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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