測試技術(shù)與虛擬儀器

前言

凡從事自然科學(xué)的研究人員，除了純理論研究外，一般都需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)的基本手段是對實(shí)驗(yàn)對象（被測系統(tǒng)）進(jìn)行測試，測試技術(shù)的重要性自不必說。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和分析是實(shí)驗(yàn)測試研究非常得力的手段，虛擬儀器技術(shù)又是這一技術(shù)發(fā)展的最新成果。測試技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)的結(jié)合是今后測試技術(shù)發(fā)展的趨勢。目前，除了測控專業(yè)外，其他很多專業(yè)（如機(jī)械工程）已經(jīng)把“測試技術(shù)”列為專業(yè)主干課或選修課。本書作者從事了多年的測試技術(shù)教學(xué)工作，涉及專業(yè)有機(jī)械、勘查、土木、安全等，所教學(xué)生的層次包括本科生、碩士生，選修本課程主要是為了提高他們的實(shí)驗(yàn)動手能力，同時(shí)也為了拓展其知識面。由于專業(yè)原因，“測試技術(shù)”大多是選修課程，課時(shí)少，學(xué)生基礎(chǔ)不一，為了講述該課程，很多教材都把測試技術(shù)集中在大量信號與系統(tǒng)的復(fù)雜數(shù)學(xué)分析上，大量的數(shù)學(xué)公式使學(xué)生產(chǎn)生畏懼感，學(xué)習(xí)興趣降低，使教學(xué)效果大打折扣。這種測試技術(shù)講解方式也有悖于開設(shè)本課程的初衷。為此，本書本著內(nèi)容系統(tǒng)新穎、知識講述透徹實(shí)用的原則，在如下方面進(jìn)行了一些工作：1.系統(tǒng)性和全面性建立全局觀念，不拘泥于信號處理或者傳感器等某一方面，從基本的信號獲取，到測試系統(tǒng)的組建，再到信號分析和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集全面介紹，避免由于某一方面講述過多，忽略其他方面的類似盲人摸象的講法，而造成讀者對測試技術(shù)的誤解。作者認(rèn)為，測試技術(shù)只是一種手段，它不屬于某一專業(yè)或某些專業(yè)，拘泥于具體專業(yè)的角度講述，反而達(dá)不到理想的效果。2.新穎性本書在介紹基本測試方法的同時(shí)，穿插介紹最新的傳感和信號處理手段。新穎傳感器講述也許不很全面，但讀者只有知道有這種傳感器今后才有可能選用，如位移測量中的感應(yīng)同步器，一般測試技術(shù)都很少涉及，這種傳感器準(zhǔn)確度高、性能好，在新型機(jī)電一體化設(shè)備中（如數(shù)控機(jī)床）大量使用，本書則對其基本原理也進(jìn)行了介紹。在測試手段上更是花了較多篇幅講述先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與虛擬儀器技術(shù)。目的是對新型傳感器的開發(fā)、測試和信號處理手段的改進(jìn)也起到啟發(fā)、引導(dǎo)的效果，虛擬儀器技術(shù)本身就是建立在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理基礎(chǔ)上的先進(jìn)測試技術(shù)。

