機械工程測試技術

前言

　　為了更好地適應當前我國高等教育跨越式發(fā)展需要，滿足我國高等學校從精英教育向大眾化教育的重大轉移階段中社會對高等學校應用型人才培養(yǎng)的各類要求，探索和建立我國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系，全國高等學校教學研究中心（以下簡稱“教研中心”）在承擔全國教育科學“十五”國家規(guī)劃課題——“21世紀中國高等教育人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”研究工作的基礎上，組織全國100余所以培養(yǎng)應用型人才為主的高等學校，進行其子項目課題——“21世紀中國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”的研究與探索，在高等學校應用型人才培養(yǎng)的教學內容、課程體系研究等方面取得了標志性成果，并在高等教育出版社的支持和配合下，推出了一批適應應用型人才培養(yǎng)需要的立體化教材，冠以“教育科學‘十五’國家規(guī)劃課題研究成果”?！　?002年11月，教研中心在南京工程學院組織召開了“21世紀中國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”課題立項研討會。會議確定由教研中心組織國家級課題立項，為參加立項研究的高等學校搭建高起點的研究平臺，整體設計立項研究計劃，明確目標。課題立項采用整體規(guī)劃、分步實施、滾動立項的方式，分期分批啟動立項研究計劃。為了確保課題立項目標的實現(xiàn)，組建了“21世紀中國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”課題領導小組（亦為高等學校應用型人才立體化教材建設領導小組）。會后，教研中心組織了首批課題立項申報，有63所高等學校申報了近450項課題。2003年1月，在黑龍江工程學院進行了項目評審，經過課題領導小組嚴格的把關，確定了首批9項子課題的牽頭學校主持學校和參加學校。2003年3月至4月，各子課題相繼召開了工作會議，交流了各校教學改革的情況和面臨的具體問題，確定了項目分工，并全面開始研究工作。計劃先集中力量，用兩年時間形成一批有關人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標、教學內容和課程體系等理論研究成果報告和在研究報告基礎上同步組織建設的反映應用型人才培養(yǎng)特色的立體化系列教材?！　∨c過去立項研究不同的是，“21世紀中國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”課題研究在審視、選擇、消化與吸收多年來已有應用型人才培養(yǎng)探索與實踐成果基礎上，緊密結合經濟全球化時代高等學校應用型人才培養(yǎng)工作的實際需要，努力實踐，大膽創(chuàng)新，采取邊研究、邊探索、邊實踐的方式，推進高等學校應用型人才培養(yǎng)工作，突出重點目標，并不斷取得標志性的階段成果。

內容概要

　　《機械工程測試技術》是教育科學“十五”國家規(guī)劃課題之一——“21世紀中國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”的研究成果?！稒C械工程測試技術》系統(tǒng)地闡述了測試技術的基本理論與各機械量的測量方法，并反映了測試技術領域的新發(fā)展、新知識。為了培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力，《機械工程測試技術》還列舉了大量來自于科研及生產實踐的實例。　　《機械工程測試技術》共分為11章，第一章緒論，第二章信號的獲取與調理，第三章測試系統(tǒng)的基本特征，第四章機械測試信號分析基礎，第五章信號的中間轉換與記錄，第六章微機化測試分析儀器，第七章位移、速度及轉速測量，第八章應力、應變、力、扭矩和壓力測量，第九章振動的測試，第十章噪聲的測量，第十一章溫度的測量?！　　稒C械工程測試技術》可作為高等學校本科機械設計制造及其自動化專業(yè)的教材，也可作為自動控制、儀器儀表等有關專業(yè)的教材，亦可供相關工程技術人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 概述一、測試技術的意義二、測試系統(tǒng)的組成三、測試技術的任務四、測試技術研究的內容五、測試技術的發(fā)展動向第二節(jié) 測量的基礎知識一、測量方法二、測試裝置三、測量誤差四、測量器具的誤差第三節(jié) 本課程的學習要求習題第二章 信號的獲取與調理第一節(jié) 概述一、傳感器的基本概念二、傳感器的重要性與基本組成三、傳感器的分類四、傳感器的基本特性第二節(jié) 電阻式傳感器與測量電路一、變阻式傳感器二、電阻應變式傳感器三、測量電路第三節(jié) 電容式傳感器與測量電路一、工作原理及類型二、測量電路三、電容式傳感器的特點與應用第四節(jié) 電感式傳感器與測量電路一、自感式傳感器二、互感式（差動變壓器式）傳感器三、測量電路第五節(jié) 磁電式傳感器一、磁感應電式傳感器二、霍爾式傳感器三、磁阻效應傳感器第六節(jié) 壓電式傳感器與測量電路一、壓電效應與壓電材料二、壓電式傳感器與測量電路三、壓電元件常用的結構形式與應用第七節(jié) 光電式傳感器一、光電效應及光電器件二、光電式傳感器的應用第八節(jié) 其它類型傳感器及傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢一、光纖與光纖傳感器二、超聲波傳感器三、傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢習題第三章 測試系統(tǒng)的基本特性第一節(jié) 概述一、測試系統(tǒng)的基本要求二、線性定常系統(tǒng)及其主要性質第二節(jié) 測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性一、靜態(tài)特性的參數(shù)二、靜態(tài)特性參數(shù)的測定第三節(jié) 測試系統(tǒng)的動態(tài)特性一、傳遞函數(shù)二、頻率響應特性三、常見測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及頻率響應特性第四節(jié) 不失真測量的條件習題第四章 機械測試信號分析基礎第一節(jié) 信號的分類與描述一、信號的分類二、信號的描述第二節(jié) 周期信號一、傅里葉級數(shù)（Fourierseries）二、周期信號的頻譜三、周期信號的復指數(shù)展開式四、頻譜分析的工程意義第三節(jié) 非周期信號的頻域分析一、傅里葉變換及非周期信號的頻譜二、傅里葉變換的性質三、某些典型信號的傅里葉變換第四節(jié) 隨機信號一、概述二、隨機信號的基本特征參數(shù)第五節(jié) 數(shù)字信號的處理一、信號的采樣二、信號的截斷三、離散傅里葉變換（DFT）習題第五章 信號的中間轉換與記錄第一節(jié) 濾波器一、概述二、理想濾波器三、實際濾波器第二節(jié) 調制與解調一、概述二、調幅與解調三、調頻與解調四、脈沖寬度調制第三節(jié) 模擬量一數(shù)字量的轉換一、A／D轉換二、D／A轉換第四節(jié) 信號的隔離一、信號隔離的方法二、電源的隔離三、光電隔離四、隔離放大器第五節(jié) 信號的記錄一、筆式記錄儀二、磁帶記錄器三、磁盤、光盤及閃存習題第六章 微機化測試分析儀器第一節(jié) 概述一、模擬式儀器、數(shù)字式儀器和微機化儀器二、微機化測試分析儀的優(yōu)點三、微機化測試分析儀的發(fā)展第二節(jié) 計算機輔助測試一、計算機的模擬信號輸入和輸出子系統(tǒng)二、Pc機的數(shù)據(jù)采集卡三、微機型數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)第三節(jié) 專用微機化測試分析儀一、專用微機化測試分析儀的特點二、專用微機化儀表三、基于DSP的專用數(shù)字信號分析儀第四節(jié) 虛擬儀器技術一、概述二、虛擬儀器的構成三、虛擬儀器軟件開發(fā)平臺LabVIEW四、基于LabV：IEW編程語言的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第五節(jié) 自動測試系統(tǒng)一、自動測試系統(tǒng)的特點及形式二、測試系統(tǒng)的主要通信接口……第七章 位移、速度測量第八章 應力、應變、力、扭矩和壓力的測量第九章 振動的測試第十章 噪聲的測量第十一章 溫度的測量參考文獻后記

