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目录1

前言1

绪论1

0.1 测试技术的任务和重要性1

0.2 测试过程和测试系统的组成3

0.3 课程的对象和要求4

第1章 测试系统及其基本特性7

1.1 测试系统的组成7

1.2 测试系统的数学描述10

1.3 线性系统的主要特性12

1.4 测试系统的静态特性13

1.4.2 灵敏度14

1.4.1 静态传递方程与定度曲线14

1.4.3 线性度15

1.4.4 回程误差15

1.4.5 稳定性16

1.5 测试系统的动态特性16

1.5.1 测试系统动态传递特性的频域描述17

1.5.2 测试系统动态传递特性的时域描述23

1.5.3 测试系统动态特性参数的识别25

1.6 测试系统的级联30

1.7 测试系统不失真传递信号的条件31

习题33

参考文献34

2.1.1 信号的概念及其描述方法35

第2章 测试系统中的信号分析35

2.1 信号的分类35

2.1.2 信号分类36

2.1.3 信号分析中的常用函数40

2.2 信号的时域统计分析41

2.2.1 均值42

2.2.2 均方值42

2.2.3 方差42

2.3 信号的幅值域分析42

2.3.1 概率密度函数42

2.3.2 概率分布函数44

2.4 信号的频域分析44

2.4.1 周期信号的频谱45

2.4.2 非周期信号的频谱50

2.4.3 随机信号的频谱58

2.5 信号的相关分析61

2.5.1 相关函数61

2.5.2 相关函数的性质62

2.5.3 随机信号的相关函数与其频谱的关系65

2.6 卷积66

2.6.1 含有单位脉冲函数δ（t）的卷积67

2.6.2 时域卷积定理67

2.6.3 频域卷积定理69

2.6.4 卷积与相关之间的关系70

习题71

参考文献72

第3章 测试系统中的数据采集与处理73

3.1 数据采集原理73

3.1.1 采样定理74

3.1.2 量化78

3.1.3 编码80

3.2 数据采集系统82

3.2.1 数据采集系统的基本组成82

3.2.2 数据采集系统的主要性能指标84

3.2.3 数据采集系统的结构形式85

3.3.1 放大89

3.3 信号调理原理89

3.3.2 滤波91

3.3.3 隔离93

3.4 数字信号处理94

3.4.1 离散傅里叶变换94

3.4.2 快速傅里叶变换（FFT）98

3.4.3 基于DFT的数字信号处理99

3.4.4 FFT分析仪简介100

3.5 数字信号处理中的若干问题102

3.5.1 FFT的谱分析极限102

3.5.2 频率混叠现象及其抑制103

3.5.3 信号的截断与泄漏105

3.5.4 常用窗函数及其特性108

习题110

参考文献111

第4章 振动测试系统112

4.1 测振传感器112

4.1.1 压电式加速度传感器112

4.1.2 电阻应变式与压阻式加速度传感器117

4.1.3 磁电式速度传感器118

4.1.4 涡流式位移传感器119

4.2 振动测试系统120

4.2.1 振动测试基本方法120

4.2.2 测振系统的定度和校准124

4.3 振动测试的应用126

4.3.1 瞬态激振测试126

4.2.3 测试方案的制定和测试系统的选择126

4.3.2 机械阻抗测试129

4.3.3 振动模态测试133

习题136

参考文献138

第5章 噪声测试系统139

5.1 声学基本概念139

5.1.1 声波和噪声139

5.1.2 噪声的物理度量140

5.1.3 声压级的叠加、扣除和平均143

5.2 噪声的频谱和频带147

5.2.1 窄带频谱和声压谱级148

5.2.2 频带声压级与倍频程频谱148

5.3.1 纯音的主观评价152

5.3 噪声的主观评价152

5.3.2 宽度噪声的主观评价153

5.4 声（压）级测量和常用仪器156

5.4.1 测量传声器157

5.4.2 声级计160

5.4.3 工业噪声现场测量163

5.5 声强测量165

5.5.1 声强测量原理165

5.5.2 声强测量仪器167

5.5.3 声强测量的应用170

习题171

参考文献172

第6章 应变测试系统173

6.1 应变片及电阻应变式传感器173

6.1.1 金属线材的应变效应173

6.1.2 应变片的工作原理174

6.1.3 应变片的主要参数及其选用176

6.1.4 电阻应变式传感器177

6.2 应变测量电路180

6.2.1 直流电桥180

6.2.2 交流电桥182

6.2.3 调制与解调183

6.3 布片与组桥188

6.4 提高应变测量精度的措施191

习题194

参考文献196

第7章 转速、转矩及功率测量系统197

7.1 转速测量197

7.1.1 离心式转速测量197

7.1.2 磁性转速测量197

7.1.3 测速发电机198

7.1.4 频率输出的转速测量201

7.2 转矩及功率测量204

7.2.1 转矩测量传感器204

7.2.2 转矩及功率测量系统207

习题209

参考文献210

第8章 温度测量系统211

8.1 热电偶测温系统211

8.1.1 测温原理211

8.1.2 系统结构213

8.1.3 测温系统的正确使用214

8.2 热电阻测温系统215

8.2.1 测温原理215

8.2.2 系统结构219

8.2.3 系统的正确使用220

8.3 其他接触式测温系统221

8.3.1 数字式测温系统221

8.3.2 膨胀式测温系统222

8.4.1 红外测温系统223

8.4 非接触式测温系统223

8.5 半导体PN结测温系统229

习题230

参考文献230

第9章 流量测量系统232

9.1 流量测量的基本知识232

9.1.1 流量测量基本概念232

9.1.2 管内流动基本知识233

9.2 流量测量仪表237

9.2.1 流量测量仪表的分类237

9.2.2 流量测量仪表的测量特性237

9.2.3 靶式流量计238

9.2.4 涡轮流量计240

9.2.5 电磁流量计242

9.2.6 旋涡流量计245

9.3 流量仪器的标定249

9.3.1 流量仪表的校验方法249

9.3.2 流量标准装置的作用251

9.3.3 液体流量标准装置251

9.3.4 静态容积法液体流量计标定252

9.3.5 标准流量计法255

9.3.6 现场在线流量校验装置255

习题257

参考文献257

10.1.1 力的基本概念258

10.1 概述258

第10章 力、压力测量系统258

10.1.2 压力的基本概念259

10.1.3 基本的力、压力测量系统260

10.2 应变式力、压力测量系统262

10.2.1 测力传感器弹性元件及计算公式262

10.2.2 应变式测力传感器举例264

10.2.3 应变式压力传感器265

10.3 压电式力、压力测量系统267

10.3.1 压电效应与压电材料268

10.3.2 压电敏感元件268

10.3.3 压电式传感器的等效电路和前置放大器269

10.3.4 压电式力传感器与压力传感器271

10.3.5 压电式力、压力测量系统构成与应用实例274

10.4 压磁式测力系统276

10.4.1 压磁效应与压磁元件276

10.4.2 压磁式力传感器工作原理277

10.4.3 压磁式力传感器结构277

10.5 位移式测力系统278

10.5.1 电容式压力传感器278

10.5.2 电感式压力传感器279

10.5.3 涡流式压力传感器279

10.6 力、压力测量系统的标定280

10.6.1 压力测量系统的静态标定280

10.6.2 压力测量系统的动态标定281

10.6.3 力测量系统的标定285

习题286