工程測試技術

書中內容的編寫，着重拓寬基礎知識面，加強工程背景知識，以培養學生創新能力和工程實踐能力為原則，儘可能減少在理論和原理性內容上與先修課程的重複，通過對應用實例的分析提高學生創新實踐能力。為幫助讀者理解掌握各章內容，書中有針對性地設置一定量的習題

第1章 概論 1

1.1 測試技術的作用 1

1.2 測試技術的基本概念 3

1.2.1 測量方法及其分類 3

1.2.2 測量誤差 4

1.3 測試系統的組成 13

1.4 測試系統的發展 15

習題 16

第2章 測試信號的分析處理 17

2.1 信號的分類 17

2.1.1 按時間變量的取值方式分類 17

2.1.2 按信號隨時間變化的規律分類 18

2.1.3 按信號的能量特徵分類 20

2.1.4 從信號的可實現性分類 21

2.2 信號的描述與分析 21

2.3 信號頻譜分析 23

2.3.1 週期信號的頻譜分析 23

2.3.2 非週期信號的頻譜分析 27

2.3.3 隨機信號的頻譜分析 32

2.4 數字信號處理 36

2.4.1 模擬信號的離散化 36

2.4.2 離散傅里葉變換 38

習題 40

第3章 測試系統的基本特性 42

3.1 測試裝置與線性系統 42

3.2 測試系統的靜態特性 44

3.2.1 靜態傳遞特性與定度曲線 44

3.2.2 靈敏度 45

3.2.3 線性度 46

3.2.4 量程及測量範圍 46

3.2.5 穩定度 46

3.3 測試系統的動態特性 47

3.3.1 典型信號的時域響應 47

3.3.2 傳遞函數 48

3.3.3 頻率特性 49

3.4 不失真測試的實現條件 52

習題 54

第4章 測試系統常用傳感器介紹 55

4.1 傳感器概述 55

4.1.1 傳感器的基本概念和組成 55

4.1.2 傳感器的分類 58

4.2 電阻式傳感器 58

4.2.1 電阻應變式傳感器 59

4.2.2 電位器式傳感器 69

4.3 電容式傳感器 76

4.3.1 電容式傳感器的工作原理 76

4.3.2 電容式傳感器的測量電路 80

4.3.3 電容式傳感器的應用 83

4.4 電感式傳感器 85

4.4.1 自感式傳感器 85

4.4.2 互感式傳感器 93

4.5 渦流式傳感器 100

4.5.1 渦流式傳感器的工作原理 100

4.5.2 渦流式傳感器的測量電路 103

4.5.3 渦流式傳感器的應用 104

4.6 壓電式傳感器 107

4.6.1 壓電效應 107

4.6.2 壓電元件的等效電路 110

4.6.3 壓電式傳感器的測量電路 111

4.6.4 壓電式傳感器的應用 115

4.7 磁電感應式傳感器 117

4.7.1 恆定磁通式磁電傳感器 117

4.7.2 變磁通式磁電傳感器 118

4.7.3 磁電感應式傳感器的測量電路 118

4.7.4 磁電感應式傳感器的應用 119

4.8 霍爾式傳感器 120

4.8.1 霍爾效應與霍爾元件的材料 120

4.8.2 霍爾元件的構造及測量電路 122

4.8.3 霍爾元件的類型 123

4.8.4 霍爾式傳感器的應用 124

4.9 光電式傳感器 125

4.9.1 光電效應 125

4.9.2 光電器件及其特徵 126

4.9.3 光電式傳感器的測量電路 132

4.9.4 光電式傳感器的應用 136

4.10 熱電式傳感器 139

4.10.1 熱電阻傳感器 139

4.10.2 熱電偶傳感器 141

4.10.3 熱敏電阻 148

4.11 光纖傳感器 150

4.11.1 光纖傳感器的原理和分類 150

4.11.2 光纖傳感器的應用 158

習題 161

第5章 測試信號調理電路 164

5.1 電橋電路 164

5.1.1 直流電橋 164

5.1.2 交流電橋 166

5.2 信號放大電路 167

5.2.1 基本放大電路 168

5.2.2 測量放大器 170

5.3 信號的調製與解調 170

5.3.1 信號的調幅與解調 171

5.3.2 信號的調頻與解調 172

5.4 濾波器 174

5.4.1 模擬濾波器的原理與分類 175

5.4.2 濾波器的基本參數 176

5.4.3 RC濾波器 177

5.4.4 數字濾波器 179

習題 183

第6章 信號顯示與記錄儀表 184

6.1 概述 184

6.2 模擬式電壓表 184

6.3 數字萬用表 189

6.4 筆式記錄儀 192

6.5 數字式存儲示波器 193

6.6 磁帶記錄儀 194

習題 197

第7章 測試技術在機械工程中的應用 198

7.1 位移的測量 198

7.1.1 常用的位移傳感器 198

7.1.2 位移傳感器的應用——物位的測量 201

7.2 應變、力和扭矩的測量 202

7.2.1 應變的測量 202

7.2.2 力的測量 204

7.2.3 扭矩的測量 207

7.3 振動的測試 209

7.3.1 機械振動測試的主要內容 210

7.3.2 機械振動參數的測試 210

7.3.3 振動系統特性參數的測試 212

7.4 壓力的測試 213

7.4.1 概述 213

7.4.2 常用的壓力傳感器 214

7.5 流量的測試 217

7.5.1 流量的表示方法 217

7.5.2 常用流量計 217

7.6 温度的測量 222

7.6.1 温度測量概述 222

7.6.2 測温方法與測温傳感器的分類 223

7.6.3 常用測温計 223

7.7 轉速測量 225

7.7.1 磁電式、光電式和霍爾式轉速傳感器 225

7.7.2 數字式頻率計 227

7.7.3 機械式轉速錶 228

7.7.4 發電式轉速錶 229

習題 230

第8章 計算機測試系統 231

8.1 概述 231

8.2 數據採集系統 233

8.2.1 多路模擬開關 233

8.2.2 採樣/保持電路 237

8.2.3 模數轉換器和數模轉換器 241

8.2.4 數據採集系統的構成方式 246

8.3 自動測試系統 247

8.3.1 自動測試系統的結構及特點 247

8.3.2 自動測試系統的發展歷程 248

8.3.3 自動測試系統的總線技術 251

8.4 智能儀器 253

8.4.1智能儀器的組成 253

8.4.2 智能儀器的性能特點 254

8.4.3 智能儀器的典型功能 254

8.4.4 智能儀器的發展趨勢 255

習題 256

第9章 現代測試技術的發展方向 257

9.1 測試技術的發展方向 257

9.1.1 新型傳感器不斷出現 257

9.1.2 測試系統的小型化、微型化及集成化 258

9.1.3 虛擬儀器化 258

9.1.4 測試系統的智能化 258

9.1.5 測試系統的網絡化 258

9.1.6 軟測量技術的發展 260

9.2 虛擬儀器技術 261

9.2.1 虛擬儀器概述 262

9.2.2 虛擬儀器的構成 262

9.2.3 虛擬儀器的特點 265

9.2.4 虛擬儀器設計示例 266

習題 274

參考文獻 275 ^[1]