章節(jié)摘錄

　　測試技術研究的主要內容包括四個方面：被測量的測量原理、測量方法、測量系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理?！　y量原理是指實現(xiàn)測量所依據(jù)的物理、化學、生物等現(xiàn)象及有關定律的總體。例如，壓電晶體測量振動加速度所依據(jù)的是壓電效應；電渦流位移傳感器測量靜態(tài)位移和振動位移所依據(jù)的是電磁效應；熱電偶測量溫度所依據(jù)的是熱電效應等10不同性質的被測量用不同的原理去測量，同一性質的被測量亦可用不同的原理去測量。測量原理確定后，根據(jù)測量任務的具體要求和現(xiàn)場實際情況，需要采用不同的測量方法，如直接測量法或間接測量法、電測法或非電測法、模擬量測量法或數(shù)字量測量法、等精度測量法或不等精度測量法等。在確定了被測量的測量原理和測量方法以后，就要設計或選用裝置組成測量系統(tǒng)。最后，實際測試得到的數(shù)據(jù)必須加以處理，才能得到正確可靠的結果。　　五、測試技術的發(fā)展動向　　現(xiàn)代測試技術的發(fā)展和其他科學技術的發(fā)展相輔相成。測試技術既是促進科技發(fā)展的重要技術，又是科學技術發(fā)展的結果?，F(xiàn)代科技的發(fā)展不斷地向測試技術提出新的要求，推動測試技術的進步。與此同時，測試技術迅速吸收和綜合各個科技領域（如物理學、化學、材料科學、微電子學、計算機科學和加工工藝學等）的新成就，開發(fā)出新的方法和裝置。　　近年來測試技術引人矚目的發(fā)展是傳感器技術和計算機測試技術的發(fā)展?！　?.傳感器技術的發(fā)展　?。?）物性型傳感器大量涌現(xiàn)　　物性型傳感器是依靠敏感材料本身的某種性質隨被測量的變化來實現(xiàn)信號轉換的，因此這類傳感器的開發(fā)實質上是新材料的開發(fā)。目前發(fā)展最迅速的新材料是半導體、金屬氧化物陶瓷、光導纖維、導電聚合物、磁性材料，以及所謂的“智能材料”（如形狀記憶合金、具有自增殖功能的生物體材料）等。這些材料的開發(fā)，不僅使可測量迅速增多，使力、熱、光、磁、濕度、氣體、離子等方面的一些參量的測量成為現(xiàn)實，也使集成化、小型化、高性能傳感器的出現(xiàn)成為可能?！　。?）微型化、智能化、多功能化傳感器的開發(fā)　　微型傳感器是利用集成電路技術、微機械加工與封裝技術制成的體積非常微小的傳感器，其尺寸可小到微米數(shù)量級。

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