測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程

前言

　　機(jī)械是人類生產(chǎn)和生活的基本工具要素之一，是人類物質(zhì)文明最重要的一個(gè)組成部分。機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著向國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和社會(huì)生活各個(gè)方面提供各種性能先進(jìn)、使用安全可靠的技術(shù)裝備的任務(wù)，在國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)中占有舉足輕重的地位。20世紀(jì)80年代以來(lái)，以微電子、信息、新材料、系統(tǒng)科學(xué)等為代表的新一代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及其在機(jī)械工程領(lǐng)域中的廣泛滲透、應(yīng)用和衍生，極大地拓展了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造活動(dòng)的深度和廣度，改變了現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)組織模式，產(chǎn)生了一大批新的機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法和制造系統(tǒng)。這些機(jī)械方面的新方法和系統(tǒng)的主要技術(shù)特征表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：　?。?）信息技術(shù)在機(jī)械行業(yè)的廣泛滲透和應(yīng)用，使得現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品已不再是單純的機(jī)械構(gòu)件，而是由機(jī)械、電子、信息、計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制等集成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其功能不僅限于加強(qiáng)、延伸或取代人的體力勞動(dòng)，而且擴(kuò)大到加強(qiáng)、延伸或取代人的某些感官功能與大腦功能?！　。?）隨著設(shè)計(jì)手段的計(jì)算機(jī)化和數(shù)字化，CAD／CAM／CAE／PDM集成技術(shù)和軟件系統(tǒng)得到廣泛使用，促進(jìn)了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、快速設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)、廣義優(yōu)化設(shè)計(jì)、綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)、面向全壽命周期設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和技術(shù)方法的不斷發(fā)展。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不只是單純追求某項(xiàng)性能指標(biāo)的先進(jìn)和高低，而是注重綜合考慮質(zhì)量、市場(chǎng)、價(jià)格、安全、美學(xué)、資源、環(huán)境等方面的影響?！　。?）傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)在不斷吸收電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面成果的基礎(chǔ)上形成了先進(jìn)制造技術(shù)，并將其綜合應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的機(jī)械產(chǎn)品制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。　?。?）機(jī)械產(chǎn)品加工制造的精密化、快速化，制造過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化得到很大的發(fā)展，涌現(xiàn)出CIMS、并行工程、敏捷制造、綠色制造、網(wǎng)絡(luò)制造、虛擬制造、智能制造、大規(guī)模定制等先進(jìn)生產(chǎn)模式，制造裝備和制造系統(tǒng)的柔性與可重組已成為21世紀(jì)制造技術(shù)的顯著特征。　?。?）機(jī)械工程的理論基礎(chǔ)不再局限于力學(xué)，制造過(guò)程的基礎(chǔ)也不只是設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn)及技藝的總結(jié)。今天的機(jī)械工程學(xué)科比以往任何時(shí)候都更緊密地依賴諸如現(xiàn)代數(shù)學(xué)、材料科學(xué)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息科學(xué)、生命科學(xué)、系統(tǒng)論與控制論等多門學(xué)科及其最新成就。　　上述機(jī)械科學(xué)與工程技術(shù)特征和發(fā)展趨勢(shì)表明，現(xiàn)代機(jī)械工程學(xué)科越來(lái)越多地體現(xiàn)著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的特征。因此，加快培養(yǎng)適應(yīng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需要的高綜合素質(zhì)的機(jī)械工程學(xué)科人才的意義十分重大、任務(wù)十分繁重。我們必須通過(guò)各種層次和形式的教育，培養(yǎng)出適應(yīng)世界機(jī)械工業(yè)發(fā)展潮流與我國(guó)機(jī)械制造業(yè)實(shí)際需要的技術(shù)人才與管理人才，不斷推動(dòng)我國(guó)機(jī)械科學(xué)與工程技術(shù)的進(jìn)步。

內(nèi)容概要

本書面向工程實(shí)踐，介紹測(cè)試技術(shù)課程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，全面反映了測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法、新動(dòng)向。全書內(nèi)容主要包括導(dǎo)論，基本理論實(shí)驗(yàn)（信號(hào)及其描述實(shí)驗(yàn)、測(cè)試裝置的基本特性實(shí)驗(yàn)、傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)、信號(hào)分析及處理實(shí)驗(yàn)），常用機(jī)械工程量測(cè)試（位移的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，應(yīng)變、力和轉(zhuǎn)矩的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，流體參量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，溫度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)）和新技術(shù)、新方法實(shí)驗(yàn)（無(wú)損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試、測(cè)試技術(shù)綜合及創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、納米機(jī)械量測(cè)量實(shí)驗(yàn)）。    本書具有內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、條理清晰等特點(diǎn)，既可作為《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》的配套教材，也可作為獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教材。為提高教學(xué)效果，本書采用了“可拆+遞推”的結(jié)構(gòu)，便于按不同學(xué)校、不同層次和具體情況的需要選用。    本書可作為高等本科和?？平逃⒏叩嚷殬I(yè)教育以及成人教育的機(jī)械類、機(jī)電類、電氣類等專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教材，也可供相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生選用，還可作為有關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和應(yīng)用測(cè)試技術(shù)的參考書。

