測試技術

內容概要

　　普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是教育部新世紀網絡課程“機械工程測試技術”的主要參考書之一?！镀胀ǜ叩冉逃?ldquo;十一五”國家級規(guī)劃教材：測試技術（第2版）》系統(tǒng)地闡述了測試技術的研究對象、理論基礎以及典型物理量的測試方法?！镀胀ǜ叩冉逃?ldquo;十一五”國家級規(guī)劃教材：測試技術（第2版）》以加強學科基礎、培養(yǎng)讀者動手能力為宗旨，著重敘述基本的測試原理、信號的分析與處理方法、測試系統(tǒng)的特性以及測試技術的發(fā)展趨勢，并在此基礎上，對位移、振動、噪聲、力、扭矩、壓力、溫度、流量等的測試分別進行了闡述。為了幫助讀者掌握各章內容，每章后設有一定量的習題?！　”敬涡抻喸黾恿藴y量誤差理論、數(shù)據處理和實驗指導原則等章節(jié)，以使學生能夠更加全面地了解和掌握測試技術的內容。　　《普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材：測試技術（第2版）》可作為高等學校本科機械類各專業(yè)“測試技術”課程的教材，也可作為自動控制、儀器儀表類有關專業(yè)“測試技術”課程的教材。同時，對工廠、科研單位以及其他從事機械工程性能試驗和機電一體化產品設計、開發(fā)的工程技術人員亦有參考價值。