內(nèi)容概要

本書介紹了傳感與測試系統(tǒng)和基本測試電路，詳細(xì)講述了電阻式傳感器，電感式傳感器、電容式傳感器及其他常用傳感器工：作原理、測試信號基本處理手段及各種工程信號的測試，還介紹了測試技術(shù)最新發(fā)展——虛擬儀器測試技術(shù)，常用的虛擬儀器集成環(huán)境和LabVIEW語言，并結(jié)合作者自己的科研實(shí)例進(jìn)行了介紹，本書從基本測試技術(shù)角度進(jìn)行講述，不僅僅是針對某一具體專業(yè)的測試技術(shù)，內(nèi)容系統(tǒng)新穎、講述透徹、適用面廣。    本書可作為高等學(xué)校非測控專業(yè)本科生和研究生“測試技術(shù)”課程的教材，也可供從事測控工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言 緒論   一、測試的基本概念   二、測試技術(shù)基本任務(wù)   三、測量方法與測量誤差 第一章 傳感與測試技術(shù)基礎(chǔ)   一、測試系統(tǒng)的基本組成及主要性質(zhì)   二、傳感器的分類   三、傳感器的基本特性   四、測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件   五，傳感器的選用原則   六、測試系統(tǒng)的標(biāo)定 第二章 測試系統(tǒng)基本電路   一、電橋   二、放大電路   三、信號的調(diào)制與解調(diào)   四、濾波電路   五、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集相關(guān)單元電路 第三章 電阻式傳感器   一、電位器式傳感器   二、金屬應(yīng)變式傳感器   三、壓阻式傳感器   四、應(yīng)力、應(yīng)變的測量   五、親自體驗(yàn)應(yīng)變式傳感器 第四章 電感式傳感器   一、自感式傳感器   二、互感式傳感器   三、電渦流式傳感器   四、親自體驗(yàn)電感式傳感器 第五章 電容式傳感器   一、電容式傳感器工作原理   二、電容式傳感器的測量電路   三、電容式傳感器的特點(diǎn)   四、親自體驗(yàn)電容式傳感器 第六章 其他傳感器   一、霍爾式傳感器   二、壓電式傳感器   三、電動式傳感器   四、光敏傳感器 第七章 測試系統(tǒng)信號處理基礎(chǔ)   一、信號的分類與描述   二、幾種典型信號的頻譜   三、信號的時(shí)域分析   四，信號的頻域分析   五、信號的數(shù)字處理 第八章 工程參量的傳感與測試   一、溫度測量   二、位移測量   三、力的測量   四、扭矩的測量   五、速度的測量   六、加速度的測量   七、流量測量 第九章 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與虛擬儀器技術(shù)基礎(chǔ)   一、概述   二、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)   三、虛擬儀器的由來   四、虛擬儀器語言——LabVIEW簡介 第十章 虛擬儀器語言——LabVIEW程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)   一、LabVIEW數(shù)據(jù)類型   二、LabVIEW相關(guān)函數(shù)   三、數(shù)據(jù)分析與處理模板   四、LabVIEW的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)   五、NI測量和自動化瀏覽器介紹   六、DAQ助手   七、一步一步教您創(chuàng)建虛擬儀器Ⅵ程序   八、LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語言的接口技術(shù) 第十一章 虛擬儀器應(yīng)用實(shí)例   一、LabVIEW輔助測試技術(shù)信號   二、基于虛擬儀器技術(shù)的焊接參數(shù)測試系統(tǒng)   三、基于虛擬儀器技術(shù)的電焊機(jī)集成測試系統(tǒng) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：獲取信息是人類最基本的活動之一，信息的獲取往往從測量開始。今天，測量已滲透到人類活動的每個(gè)領(lǐng)域。在工程實(shí)際中，無論是工程研究、產(chǎn)品開發(fā)，還是質(zhì)量監(jiān)控、性能試驗(yàn)等，都離不開測試技術(shù)。測試技術(shù)屬于信息科學(xué)的范疇，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)構(gòu)成完整的信息技術(shù)學(xué)科?，F(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信號采集、傳輸和處理技術(shù)，即傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)分別構(gòu)成信息技術(shù)的器官、神經(jīng)和大腦。一、測試的基本概念測試（Measurementand Fest）是測量與試驗(yàn)的概括，是人們借助于一定的裝置，獲取被測對象有關(guān)信息的過程。測試是為了獲得有用信息，而信息是以信號形式表現(xiàn)出來的。從廣義的角度講，測試工作涉及試驗(yàn)設(shè)計(jì)、模型試驗(yàn)、傳感器、信號加工與處理（傳輸、加工和分析、處理）、誤差理論、控制工程、系統(tǒng)辨識和參數(shù)估計(jì)等內(nèi)容。因此，測試工作者應(yīng)具有這方面相關(guān)的知識。從狹義的角度講，測試工作是指在選定的激勵(lì)方式下所進(jìn)行的信號檢測、變換、處理、顯示、記錄及電量輸出和數(shù)據(jù)處理。從本質(zhì)上講，測量過程一方面是采集和表達(dá)被測量物理量，另一方面是與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。在滿足以下兩個(gè)基本條件下才能實(shí)施測量。1）測量標(biāo)準(zhǔn)必須通過協(xié)議事先確定，精確已知；2）被測量必須有明確的定義，工作穩(wěn)定，經(jīng)得起檢驗(yàn)。測試是指確定被測對象屬性量值為目的的全部操作，測試是依靠一定的科學(xué)技術(shù)手段定量地獲取某種研究對象原始信息的過程。它是按一定的目的和要求，獲取感興趣的、有限的某些特定信息，而不是全部信息。測試是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量，或者可以理解為測量和試驗(yàn)的綜合。測試技術(shù)是測量技術(shù)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的總稱。工程測試信息總是通過某些物理量的形式表現(xiàn)出來，這些物理量就是信號。信號是信息的載體，信息則是信號所載的內(nèi)容，信息與信號是互相聯(lián)系的兩個(gè)概念，但是信號不等于信息。測試技術(shù)內(nèi)容包括四個(gè)方面內(nèi)容：被測量的測量原理、測量方法、測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理。

編輯推薦

《測試技術(shù)與虛擬儀器》是由機(jī)械工業(yè)出版社出版的。

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