機(jī)械工程測試技術(shù)

前言

　　為了更好地適應(yīng)當(dāng)前我國高等教育跨越式發(fā)展需要，滿足我國高等學(xué)校從精英教育向大眾化教育的重大轉(zhuǎn)移階段中社會對高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的各類要求，探索和建立我國高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系，全國高等學(xué)校教學(xué)研究中心（以下簡稱“教研中心”）在承擔(dān)全國教育科學(xué)“十五”國家規(guī)劃課題——“21世紀(jì)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(chǔ)上，組織全國100余所以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主的高等學(xué)校，進(jìn)行其子項目課題——“21世紀(jì)中國高等學(xué)校應(yīng)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(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容、課程體系研究等方面取得了標(biāo)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(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要的立體化教材，冠以“教育科學(xué)‘十五’國家規(guī)劃課題研究成果”。　　2002年11月，教研中心在南京工程學(xué)院組織召開了“21世紀(jì)中國高等學(xué)校應(yīng)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(xué)校搭建高起點的研究平臺，整體設(shè)計立項研究計劃，明確目標(biāo)。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(biāo)的實現(xiàn)，組建了“21世紀(jì)中國高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”課題領(lǐng)導(dǎo)小組（亦為高等學(xué)校應(yīng)用型人才立體化教材建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)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(xué)校申報了近450項課題。2003年1月，在黑龍江工程學(xué)院進(jìn)行了項目評審，經(jīng)過課題領(lǐng)導(dǎo)小組嚴(yán)格的把關(guān)，確定了首批9項子課題的牽頭學(xué)校主持學(xué)校和參加學(xué)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(xué)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(guān)人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和課程體系等理論研究成果報告和在研究報告基礎(chǔ)上同步組織建設(shè)的反映應(yīng)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(jì)中國高等學(xué)校應(yīng)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(yīng)用型人才培養(yǎng)探索與實踐成果基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)全球化時代高等學(xué)校應(yīng)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(jìn)高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)工作，突出重點目標(biāo)，并不斷取得標(biāo)志性的階段成果。

內(nèi)容概要

　　《機(jī)械工程測試技術(shù)》是教育科學(xué)“十五”國家規(guī)劃課題之一——“21世紀(jì)中國高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”的研究成果?！稒C(jī)械工程測試技術(shù)》系統(tǒng)地闡述了測試技術(shù)的基本理論與各機(jī)械量的測量方法，并反映了測試技術(shù)領(lǐng)域的新發(fā)展、新知識。為了培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力，《機(jī)械工程測試技術(shù)》還列舉了大量來自于科研及生產(chǎn)實踐的實例?！　　稒C(jī)械工程測試技術(shù)》共分為11章，第一章緒論，第二章信號的獲取與調(diào)理，第三章測試系統(tǒng)的基本特征，第四章機(jī)械測試信號分析基礎(chǔ)，第五章信號的中間轉(zhuǎn)換與記錄，第六章微機(jī)化測試分析儀器，第七章位移、速度及轉(zhuǎn)速測量，第八章應(yīng)力、應(yīng)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(jī)械工程測試技術(shù)》可作為高等學(xué)校本科機(jī)械設(shè)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(guān)專業(yè)的教材，亦可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 概述一、測試技術(shù)的意義二、測試系統(tǒng)的組成三、測試技術(shù)的任務(wù)四、測試技術(shù)研究的內(nèi)容五、測試技術(shù)的發(fā)展動向第二節(jié) 測量的基礎(chǔ)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(xué)習(xí)要求習(xí)題第二章 信號的獲取與調(diào)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(yīng)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(yīng)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(yīng)電式傳感器二、霍爾式傳感器三、磁阻效應(yīng)傳感器第六節(jié) 壓電式傳感器與測量電路一、壓電效應(yīng)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(jié)構(gòu)形式與應(yīng)用第七節(jié) 光電式傳感器一、光電效應(yīng)及光電器件二、光電式傳感器的應(yīng)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(xí)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(zhì)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(yīng)特性三、常見測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及頻率響應(yīng)特性第四節(jié) 不失真測量的條件習(xí)題第四章 機(jī)械測試信號分析基礎(chǔ)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(fù)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(zhì)三、某些典型信號的傅里葉變換第四節(jié) 隨機(jī)信號一、概述二、隨機(jī)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(xí)題第五章 信號的中間轉(zhuǎn)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(diào)制與解調(diào)一、概述二、調(diào)幅與解調(diào)三、調(diào)頻與解調(diào)四、脈沖寬度調(diào)制第三節(jié) 模擬量一數(shù)字量的轉(zhuǎn)換一、A／D轉(zhuǎn)換二、D／A轉(zhuǎn)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(xí)題第六章 微機(jī)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(jī)化儀器二、微機(jī)化測試分析儀的優(yōu)點三、微機(jī)化測試分析儀的發(fā)展第二節(jié) 計算機(jī)輔助測試一、計算機(jī)的模擬信號輸入和輸出子系統(tǒng)二、Pc機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡三、微機(jī)型數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)第三節(jié) 專用微機(jī)化測試分析儀一、專用微機(jī)化測試分析儀的特點二、專用微機(jī)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(shù)一、概述二、虛擬儀器的構(gòu)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(yīng)力、應(yīng)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(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

　　測試技術(shù)研究的主要內(nèi)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(xué)、生物等現(xiàn)象及有關(guān)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(yīng)；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(yīng)；熱電偶測量溫度所依據(jù)的是熱電效應(yīng)等10不同性質(zhì)的被測量用不同的原理去測量，同一性質(zhì)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(wù)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(shè)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(jié)果?！　∥?、測試技術(shù)的發(fā)展動向　　現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展和其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相輔相成。測試技術(shù)既是促進(jìn)科技發(fā)展的重要技術(shù)，又是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代科技的發(fā)展不斷地向測試技術(shù)提出新的要求，推動測試技術(shù)的進(jìn)步。與此同時，測試技術(shù)迅速吸收和綜合各個科技領(lǐng)域（如物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、微電子學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和加工工藝學(xué)等）的新成就，開發(fā)出新的方法和裝置?！　〗陙頊y試技術(shù)引人矚目的發(fā)展是傳感器技術(shù)和計算機(jī)測試技術(shù)的發(fā)展?！　?.傳感器技術(shù)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(zhì)隨被測量的變化來實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的，因此這類傳感器的開發(fā)實質(zhì)上是新材料的開發(fā)。目前發(fā)展最迅速的新材料是半導(dǎo)體、金屬氧化物陶瓷、光導(dǎo)纖維、導(dǎo)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(shù)、微機(jī)械加工與封裝技術(shù)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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