書籍目錄

緒論第1章 信號及其描述1.1 信號的分類1.2 信號的描述1.2.1 周期信號的描述1.2.2 非周期信號的描述1.2.3 隨機信號的描述1.3 幾種典型信號的頻譜1.3.1 單位脈沖函數(shù)（8函數(shù)）的頻譜1.3.2 矩形窗函數(shù)和常值函數(shù)的頻譜1.3.3 指數(shù)函數(shù)的頻譜1.3.4 符號函數(shù)和單位階躍函數(shù)的頻譜1.3.5 諧波函數(shù)的頻譜1.3.6 周期單位脈沖序列的頻譜習題第2章 信號的分析與處理2.1 信號的時域分析2.1.1 特征值分析2.1.2 概率密度函數(shù)分析2.2 信號的相關分析2.2.1 相關系數(shù)2.2.2 自相關分析2.2.3 互相關分析2.2.4 相關分析的應用2.3 信號的頻域分析2.3.1 巴塞伐爾（Paseval）定理2.3.2 功率譜分析及其應用2.3.3 相干函數(shù)2.3.4 倒譜分析2.4 數(shù)字信號處理基礎2.4.1 數(shù)字信號處理的基本步驟2.4.2 時域采樣和采樣定理2.4.3 截斷、泄漏和窗函數(shù)2.4.4 頻域采樣與柵欄效應2.4.5 DFT和FFT習題第3章 測試系統(tǒng)的特性3.1 線性系統(tǒng)及其主要性質3.2 測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性3.2.1 非線性度3.2.2 靈敏度3.2.3 分辨力3.2.4 回程誤差3.2.5 漂移3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)特性3.3.1 傳遞函數(shù)3.3.2 頻率響應函數(shù)3.3.3 脈沖響應函數(shù)3.3.4 環(huán)節(jié)的串聯(lián)和并聯(lián)3.3.5 一階和二階系統(tǒng)的特性3.4 測試系統(tǒng)在典型輸入下的響應3.5 實現(xiàn)不失真測試的條件3.6 測試系統(tǒng)特性參數(shù)的測定3.6.1 測試系統(tǒng)靜態(tài)特性的測定3.6.2 測試系統(tǒng)動態(tài)特性的測定習題第4章 常用傳感器4.1 傳感器概述4.1.1 傳感器的分類4.1.2 傳感器技術的主要應用4.1.3 傳感器技術的發(fā)展趨勢4.2 傳感器的選用4.2.1 傳感器的主要技術指標4.2.2 傳感器的選用原則4.3 電阻式傳感器4.3.1 電阻應變式傳感器4.3.2 壓阻式傳感器4.3.3 變阻式傳感器4.4 電感傳感器4.4.1 自感式傳感器4.4.2 互感式傳感器4.4.3 壓磁式傳感器4.5 電容傳感器4.6 壓電傳感器4.7 磁電傳感器4.7.1 磁電感應傳感器4.7.2 霍爾傳感器4.8 光電傳感器4.8.1 光電效應及光電器件4.8.2 光電傳感器的應用4.9 光纖傳感器4.10其他類型傳感器4.10.1 氣敏傳感器4.10.2 濕度傳感器4.11 傳感器在汽車上的綜合應用習題第5章 信號的調理與記錄5.1 電橋5.1.1 直流電橋5.1.2 交流電橋5.2 信號的放大與隔離5.2.1 基本放大器5.2.2 測量放大器5.2.3 隔離放大器5.3 調制與解調5.3.1 幅值調制與解調5.3.2 頻率調制與解調5.4 濾波器5.4.1 濾波器分類5.4.2 理想濾波器與實際濾波器5.4.3 恒帶寬比和恒帶寬濾波器5.4.4 無源濾波器與有源濾波器5.4.5 數(shù)字濾波器5.5 信號記錄裝置5，5.1 磁光盤記錄器5.5.2 高速攝像儀5.5.3 數(shù)字存儲示波器習題第6章 現(xiàn)代測試系統(tǒng)6.1 計算機測試系統(tǒng)的基本組成6.1.1 多路模擬開關6.1.2 A／D轉換與D／A轉換6.1.3 采樣保持（S／H）6.1.4 多通道數(shù)據采集系統(tǒng)的組成方式6.2 計算機測試系統(tǒng)的總線技術6.2.1 總線的基本概念及其標準化6.2.2 總線的通信方式6.2.3 測控系統(tǒng)內部總線6.2.4 測控系統(tǒng)外部總線6.3 虛擬儀器6.3.1 虛擬儀器的出現(xiàn)6.3.2 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)6.3.3 虛擬儀器的軟件系統(tǒng)6.3.4 基于LabVIEW的虛擬儀器示例6.3.5 虛擬儀器的發(fā)展趨勢6.4 網絡化測試儀器6.4.1 基于現(xiàn)場總線技術的網絡化測控系統(tǒng)6.4.2 面向Intemet的網絡測控系統(tǒng)6.4.3 網絡化測試儀器與系統(tǒng)實例習題第7章 振動的測量7.1 振動的基礎知識7.1.1 振動的類型及其表征參數(shù)7.1.2 單自由度系統(tǒng)的受迫振動7.2 振動的激勵與激振器7.2.1 振動的激勵7.2.2 激振器7.3 振動測量與測振傳感器7.3.1 常用測振傳感器7.3.2 振動量的測量7.3.3 機械振動參數(shù)的估計7.3.4 測振裝置的校準7.4 位移的測量7.4.1 位移測量與測量傳感器7.4.2 位移測量應用實例習題第8章 噪聲的測量8.1 