書籍目錄

第1章  導(dǎo)論  1.1 實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵及其重要性  1.2 測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性  1.3 建立測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的基本思路  1.4 測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程的要求第2章  信號(hào)及其描述實(shí)驗(yàn)  2.1 信號(hào)的波形分析實(shí)驗(yàn)  2.2 信號(hào)的時(shí)域分析實(shí)驗(yàn)  2.3 典型信號(hào)頻譜分析實(shí)驗(yàn)第3章  測(cè)試裝置的基本特性實(shí)驗(yàn)  3.1 一階系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)量實(shí)驗(yàn)  3.2 一階系統(tǒng)儀器的頻率特性測(cè)量  3.3 二階系統(tǒng)儀器的頻率特性測(cè)量  3.4 測(cè)試裝置不失真測(cè)試條件實(shí)驗(yàn)第4章  傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)  4.1 傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)  4.2 電阻應(yīng)變片靈敏系數(shù)的測(cè)量  4.3 電感傳感器特性實(shí)驗(yàn)  4.4 電容傳感器特性實(shí)驗(yàn)  4.5 壓電加速度傳感器特性實(shí)驗(yàn)  4.6 電渦流傳感器原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)    4.7 霍爾傳感器特性實(shí)驗(yàn)  4.8 光電傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)  4.9 固態(tài)圖像采集實(shí)驗(yàn)  4.10 聲傳感器噪聲測(cè)量實(shí)驗(yàn)  4.11 氣體傳感器空氣質(zhì)量測(cè)量實(shí)驗(yàn)  第5章  信號(hào)分析及處理實(shí)驗(yàn)  5.1 金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋比較實(shí)驗(yàn)  5.2 應(yīng)變片的粘貼和動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀使用實(shí)驗(yàn)  5.3 典型信號(hào)相關(guān)分析實(shí)驗(yàn)  5.4 信號(hào)的功率譜分析實(shí)驗(yàn)  5.5 頻率混疊和采樣定理實(shí)驗(yàn)  5.6 窗函數(shù)及其對(duì)信號(hào)頻譜的影響實(shí)驗(yàn)  5.7 信號(hào)調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)  5.8 濾波器特性實(shí)驗(yàn)  5.9 FIR數(shù)字濾波設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)第6章  位移的測(cè)量實(shí)驗(yàn)  6.1 線位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)  6.2 角位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)第7章  機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)  7.1 機(jī)械振動(dòng)認(rèn)識(shí)及簡(jiǎn)諧振動(dòng)振幅與頻率測(cè)量實(shí)驗(yàn)  7.2 機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率測(cè)量實(shí)驗(yàn)  7.3 機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)阻尼比測(cè)量實(shí)驗(yàn)  7.4 機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析實(shí)驗(yàn)  7.5 主動(dòng)隔振與被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)第8章  應(yīng)變、力和轉(zhuǎn)矩的測(cè)量實(shí)驗(yàn)  8.1 力傳感器標(biāo)定及稱重實(shí)驗(yàn)  8.2 平面應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力測(cè)量實(shí)驗(yàn)  8.3 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)主應(yīng)力及循環(huán)應(yīng)力的測(cè)量實(shí)驗(yàn)  8.4 轉(zhuǎn)矩的測(cè)量實(shí)驗(yàn)  8.5 機(jī)械零件疲勞實(shí)驗(yàn)第9章  流體參量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)  9.1 流體流量的測(cè)量及控制實(shí)驗(yàn)  9.2 流體壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)  9.3 皮托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)  9.4 液壓油恩氏粘度和絕對(duì)粘度的測(cè)試  第10章  溫度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)  10.1 熱電偶溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)  10.2 熱輻射溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)第11章  無(wú)損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)  11.1 超聲波探傷實(shí)驗(yàn)  11.2 鋼絲繩疲勞損傷聲發(fā)射檢測(cè)實(shí)驗(yàn)  11.3 汽輪機(jī)葉片渦流檢測(cè)實(shí)驗(yàn)  11.4 磁粉探傷實(shí)驗(yàn)第12章  計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試  12.1 計(jì)算機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)  12.2 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)第13章  測(cè)試技術(shù)綜合及創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)  13.1 滑動(dòng)軸承性能檢測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)    13.2 電機(jī)一殼體支承系統(tǒng)振動(dòng)噪聲測(cè)量綜合實(shí)驗(yàn)  13.3 測(cè)試技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)第14章  納米機(jī)械量測(cè)量實(shí)驗(yàn)  14.1 納米碳管性能測(cè)量實(shí)驗(yàn)  14.2 納米薄膜測(cè)量實(shí)驗(yàn)  14.3 納米尺度彈性模量測(cè)試實(shí)驗(yàn)  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　導(dǎo)論　　1.1　實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵及其重要性　　實(shí)驗(yàn)是根據(jù)一定目的，運(yùn)用必要的手段，在人為控制的條件下，觀察研究事物本質(zhì)和規(guī)律的一種實(shí)踐活動(dòng)，它是科學(xué)認(rèn)識(shí)事物的基礎(chǔ)，又是判斷認(rèn)識(shí)是否具有真理性的標(biāo)準(zhǔn)。　　