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第1章 绪论 1

1.1 传感器与测试系统的组成及传感器分类 1

1.1.1 测试系统的组成 1

1.1.2 传感器的组成 3

1.1.3 传感器的分类 4

1.2 传感器与测试技术在军事上的应用 6

1.3 传感与测试技术在军事工业的地位和发展状况 9

第2章 测量误差与数据处理 11

2.1 测量误差的基本概念 11

2.1.1 测量误差定义及研究的意义 11

2.1.2 测量误差的来源 11

2.1.3 主要名词术语 12

2.1.4 测量误差的表示方法 13

2.1.5 测量误差的分类 15

2.1.6 测量不确定度 15

2.1.7 误差公理及测量结果的报告 16

2.2 随机误差的处理 17

2.2.1 随机误差的特征和概率分布 17

2.2.2 算术平均值和剩余误差 18

2.2.3 随机误差的方差和标准差 19

2.2.4 测量的极限误差 20

2.2.5 不等精度直接测量的数据处理 21

2.3 系统误差的分析 22

2.3.1 系统误差的性质及分类 22

2.3.2 系统误差的判别 23

2.3.3 系统误差的消除与削弱消除 24

2.4 粗大误差的剔除 26

2.4.1 菜以特准则 26

2.4.2 格拉布斯准则 27

2.5 误差的合成 27

2.5.1 随机误差的合成 28

2.5.2 系统误差的综合 28

2.5.3 系统误差与随机误差的合成 29

2.6 数据处理的基本方法 29

2.6.1 有效数字和数据舍入规则 29

2.6.2 最小二乘法原理及应用 30

2.6.3 测量数据处理举例 32

2.7 舰艇试航试验数据实例分析 38

2.7.1 高精度相似装备获取试验真值 38

2.7.2 利用差分GPS获取试验真值 39

2.7.3 时间一致转化算法 43

2.7.4 坐标转换算法 44

第3章 信号分析与处理 47

3.1 信号的分类与描述 47

3.1.1 信号的分类 47

3.1.2 信号的描述 47

3.2 周期信号与离散频谱 48

3.2.1 傅里叶级数及其周期信号的频谱介绍 48

3.2.2 周期矩形脉冲信号的傅里叶级数举例 49

3.3 非周期信号与连续频谱 51

3.3.1 频谱密度函数X（Ω） 51

3.3.2 非周期信号的傅里叶积分表示 52

3.3.3 一些非周期信号的傅里叶变换 53

3.4 随机信号分析 56

3.4.1 随机信号的幅值描述 57

3.4.2 随机信号的时域描述 58

3.4.3 随机信号的频域描述 60

3.5 信号数字化 60

3.5.1 采样 61

3.5.2 截断 63

3.6 基于FFT的谱分析方法 64

3.6.1 确定性信号的傅里叶谱 64

3.6.2 随机信号的自功率谱密度分析 65

3.6.3 互谱密度分析和频率特性分析 65

3.6.4 相干函数分析 66

3.7 相关分析和谱分析的工程应用 66

3.7.1 相关分析及其应用 66

3.7.2 谱分析的工程应用 69

第4章 测试系统特性、标定与性能改善 72

4.1 测试系统的静态特性 72

4.2 测试系统的动态特性 75

4.2.1 动态参数测试的特殊问题 75

4.2.2 研究测试系统动态特性的方法 76

4.2.3 测试系统的动态特性分析 77

4.3 测试系统动态特性的测定 79

4.3.1 阶跃响应法 79

4.3.2 二阶系统动态特性参数的测定 80

4.3.3 频率响应法 82

4.4 实现不失真测试的条件 83

4.5 改善传感器性能的技术途径 85

第5章 常用传感器的基本原理 89

5.1 应变片式电阻传感器 89

5.1.1 电阻应变片的工作原理 89

5.1.2 金属电阻应变片主要特性 91

5.1.3 温度误差及其补偿 96

5.1.4 应变片式电阻传感器的测量电路 99

5.2 电容式传感器 103

5.2.1 电容式传感器的工作原理及结构形式 104

5.2.2 电容式传感器的信号调理电路 108

5.2.3 电容式传感器的应用 114

5.3 电感式和磁电式传感器 116

5.3.1 电感式传感器基本原理与结构 116

5.3.2 半导体磁电式传感器原理 118

5.3.3 电感式和磁电式传感器的应用 119

5.4 压电式传感器 120

5.4.1 压电式传感器基本原理 120

5.4.2 压电常数和表面电荷的计算 123

5.4.3 压电式传感器等效电路 125

5.4.4 压电式传感器的应用 127

5.5 热电式传感器 131

5.5.1 温度和温标 131

5.5.2 热电阻测温 133

5.5.3 热电偶测温 136

第6章 光电传感器及其应用 144

6.1 光电探测技术概述 144

6.2 常规光电器件 145

6.2.1 外光电效应及器件 145

6.2.2 内光电效应及器件 146

6.2.3 光电器件的特性 149

6.3 光栅测量原理 151

6.3.1 计量光栅的结构及分类 151

6.3.2 光栅传感器组成 152

6.3.3 测位移原理 153

6.3.4 辨向原理 154

6.3.5 细分技术 155

6.4 固态图像传感器 157

6.4.1 CCD的基本工作原理 157

6.4.2 固态图像传感器主要特性参数 161

6.4.3 固态图像传感器的应用 163

第7章 测试中的干扰及抑制技术 166

7.1 干扰的来源 166

7.1.1 常见的干扰类型 166

7.1.2 噪声与信噪比 167

7.2 干扰的耦合方式及传输途径 167

7.3 差模干扰和共模干扰 171

7.4 干扰抑制技术 174

7.4.1 屏蔽技术 174

7.4.2 接地技术 175

第8章 传感器与测试技术在军事中的应用 179

8.1 传感器在火控系统中的应用 179

8.1.1 火控系统传感器的类别及其重点产品 179

8.1.2 火控系统对传感器的技术要求 180

8.1.3 坦克火控系统 182

8.2 火炮压力（力）的测试 185

8.2.1 概述 185

8.2.2 应变式测压法 185

8.2.3 压电式测压法 187

8.2.4 火炮冲击波测试 188

8.3 弹丸飞行速度测试 192

8.3.1 概述 192

8.3.2 瞬时速度法简介 194

8.3.3 外弹道区截测速法 196

8.4 火炮动态参数综合测试 207

8.4.1 火炮动态参数综合测试内容及其测试要求 207

8.4.2 火炮动态参数综合测试系统的总体方案 208

8.4.3 火炮动态参数测试系统实现 212

第9章 军用测试技术的最新发展 221

9.1 战场多传感器数据融合技术 221

9.1.1 数据融合在军事上的应用 221

9.1.2 数据融合在海军上的应用 222

9.2 现场总线技术 223

9.2.1 GPIB总线 223

9.2.2 VXI总线 224

9.2.3 PXI总线 224

9.2.4 LXI总线 224

9.2.5 总线比较 225

9.3 作战系统网络 226

9.3.1 计算机网络的拓扑结构 226

9.3.2 计算机网络协议 227

9.3.3 FDDI网 229

9.3.4 1553B网 231

9.4 基于总线的军用测试系统实例 237

9.4.1 VXI总线测试系统应用实例 237

9.4.2 PXI总线测试系统应用实例 238

9.4.3 GPIB和VXI混合总线测试系统应用实例 239

9.5 军用自动测试系统 240

9.5.1 现有ATS系统的结构特点和不足 241

9.5.2 未来测试系统的开发方向和基本的体系结构 241

9.5.3 未来测试系统中所应用的主要技术 242

参考文献 245