噪聲測量的主要參數(shù)8.1.1 聲壓與聲壓級8.1.2 聲強與聲強級8.1.3 聲功率及聲功率級8.1.4 多聲源的噪聲強度8.2 噪聲的分析方法與評價8.2.1 噪聲的頻譜分析8.2.2 噪聲的響度分析及評價8.3 噪聲測量儀器8.3.1 傳聲器8.3.2 聲級計8.3.3 聲級計的校準8.4 噪聲測量及其應用8.4.1 噪聲測量應注意的問題8.4.2 聲功率的測量和計算8.4.3 噪聲診斷的應用習題第9章 力、扭矩、壓力的測量9.1 力的測量一9.1.1 應力、應變的測量9.1.2 力的測量裝置9.2 扭矩的測量9.2.1 應變式扭矩測量9.2.2 壓磁式扭矩測量9.2.3 磁電感應式扭矩測量9.2.4 光電式扭矩測量9.3 壓力的測量9.3.1 壓力測量彈性元件9.3.2 壓力測量裝置習題第10章 溫度的測量10.1 溫度標準和測量方法10.1.1 溫度的測量方法10.1.2 溫標及其傳遞10.2 熱電偶溫度計10.2.1 熱電效應和熱電偶10.2.2 熱電偶基本定律10.2.3 標準化熱電偶10.3 熱電阻溫度計10.3.1 金屬電阻溫度計10.3.2 半導體熱敏電阻10.4 非接觸式測溫法10.4.1 全輻射溫度計10.4.2 光學高溫計和光電高溫計10.4.3 比色高溫計10.4.4 紅外測溫習題第11章 流量的測量11.1 容積式流量計11.1.1 橢圓齒輪流量計11.1.2 腰輪轉子流量計11.1.3 齒輪流量計11.2 壓差式流量計11.2.1 壓差式流量計的計算公式11.2.2 節(jié)流裝置11.3 流體阻力式流量計11.3.1 轉子流量計（7孚子流量計）11.3.2 靶式流量計11.4 速度式流量計11.4.1 渦輪流量計11.4.2 超聲波流量計11.4.3 電磁流量計習題第12章 測量誤差理論與數(shù)據處理12.1 測量誤差的基本理論12.1.1 測量誤差的定義及其表示法12.1.2 測量誤差的分類12.1.3 有效數(shù)字和數(shù)據舍入運算規(guī)則12.1.4 測量結果的評價12.2 測量誤差的影響及其消除12.2.1 隨機誤差的統(tǒng)計特性與分析處理12.2.2 系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)與消除方法12.2.3 疏失誤差的消除方法與判別準則12.3 數(shù)據處理的一般方法12.3.1 最小二乘法12.3.2 回歸分析習題附錄實驗指導原則常用術語（詞匯）中英文對照表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　一個被測對象的信息總是通過一定的物理量——信號所表現(xiàn)出來。有些信息可以在被測對象處于自然狀態(tài)時所表現(xiàn)出的物理量中顯現(xiàn)出來，而有些信息卻無法顯現(xiàn)或顯現(xiàn)得不明顯。在后一種情況下，需要通過激勵裝置作用于被測對象，使之產生出要獲取的信息載于其中的一種新的信號?！　鞲衅魇菍⒈粶y信息轉換成某種電信號的器件。它包括敏感器和轉換器兩部分。敏感器一般是將被測量如溫度、壓力、位移、振動、噪聲、流量等轉換成某種容易檢測的信號，而轉換器則是將這種信號變成某種易于傳輸、記錄、處理的電信號。　　信號的調理環(huán)節(jié)是把來自傳感器的信號轉換成更適合于進一步傳輸和處理的形式。這種信號的轉換多數(shù)是電信號之間的轉換，如幅值放大，將阻抗的變化轉換成電壓的變化或頻率的變化等?！　⌒盘柼幚憝h(huán)節(jié)是對來自信號調理環(huán)節(jié)的信號進行各種運算、濾波和分析?！　⌒盘栵@示、記錄環(huán)節(jié)是將來自信號處理環(huán)節(jié)的信號以觀察者易于觀察的形式來顯示或存儲測試的結果。　　而反饋、控制環(huán)節(jié)主要用于閉環(huán)控制系統(tǒng)中的測試系統(tǒng)?！　D0.1 中信號調理、信號處理、反饋、控制、顯示等環(huán)節(jié)，目前的發(fā)展趨勢是經A／D轉換后采用計算機等進行分析、處理，并經D／A轉換控制被測對象?！　≡谶@里，需要指出的是為了準確地獲得被測對象的信息，要求測試系統(tǒng)中的每一個環(huán)節(jié)的輸}H量與輸入量之間必須具有一一對應的關系，而且其輸出的變化能夠準確地反映出其輸入的變化，即實現(xiàn)不失真的測試?！　?.測試技術的發(fā)展動向　　先進技術的發(fā)展日新月異，測試技術應該適應這種發(fā)展。根據先進制造技術發(fā)展的要求以及測試技術自身的發(fā)展規(guī)律，不斷拓展著新的測量原理和測試方法及測試信息處理技術。具體體現(xiàn)在：　　1）傳感器向新型、微型、智能型方向發(fā)展?！　?）測試儀器向高精度、多功能、小型化、在線監(jiān)測、性能標準化和低成本發(fā)展。　　3）參數(shù)測量與數(shù)據處理以計算機為核心，使測量、分析、處理、打印、繪圖、狀態(tài)顯示及故障預報向自動化、集成化、網絡化發(fā)展?！　?hellip;…

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