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第1章 绪论 1

1.1 测试技术概述 1

1.2 测试系统的组成 3

1.3 测试技术的发展趋势 4

1.4 本书主要内容和学习要求 7

习题与思考题 7

第2章 传感器 8

2.1 传感器概述 8

2.1.1 传感器的组成与分类 8

2.1.2 传感器的选择 10

2.2 能量控制型传感器 11

2.2.1 电阻式传感器 11

2.2.2 电容式传感器 18

2.2.3 电感式传感器 22

2.3 能量转换型传感器 29

2.3.1 压电式传感器 29

2.3.2 磁电式传感器 32

2.3.3 热电偶传感器 34

2.4 光电传感器 36

2.4.1 光电器件 37

2.4.2 光纤传感器 39

2.4.3 光栅传感器 41

2.4.4 电荷耦合器件 44

2.4.5 红外传感器 45

2.5 半导体传感器 46

2.5.1 霍尔传感器 46

2.5.2 气敏传感器 48

2.5.3 湿敏传感器 48

2.6 项目设计实例 49

习题与思考题 51

项目设计 52

第3章 信号转换与调理 54

3.1 信号转换与放大 54

3.1.1 信号转换 54

3.1.2 信号放大 64

3.2 测量电桥 67

3.2.1 直流电桥 68

3.2.2 交流电桥 71

3.3 调制与解调 72

3.3.1 调幅及其解调 73

3.3.2 调频及其解调 77

3.4 滤波器 79

3.4.1 滤波器的分类 79

3.4.2 滤波器的特性 81

3.4.3 RC有源滤波器 82

3.4.4 恒带宽滤波器与数字滤波器简介 86

3.4.5 应用MATLAB设计和分析滤波器 88

3.5 项目设计实例 89

习题与思考题 93

项目设计 94

第4章 测试信号分析与处理 95

4.1 概述 95

4.1.1 信号的概念和分类 95

4.1.2 信号分析 96

4.2 信号的时域分析 97

4.2.1 信号的运算 97

4.2.2 信号的波形变换 97

4.2.3 信号的时域统计参数 98

4.2.4 相关分析 100

4.3 信号的频域分析 105

4.3.1 周期信号及其频谱 105

4.3.2 非周期信号及其频谱 111

4.3.3 功率谱分析 118

4.4 数字信号分析与处理 120

4.4.1 采样与采样定理 120

4.4.2 离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT） 122

4.4.3 FFT应用中的若干问题 123

4.5 现代信号分析方法简介 126

4.6 项目设计实例 127

习题与思考题 128

项目设计 129

第5章 测试系统特性分析 130

5.1 测试系统概述 130

5.1.1 线性系统及其主要性质 130

5.1.2 测量误差 132

5.2 测试系统的标定 133

5.3 测试系统的静态特性 134

5.3.1 测试系统的静态数学模型 135

5.3.2 测试系统的静态特性参数 136

5.4 测试系统的动态特性 139

5.4.1 测试系统的动态数学模型 139

5.4.2 测试系统动态特性参数的测量 145

5.4.3 实现不失真测量的条件 149

5.4.4 负载效应 150

5.5 测试系统的抗干扰设计 152

5.5.1 电磁干扰 152

5.5.2 屏蔽、接地与隔离设计 153

5.5.3 电源干扰的抑制 155

5.6 项目设计实例 156

习题与思考题 157

项目设计 158

第6章 计算机测试系统 159

6.1 计算机测试系统的组成 159

6.2 微处理器及其选择 161

6.3 嵌入式计算机测试系统 163

6.3.1 微处理器 163

6.3.2 数据采集系统 166

6.3.3 软件设计 169

6.4 虚拟仪器测试系统 171

6.4.1 虚拟仪器概述 171

6.4.2 信号调理器和数据采集卡 172

6.4.3 软件开发平台 175

6.4.4 LabVIEW中的信号分析与处理工具箱 177

6.4.5 LabVIEW在滤波器设计和分析中的应用 181

6.5 常用数据处理算法 184

6.5.1 概述 184

6.5.2 常用数据处理算法 185

6.6 设计项目 191

习题与思考题 192

项目设计 192

第7章 机械工程中常见量的测量 194

7.1 力、扭矩测量 194

7.1.1 拉压力传感器 194

7.1.2 压力传感器 198

7.1.3 扭矩传感器 201

7.1.4 力、应力和压力测试系统的标定 206

7.2 位置、位移等的测量 208

7.2.1 限位开关 208

7.2.2 接近开关 208

7.2.3 物位传感器 209

7.2.4 位移传感器 210

7.3 温度测量 217

7.3.1 温度测量方法 217

7.3.2 温度传感器分类 218

7.3.3 常见温度传感器 219

7.3.4 温度传感器的选择 221

7.3.5 温度传感器的应用 221

7.3.6 温度测量系统的标定 222

7.4 振动量的测量 223

7.4.1 概述 223

7.4.2 振动测量方法 224

7.4.3 振动量的测量系统 226

7.4.4 常见的振动传感器 228

7.4.5 加速度传感器的选择 232

7.4.6 振动测量的应用 233

7.5 项目设计实例 234

习题与思考题 235

项目设计 236

第8章 机械设备故障诊断技术 237

8.1 概述 237

8.1.1 机械故障诊断的内容 238

8.1.2 机械故障诊断技术 239

8.2 声发射诊断技术 242

8.2.1 声发射原理 242

8.2.2 声发射技术 242

8.2.3 声发射信号的处理方法 243

8.2.4 声发射检测仪器 246

8.3 滚动轴承的故障诊断 247

8.3.1 滚动轴承故障的检测方法 247

8.3.2 滚动轴承故障的振动诊断 247

8.3.3 滚动轴承故障的声发射诊断 252

8.4 项目设计实例 253

习题与思考题 255

项目设计 255

参考文献 256