實(shí)驗(yàn)一般多指科學(xué)實(shí)驗(yàn)，即自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是根據(jù)一定目的、運(yùn)用儀器設(shè)備等物質(zhì)手段，在人為控制的條件下，模擬自然現(xiàn)象以進(jìn)行研究的方法。它以認(rèn)識(shí)自然界事物的本質(zhì)和規(guī)律為目的和任務(wù)。實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)者、實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)對(duì)象3要素。其特點(diǎn)是：可以純化、簡(jiǎn)化或強(qiáng)化和再現(xiàn)科學(xué)研究對(duì)象，延緩或加速自然過(guò)程，為理論概括準(zhǔn)備充分可靠的客觀依據(jù)，可以超越現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)所及的范圍，縮短認(rèn)識(shí)周期。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的范圍和深度得到不斷拓展和升華，科學(xué)實(shí)驗(yàn)具有越來(lái)越重要的作用，成為自然科學(xué)理論的直接基礎(chǔ)。當(dāng)然，科學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開科學(xué)理論的指導(dǎo)，科學(xué)理論對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)有著巨大的推動(dòng)作用?！　】茖W(xué)發(fā)展的歷史表明：許多偉大的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和突破性理論的產(chǎn)生莫不是來(lái)自科學(xué)實(shí)驗(yàn)的?？v觀機(jī)械的發(fā)展和創(chuàng)新，人類從使用原始工具到原始機(jī)械、古代機(jī)械、近代機(jī)械乃至今天的智能機(jī)器人、宇航飛機(jī)等現(xiàn)代機(jī)械，無(wú)一不是歷經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索和驗(yàn)證。這里摘引一些文獻(xiàn)，從5位華裔科學(xué)家榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的成功經(jīng)歷，觀察和思考自然科學(xué)成就和實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。李政道和楊振寧在1956年提出“在基本粒子間的弱相互作用是不守恒的”李一楊假說(shuō)，被另一位華裔女實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家吳健雄通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明后而獲得1957年的諾貝爾獎(jiǎng)。在實(shí)驗(yàn)室夜以繼日工作了兩年多的丁肇中于1974年11月向全世界宣布，他的小組經(jīng)過(guò)艱苦復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一種新的基本粒子——J粒子，這項(xiàng)突破發(fā)現(xiàn)使他獲得1976年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。朱棣文以實(shí)驗(yàn)物理的方法發(fā)展出激光冷卻和捕捉原子的方法而獲得1997年的諾貝爾獎(jiǎng)。李遠(yuǎn)哲1967年在哈佛大學(xué)從事分子動(dòng)力學(xué)研究，自己設(shè)計(jì)動(dòng)手，把一臺(tái)交叉分子束實(shí)驗(yàn)裝置建立起來(lái)，這項(xiàng)工作為他日后獲得諾貝爾獎(jiǎng)奠定了基礎(chǔ)。諾貝爾獎(jiǎng)被公認(rèn)代表自然科學(xué)的最高水平，據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，諾貝爾物理獎(jiǎng)自1901年以來(lái)，可以認(rèn)為72％以上的獎(jiǎng)項(xiàng)是授予實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的。實(shí)驗(yàn)工作對(duì)理論性極強(qiáng)的物理學(xué)都是這樣重要，而對(duì)實(shí)踐素質(zhì)和能力要求更高的工科學(xué)生，尤其對(duì)機(jī)械工程的學(xué)生來(lái)說(shuō)，其重要性就更為不言而喻了。在素質(zhì)教育中要強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、想象力和創(chuàng)造性，實(shí)驗(yàn)正是培養(yǎng)這些能力極好的育床?！　　?/pre>




編輯推薦
　　叢書特點(diǎn)：　　1.定位準(zhǔn)確，突出實(shí)用性，在保證內(nèi)容反映國(guó)內(nèi)外機(jī)械學(xué)科最新發(fā)展的基礎(chǔ)上，以滿足應(yīng)用型本科院校的本科專業(yè)教學(xué)要求，實(shí)現(xiàn)專業(yè)的業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)為基本原則?！　?.體系新穎，結(jié)構(gòu)合理，把握機(jī)械相關(guān)學(xué)科、課程之間的關(guān)系，各課程教材既反映本學(xué)科發(fā)展水平，保證教材自身體系的完整性，又避免內(nèi)容的重復(fù)，全系列叢書形成一個(gè)完整緊密的體系架構(gòu)?！　?.注重基本理論、基本特性和性能，又注重現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法的理論依據(jù)和工程背景，面向就業(yè)，培養(yǎng)能力和職業(yè)素質(zhì)?！　?.按照科學(xué)發(fā)展觀，從可持續(xù)發(fā)展的角度結(jié)合課程特點(diǎn)，反映了學(xué)科現(xiàn)代新理論、新技術(shù)、新材料、新工藝，并借鑒了國(guó)內(nèi)外最新優(yōu)秀教材。





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