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第1章 绪论 1

1.1 课程内容 1

1.2　信息论 3

1.3　信息 4

1.4 信息量 7

1.5 信息获取 7

1.6 工程测试技术的发展 11

1.7 本教材的学习方法 14

第2章　信号分析基础 15

2.1 信息的分类 15

2.1.1 确定性与非确定性信号 15

2.1.2 能量信号与功率信号 18

2.1.3　时域有限信号与频域有限信号 18

2.1.4　模拟与数字信号 18

2.1.5 因果与因果信号 19

2.2　信号分析中的函数和运算 19

2.2.1 信号分析中的常用函数 19

2.2.2　信号分析中的运算 22

2.3 时域分析方法 25

2.3.1 统计分析 25

2.3.2　波形特征量分析 30

2.4　信号的频域分析方法 31

2.4.1 MATLAB简介 32

2.4.2 周期信号的频谱分析 32

2.4.3 非周期信号的频谱分析 34

2.4.4　卷积定理和帕斯瓦尔定理 38

2.4.5 采样信号的FT和采样定理 40

2.4.6　离散傅里叶变换及其快速算法 42

第3章　传感器原理及应用基础 45

3.1 引言 45

3.1.1 传感器的定义和组成 46

3.1.2　传感器的分类 46

3.2 电阻式传感器 47

3.2.1 变阻器式 47

3.2.2 应变式 48

3.2.3 热电阻式 50

3.2.4　光敏电阻 52

3.2.5　磁敏电阻 53

3.2.6　气敏电阻 54

3.3 电感式传感器 55

3.3.1 可变磁阻式 55

3.3.2　涡流式 57

3.3.3 互感式 58

3.4 电容式传感器 59

3.4.1　极距变化型 60

3.4.2　面积变化型 61

3.4.3　介质变化型 61

3.5 压电式传感器 62

3.5.1 压电效应及压电传感器 62

3.5.2　电荷放大器 64

3.6 磁电式传感器 65

3.6.1 动圈式 66

3.6.2　磁阻式 66

3.7　半导体传感器 67

3.7.1 霍尔元件 67

3.7.2 光电池 71

3.7.3 光电管 72

3.7.4 PSD光传感器 72

3.8　数字式传感器 73

3.8.1 光电开关 73

3.8.2 光栅传感器 74

3.8.3　光电式脉冲编码器 76

3.8.4　固态图像传感器 77

3.8.5　磁栅传感器 79

3.8.6　感应同步器 81

3.8.7　旋转变压器 82

3.9　流量传感器 83

3.9.1 容积式流量计 84

3.9.2　压差式流量计 84

3.9.3　涡流流量计 86

3.9.4　电磁流量计 87

3.9.5　超声流量计 88

3.10　生物化学传感器 90

3.10.1 离子选择性电极 90

3.10.2　气体传感器 91

3.10.3　生物传感器 92

3.10.4　生物化学传感器的发展前景 95

3.1.1　其他类型传感器 96

3.11.1 热电偶 96

3.11.2 热辐射温度传感器 97

3.11.3 光纤传感器 99

3.11.4 IP传感器 101

3.12 总结 104

3.12.1 传感器的特性指标 104

3.12.2　传感器的选用 105

3.12.3　传感器的新发展 108

第4章　模拟信号处理 110

4.1　概述 110

4.2　信号的放大 111

4.3 电桥 112

4.3.1 电桥的变换原理 113

4.3.2 电桥的基本特性 113

4.4　调制 115

4.4.1 幅度调制 115

4.4.2　频率调制 118

4.5　滤波 121

4.5.1　滤波器分类 121

4.5.2　理想滤波器 122

4.5.3　实际滤波器 124

第5章　数字信号处理 128

5.1　概述 128

5.2　A/D和D/A转换 129

5.2.1 A/D转换 129

5.2.2　D/A转换 134

5.2.3　采样频率的选择 136

5.3　数字信号处理的窗函数 138

5.3.1 信号的截断及能量泄漏 138

5.3.2　常用窗函数 139

5.4　数字信号滤波 142

5.4.1 数字滤波器 142

5.4.2 数字滤波器与模拟滤波器比较 143

5.4.3　数字滤波器的实现 144

5.5　数据压缩 146

5.6　DSP应用系统设计 150

5.6.1　DSP应用系统的设计过程 150

5.6.2　DSP应用系统的开发工具 152

5.6.3　DSP芯片的发展 152

5.6.4　DSP的典型应用 153

第6章 工程测试案例分析 155

6.1 引言 155

6.2　轴心轨迹测量 156

6.2.1　问题的提出 156

6.2.2　测量方法 156

6.2.3　讨论 159

6.3　桩基应力波检测方法 159

6.3.1　问题的提出 159

6.3.2　桩基应力波反射法检测原理 160

6.3.3 讨论 162

6.4　楼宇安防系统 163

6.4.1　问题的提出 163

6.4.2　SAS的构成 163

6.4.3 讨论 166

6.5 IC卡智能水表 166

6.5.1　问题的提出 166

6.5.2 工作原理 166

6.5.3 讨论 168

6.6　测试技术在汽车安全气囊中的应用 168

6.6.1　问题的提出 168

6.6.2　机械式安全气囊 168

6.6.3　电子式安全气囊 169

6.6.4 讨论 171

6.7　气体温度测量 171

6.7.1　问题的提出 171

6.7.2　测量方法 172

6.7.3 讨论 174

6.8　计算机虚拟仪器技术 174

6.8.1 虚拟仪器的概念 174

6.8.2　虚拟仪器的构成 176

6.8.3　虚拟仪器典型单元模块 179

6.8.4　常用的虚拟仪器开发系统介绍 181

6.8.5 虚拟仪器的前景 183

习题 185

参考文献 190