、测振系统的组成 289
三、振动参数的测量 290
四、机械结构动态参数测量——频率响应试验 292
一、绝对标定法及中国振动计量基准 301
8-3 测振仪器的标定方法 301
二、比较标定法 302
三、互易标定法 302
8-4 振动信号分析仪器简介 303
一、频谱分析仪分类及其工作原理 303
二、VF-1型振动测试频谱分析仪 304
一、声波、声速和波长 305
三、声压、声强和声功率 305
二、噪声的定义及噪声的危害和利用 305
9-1 噪声测试的物理学基本知识 305
第九章 噪声测试 305
四、声级和分贝 306
9-2 人对噪声的主观度量 307
一、纯音的主观度量 307
二、宽带噪声的主观度量 308
9-3 噪声测试仪器 310
一、传声器 310
二、声级计 312
三、噪声分析仪器 313
二、一般现场的噪声测试——A声级测试 314
一、测试环境对噪声的影响 314
9-4 噪声的测试方法 314
三、声功率级测试 315
四、声强的测试 316
9-5 机床噪声的测试和分析 317
一、机床噪声的标准及国内外机床噪声水平 317
二、机床噪声的测试方法 318
三、机床空载时噪声的测试 318
四、机床噪声频谱的测试和分析 318
二、无损检测的分类 319
10-2 磁粉探伤 319
第十章 无损检测 319
一、无损检测的目的 319
10-1 概述 319
一、磁粉探伤的物理学知识 320
二、磁粉探伤原理 324
三、常见的磁粉探伤机 327
四、磁粉探伤方法 329
一、超声波探伤的物理学基础 331
10-3 超声波探伤 331
五、磁粉探伤应用实例 331
二、超声波探伤仪、探头和试块 335
三、超声波探伤图形观察和缺陷分析 337
四、超声波探伤的应用实例 339
10-4 超声波测厚 339
一、概述 339
二、超声波测厚原理 340
一、概述 341
10-5 射线探伤 341
三、超声波测厚应用实例 341
二、射线探伤装置 342
三、射线探伤方法 343
10-6 射线测厚 345
一、射线测厚原理 345
二、X射线测厚系统 345
三、核辐射线测厚系统 345
四、激光测厚系统 346
一、智能测量仪器 347
二、计算机自动测试系统 347
11-1 概述 347
第十一章 微型计算机在测试技术中的应用 347
三、计算机数据处理 348
11-2 数据采集装置 348
一、信号处理 349
二、多路数据选择开关 350
三、采样保持器 350
四、多通道数据采集装置的几种结构形式 352
一、数／模（D/A）转换器 353
11-3 数／模和模／数转换器 353
二、模／数（A/D）转换器 358
11-4 微型计算机 363
一、微型计算机的基本结构 363
二、微型计算机的软件 363
三、标准接口总线 364
11-5 微型计算机数据采集系统举例 366
一、系统组成 366
二、工作过程 367
一、误差的定义 369
12-2 测试数据误差分析 369
12-1 概述 369
第十二章 测试系统静、动态数据处理和信号分析 369
二、误差的来源 370
三、误差的分类 370
四、随机误差的特性与处理 371
12-3 实验数据的表示方法 378
一、表格法 378
二、图解法 379
三、方程法 380
12-4 相关分析及其应用 382
一、相关系数 383
二、相关函数 384
三、相关分析的工程应用 386
12-5 频谱分析及其应用 389
一、频谱分析 389
二、频谱分析仪 393
三、频谱分析的工程应用 396
12-6 几种信号分析仪简介 397
一、CX-1型微机信号分析仪 397
二、DF4074W多通道FFT信号分析仪 398
参考文献 399