0绪论 1
0.1 测试的基本概念 1
0.2 测试技术的地位与作用 1
0.3 测试技术的内容和任务 2
0.3.1 测试技术的内容 2
0.3.2 测试技术的任务 2
0.4 测试过程和测试系统的组成 3
0.5 测试技术的发展 4
0.5.1 传感器技术的发展 4
0.5.2 计算机测试技术的发展 5
0.6 本课程的特点和学习要求 5
1信号及其描述 7
1.1 信号的分类与描述 7
1.1.1 信号的分类 7
1.1.2 信号的描述方法 10
1.2 周期信号的描述 11
1.2.1 周期信号的频域描述 11
1.2.2 周期信号的特征参数描述 16
1.3 非周期信号的描述 17
1.3.1 傅里叶变换 18
1.3.2 傅里叶变换的主要性质 20
1.3.3 几种典型信号的频谱 26
1.4 随机信号的描述 32
1.4.1 随机信号的概念及分类 32
1.4.2 随机过程的主要统计参数 34
习题 35
2测试系统的基本特性 37
2.1 概述 37
2.1.1 测试系统与线性系统 37
2.1.2 线性系统及其主要性质 38
2.1.3 测试系统的特性 39
2.2 测试系统的静态特性 40
2.2.1 非线性度 40
2.2.2 灵敏度 41
2.2.3 分辨力 41
2.2.4 回程误差 41
2.2.5 漂移 42
2.3 测试系统的动态特性 42
2.3.1 传递函数 42
2.3.2 频率响应函数 43
2.3.3 脉冲响应函数 45
2.3.4 环节的串联和并联 45
2.3.5 一阶和二阶系统的特性 46
2.4 测试系统在典型输入下的响应 50
2.4.1 测试系统在任意输入下的响应 50
2.4.2 测试系统在单位阶跃输入下的响应 51
2.4.3 测试系统在单位正弦输入下的响应 52
2.5 实现不失真测试的条件 53
2.6 测试系统特性参数的测定 54
2.6.1 测试系统静态特性参数的测定 54
2.6.2 测试系统动态特性参数的测定 56
习题 58
3常用传感器 60
3.1 传感器概述 60
3.1.1 传感器的概念 60
3.1.2 传感器的分类 60
3.1.3 传感器的性能要求 61
3.2 电阻式传感器 64
3.2.1 电阻应变式传感器 64
3.2.2 压阻式传感器 69
3.2.3 变阻式传感器 69
3.3 电感式传感器 71
3.3.1 自感型传感器 71
3.3.2 互感型（差动变压器式）传感器 75
3.3.3 压磁式传感器 76
3.4 电容式传感器 78
3.4.1 电容式传感器的工作原理及分类 78
3.4.2 电容式传感器的特点 81
3.4.3 电容式传感器的应用举例 82
3.5 压电式传感器 84
3.5.1 压电效应与压电材料 84
3.5.2 压电式传感器及其等效电路 86
3.5.3 压电元件常用的结构形式 87
3.5.4 测量电路 87
3.5.5 压电传感器的应用 88
3.6 磁电式传感器 88
3.6.1 磁电感应式传感器 89
3.6.2 霍尔式传感器 90
3.7 光电式传感器 92
3.7.1 光电效应及光电器件 92
3.7.2 光电式传感器的应用 94
3.8 光纤传感器 95
3.8.1 光纤传感器的工作原理 96
3.8.2 光纤传感器的分类 96
3.8.3 光纤传感器的应用 97
3.9 其他类型传感器 97
3.9.1 气敏传感器 97
3.9.2 湿度传感器 98
3.10 传感器的选用原则 98
3.10.1 灵敏度 98
3.10.2 线性范围 99
3.10.3 响应特性 99
3.10.4 稳定性 99
3.10.5 精确度 100
3.10.6 其他选用原则 100
习题 100
4信号的调理与记录 102
4.1 电桥 102
4.1.1 直流电桥 102
4.1.2 交流电桥 105
4.2 信号的放大与隔离 107
4.2.1 基本放大器 107
4.2.2 测量放大器 108
4.2.3 隔离放大器 109
4.3 调制与解调 111
4.3.1 幅值调制与解调 112
4.3.2 频率调制与解调 116
4.4 滤波器 118
4.4.1 滤波器分类 119
4.4.2 滤波器性能分析 119
4.4.3 RC调谐式滤波器 123
4.4.4 恒带宽比和恒带宽滤波器 124
4.4.5 无源滤波器与有源滤波器 127
4.4.6 数字滤波器 130
4.5 信号的显示与记录 131
4.5.1 概述 131
4.5.2 信号显示与记录的类型及特点 132
习题 132
5信号的分析与处理 135
5.1 概述 135
5.1.1 信号分析和处理的目的 135
5.1.2 信号分析和处理的内容 135
5.1.3 信号分析和处理的方法 136
5.1.4 数字信号处理的基本步骤 136
5.1.5 数字信号处理设备简介 137
5.2 信号的时域分析 138
5.2.1 特征值分析 138
5.2.2 概率密度函数分析 140
5.3 信号的相关分析 143
5.3.1 相关系数 143
5.3.2 自相关分析 144
5.3.3 互相关分析 147
5.3.4 相关技术的工程应用 149
5.4 信号的频域分析 152
5.4.1 巴塞伐尔（Paseval）定理 152
5.4.2 功率谱分析及其应用 153
5.4.3 相干函数 159
5.4.4 倒频谱分析 160
5.5 数字信号处理基础 163
5.5.1 时域采样和采样定理 163
5.5.2 截断、泄漏和窗函数 166
5.5.3 频域采样与栅栏效应 169
5.5.4 离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT） 171
习题 172
6现代测试系统 174
6.1 计算机测试系统的基本组成 174
6.1.1 多路模拟开关 175
6.1.2 A/D转换与D/A转换 176
6.1.3 采样保持（S/H） 179
6.1.4 多通道数据采集系统的组成方式 180
6.2 计算机测试系统的总线技术 181
6.2.1 总线的基本概念及其标准化 182
6.2.2 总线的通信方式 182
6.2.3 测控系统内部总线 183
6.2.4 测控系统外部总线 185
6.3 虚拟仪器 188
6.3.1 概述 188
6.3.2 虚拟仪器的硬件系统 190
6.3.3 虚拟仪器的软件系统 191
6.3.4 虚拟仪器的发展趋势 193
6.4 网络化测试仪器 194
习题 195
7测试技术的工程应用 196
7.1 位移的测量 196
7.1.1 位移测量方法 196
7.1.2 常用位移传感器 196
7.1.3 位移测量应用实例 198
7.1.4 微纳米测量技术 200
7.2 力、扭矩的测量 203
7.2.1 应力、应变的测量 203
7.2.2 力的测量 208
7.2.3 扭矩的测量 212
7.3 振动的测试 217
7.3.1 振动的基本知识 217
7.3.2 振动传感器 222
7.3.3 振动的激励及激振设备 226
7.3.4 振动测试系统及其标定 230
7.3.5 振动测试信号的分析及实例 232
习题 235
参考文献 237