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目录 1

第一章 绪论 1

§1-1测试技术在机械工程中的作用 1

§1-2测试工作的任务 2

§1-3测试工作的含义和范围 3

§1-4测试技术的发展状况 3

§1-5课程的研究对象和性质 4

第二章 信号及其描述 5

§2-1周期信号与离散频谱 6

一、傅里叶级数的三角函数展开式 6

二、傅里叶级数的复指数函数展开式 8

三、周期信号的强度表述 10

§2-2非周期信号与连续频谱 11

一、傅里叶变换 11

二、傅里叶变换的主要性质 13

三、几种典型信号的频谱 16

§2-3随机信号 20

一、概述 20

二、随机信号的主要特征参数 21

习题 23

第三章 测试装置的基本特性 25

§3-1概述 25

一、对测试装置的基本要求 25

二、线性系统及其主要性质 26

§3-2测试装置的静态特性 27

一、灵敏度 27

二、非线性度 28

三、回程误差 28

§3-3测试装置的动态特性 29

一、传递函数 29

二、环节的串联和并联 30

三、频率响应函数 31

四、常见的测试装置的传递函数及其频率响应特性 32

§3-4测试装置在典型输入下的动态响应 35

一、单位脉冲输入和测试装置的脉冲响应函数 35

二、一阶和二阶系统对几种典型输入的响应 36

三、在任意输入作用下测试装置的响应 38

§3-5实现不失真测试的条件 39

§3-6测试装置动态特性的测试 40

一、用频率响应法求测试装置的动态特性 41

二、用阶跃响应法求测试装置的动态特性 41

习题 43

第四章 常用的传感器 44

§4-1传感器的分类 44

*§4-2机械式传感器 47

§4-3电阻式传感器 48

一、变阻器式传感器 48

二、电阻应变式传感器 50

§4-4电感式传感器 53

一、自感型 54

二、互感型——差动变压器式电感传感器 57

§4-5电容式传感器 58

一、变换原理 58

二、测量电路及应用举例 60

§4-6压电式传感器 62

一、压电效应 62

二、压电式传感器及其等效电路 63

三、测量电路 65

§4-7磁电式传感器 66

一、动圈式 66

二、磁阻式 67

一、磁电转换元件 68

*§4-8半导体敏感元件 68

二、光电转换元件 70

三、热敏电阻、气敏电阻 72

*§4-9其它类型检测技术 73

一、核辐射检测 73

二、红外辐射检测 73

三、超声波检测 73

四、声发射检测 74

五、光导纤维传感器 74

§4-10传感器的选用原则 74

一、灵敏度 74

五、精确度 75

四、稳定性 75

二、响应特性 75

三、线性范围 75

六、测量方式 76

七、其它 76

习题 76

第五章 中间转换器 78

§5-1电桥 78

一、直流电桥 78

二、交流电桥 80

三、带感应耦合臂的电桥 82

§5-2调制与解调 82

一、调幅与其解调 83

二、调频与其解调 86

§5-3滤波器 88

一、滤波器分类 88

二、理想滤波器 89

三、实际RC调谐式滤波器 92

四、恒带宽滤波器 99

*§5-4模拟、数字转换器 101

一、概述 101

二、模—数和数—模转换器的基本技术指标 101

三、数—模转换器（D/A转换器） 103

四、模—数转换器（A/D转换器） 104

习题 108

§6-1概述 110

§6-2显式记录仪器 110

一、电位计式记录仪 110

二、检流计式记录仪 110

第六章 记录仪器 110

三、显式记录仪的改进和发展 115

§6-3磁带记录器 116

一、工作原理 116

二、记录方式 118

三、走带速度 119

习题 119

一、相关 120

第七章 信号分析 120

§7-1相关分析及其应用 120

二、自相关函数 121

三、互相关函数 123

四、自相关、互相关函数的测量与估计 126

§7-2功率谱分析及其应用 127

一、自功率谱密度函数 127

二、互谱密度函数 130

*§7-3数字信号处理 132

一、数字信号处理的基本步骤 133

二、量化和量化误差 133

三、采样、混叠和采样定理 134

四、截断、泄漏和窗函数 136

五、离散傅里叶变换及其快速算法 137

六、离散的谱密度估算 138

七、应用举例 141

习题 141

第八章 振动的测试 144

§8-1概述 144

一、旋转机械的动平衡 144

二、机床频率响应测试 145

§8-2单自由度系统的受迫振动 147

一、由作用在质量上的力所引起的受迫振动 147

二、由基础运动所引起的受迫振动 148

一、稳态正弦激振 149

§8-3振动的激励 149

二、随机激振 150

三、瞬态激振 150

§8-4激振器 151

一、电动式激振器 152

二、电磁式激振器 152

三、电液式激振器 154

§8-5振动的测量方法及测振传感器 154

一、磁电式速度计 155

二、压电式加速度计 156

三、伺服式加速度计 158

五、测振仪器的合理选择 159

四、阻抗头 159

§8-6振动的分析方法与仪器 160

一、基于带通滤波的频谱分析仪 161

二、用相关滤波的振动分析仪 161

三、跟踪滤波 162

四、数字信号处理方法 164

§8-7机械系统振动参数的估计 164

一、自由振动法 165

二、共振法 165

第九章 位移的测量 168

§9-1常用的位移传感器 168

一、电阻式位移传感器 169

二、电阻应变式位移传感器 170

三、电感式位移传感器 170

四、电容式位移传感器 172

五、旋转变压器式角位移传感器 173

六、微动同步器式角位移传感器 174

七、光栅式数字位移传感器 175

§9-2位移测量应用实例 179

一、回转轴误差运动的测量 179

二、运动部件移动不均匀性的测量 183

三、物位的测量 184

§10-1应变、应力的测量 186

一、应变仪中所用电桥的特性 186

第十章 应变和力的测量 186

二、应变片的布置和接桥方法 187

三、在平面应力状态下测定主应力 187

四、提高应变测量精确度的措施 190

五、测点的选择 191

六、定度和数据处理 192

§10-2常用的测力传感器的结构 193

一、弹性式 193

二、电阻应变式 193

三、差动变压器式 193

§10-3多向动态力的测量示例——切削力的测定 194

一、几种典型的测力仪 194

四、电容式 194

二、切削测力仪设计和使用特点 197

第十一章 流体参量的测量 202

§11-1压力的测量 202

一、弹性式压力敏感元件 202

二、常用压力传感器 205

三、压力变送器 209

四、压力测量系统的动态特性 211

五、压力测量装置的定度 213

§11-2流量的测量 217

一、常用的流量计 217

二、流量计的定度 225

参考文献 227