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第1章 概论 1

1.1测试技术的作用 1

1.2测试技术的基本概念 3

1.2.1测量方法及其分类 3

1.2.2测量误差 4

1.3测试系统的组成 13

1.4测试系统的发展 15

习题 16

第2章 测试信号的分析处理 17

2.1信号的分类 17

2.1.1按时间变量的取值方式分类 17

2.1.2按信号随时间变化的规律分类 18

2.1.3按信号的能量特征分类 20

2.1.4从信号的可实现性分类 21

2.2信号的描述与分析 21

2.3信号频谱分析 23

2.3.1周期信号的频谱分析 23

2.3.2非周期信号的频谱分析 27

2.3.3随机信号的频谱分析 32

2.4数字信号处理 36

2.4.1模拟信号的离散化 36

2.4.2离散傅里叶变换 38

习题 40

第3章 测试系统的基本特性 42

3.1测试装置与线性系统 42

3.2测试系统的静态特性 44

3.2.1静态传递特性与定度曲线 44

3.2.2灵敏度 45

3.2.3线性度 46

3.2.4量程及测量范围 46

3.2.5稳定度 46

3.3测试系统的动态特性 47

3.3.1典型信号的时域响应 47

3.3.2传递函数 48

3.3.3频率特性 49

3.4不失真测试的实现条件 52

习题 54

第4章 测试系统常用传感器介绍 55

4.1传感器概述 55

4.1.1传感器的基本概念和组成 55

4.1.2传感器的分类 58

4.2电阻式传感器 58

4.2.1电阻应变式传感器 59

4.2.2电位器式传感器 69

4.3电容式传感器 76

4.3.1电容式传感器的工作原理 76

4.3.2电容式传感器的测量电路 80

4.3.3电容式传感器的应用 83

4.4电感式传感器 85

4.4.1自感式传感器 85

4.4.2互感式传感器 93

4.5涡流式传感器 100

4.5.1涡流式传感器的工作原理 100

4.5.2涡流式传感器的测量电路 103

4.5.3涡流式传感器的应用 104

4.6压电式传感器 107

4.6.1压电效应 107

4.6.2压电元件的等效电路 110

4.6.3压电式传感器的测量电路 111

4.6.4压电式传感器的应用 115

4.7磁电感应式传感器 117

4.7.1恒定磁通式磁电传感器 117

4.7.2变磁通式磁电传感器 118

4.7.3磁电感应式传感器的测量电路 118

4.7.4磁电感应式传感器的应用 119

4.8霍尔式传感器 120

4.8.1霍尔效应与霍尔元件的材料 120

4.8.2霍尔元件的构造及测量电路 122

4.8.3霍尔元件的类型 123

4.8.4霍尔式传感器的应用 124

4.9光电式传感器 125

4.9.1光电效应 125

4.9.2光电器件及其特征 126

4.9.3光电式传感器的测量电路 132

4.9.4光电式传感器的应用 136

4.10热电式传感器 139

4.10.1热电阻传感器 139

4.10.2热电偶传感器 141

4.10.3热敏电阻 148

4.11光纤传感器 150

4.11.1光纤传感器的原理和分类 150

4.11.2光纤传感器的应用 158

习题 161

第5章 测试信号调理电路 164

5.1电桥电路 164

5.1.1直流电桥 164

5.1.2交流电桥 166

5.2信号放大电路 167

5.2.1基本放大电路 168

5.2.2测量放大器 170

5.3信号的调制与解调 170

5.3.1信号的调幅与解调 171

5.3.2信号的调频与解调 172

5.4滤波器 174

5.4.1模拟滤波器的原理与分类 175

5.4.2滤波器的基本参数 176

5.4.3 RC滤波器 177

5.4.4数字滤波器 179

习题 183

第6章 信号显示与记录仪表 184

6.1概述 184

6.2模拟式电压表 184

6.3数字万用表 189

6.4笔式记录仪 192

6.5数字式存储示波器 193

6.6磁带记录仪 194

习题 197

第7章 测试技术在机械工程中的应用 198

7.1位移的测量 198

7.1.1常用的位移传感器 198

7.1.2位移传感器的应用——物位的测量 201

7.2应变、力和扭矩的测量 202

7.2.1应变的测量 202

7.2.2力的测量 204

7.2.3扭矩的测量 207

7.3振动的测试 209

7.3.1机械振动测试的主要内容 210

7.3.2机械振动参数的测试 210

7.3.3振动系统特性参数的测试 212

7.4压力的测试 213

7.4.1概述 213

7.4.2常用的压力传感器 214

7.5流量的测试 217

7.5.1流量的表示方法 217

7.5.2常用流量计 217

7.6温度的测量 222

7.6.1温度测量概述 222

7.6.2测温方法与测温传感器的分类 223

7.6.3常用测温计 223

7.7转速测量 225

7.7.1磁电式、光电式和霍尔式转速传感器 225

7.7.2数字式频率计 227

7.7.3机械式转速表 228

7.7.4发电式转速表 229

习题 230

第8章 计算机测试系统 231

8.1概述 231

8.2数据采集系统 233

8.2.1多路模拟开关 233

8.2.2采样/保持电路 237

8.2.3模数转换器和数模转换器 241

8.2.4数据采集系统的构成方式 246

8.3自动测试系统 247

8.3.1自动测试系统的结构及特点 247

8.3.2自动测试系统的发展历程 248

8.3.3自动测试系统的总线技术 251

8.4智能仪器 253

8.4.1智能仪器的组成 253

8.4.2智能仪器的性能特点 254

8.4.3智能仪器的典型功能 254

8.4.4智能仪器的发展趋势 255

习题 256

第9章 现代测试技术的发展方向 257

9.1测试技术的发展方向 257

9.1.1新型传感器不断出现 257

9.1.2测试系统的小型化、微型化及集成化 258

9.1.3虚拟仪器化 258

9.1.4测试系统的智能化 258

9.1.5测试系统的网络化 258

9.1.6软测量技术的发展 260

9.2虚拟仪器技术 261

9.2.1虚拟仪器概述 262

9.2.2虚拟仪器的构成 262

9.2.3虚拟仪器的特点 265

9.2.4虚拟仪器设计示例 266

习题 274

参考文献 275