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目录1

第一章 绪论1

§1-1测试技术在机械工程中的作用1

§1-2测试工作的任务2

§1-3测试工作的含义和范围3

§1-4测试技术的发展状况3

§1-5课程的研究对象和性质4

第二章 信号及其描述5

§2-1周期信号与离散频谱6

一、傅里叶级数的三角函数展开式6

二、傅里叶级数的复指数函数展开式8

三、周期信号的强度表述10

§2-2非周期信号与连续频谱11

一、傅里叶变换11

二、傅里叶变换的主要性质13

三、几种典型信号的频谱16

§2-3随机信号20

一、概述20

二、随机信号的主要特征参数21

习题23

第三章 测试装置的基本特性25

§3-1概述25

一、对测试装置的基本要求25

二、线性系统及其主要性质26

§3-2测试装置的静态特性27

一、灵敏度27

二、非线性度28

三、回程误差28

§3-3测试装置的动态特性29

一、传递函数29

二、环节的串联和并联30

三、频率响应函数31

四、常见的测试装置的传递函数及其频率响应特性32

§3-4测试装置在典型输入下的动态响应35

一、单位脉冲输入和测试装置的脉冲响应函数35

二、一阶和二阶系统对几种典型输入的响应36

三、在任意输入作用下测试装置的响应38

§3-5实现不失真测试的条件39

§3-6测试装置动态特性的测试40

一、用频率响应法求测试装置的动态特性41

二、用阶跃响应法求测试装置的动态特性41

习题43

第四章 常用的传感器44

§4-1传感器的分类44

*§4-2机械式传感器47

§4-3电阻式传感器48

一、变阻器式传感器48

二、电阻应变式传感器50

§4-4电感式传感器53

一、自感型54

二、互感型——差动变压器式电感传感器57

§4-5电容式传感器58

一、变换原理58

二、测量电路及应用举例60

§4-6压电式传感器62

一、压电效应62

二、压电式传感器及其等效电路63

三、测量电路65

§4-7磁电式传感器66

一、动圈式66

二、磁阻式67

一、磁电转换元件68

*§4-8半导体敏感元件68

二、光电转换元件70

三、热敏电阻、气敏电阻72

*§4-9其它类型检测技术73

一、核辐射检测73

二、红外辐射检测73

三、超声波检测73

四、声发射检测74

五、光导纤维传感器74

§4-10传感器的选用原则74

一、灵敏度74

五、精确度75

四、稳定性75

二、响应特性75

三、线性范围75

六、测量方式76

七、其它76

习题76

第五章 中间转换器78

§5-1电桥78

一、直流电桥78

二、交流电桥80

三、带感应耦合臂的电桥82

§5-2调制与解调82

一、调幅与其解调83

二、调频与其解调86

§5-3滤波器88

一、滤波器分类88

二、理想滤波器89

三、实际RC调谐式滤波器92

四、恒带宽滤波器99

*§5-4模拟、数字转换器101

一、概述101

二、模—数和数—模转换器的基本技术指标101

三、数—模转换器（D/A转换器）103

四、模—数转换器（A/D转换器）104

习题108

§6-1概述110

§6-2显式记录仪器110

一、电位计式记录仪110

二、检流计式记录仪110

第六章 记录仪器110

三、显式记录仪的改进和发展115

§6-3磁带记录器116

一、工作原理116

二、记录方式118

三、走带速度119

习题119

一、相关120

第七章 信号分析120

§7-1相关分析及其应用120

二、自相关函数121

三、互相关函数123

四、自相关、互相关函数的测量与估计126

§7-2功率谱分析及其应用127

一、自功率谱密度函数127

二、互谱密度函数130

*§7-3数字信号处理132

一、数字信号处理的基本步骤133

二、量化和量化误差133

三、采样、混叠和采样定理134

四、截断、泄漏和窗函数136

五、离散傅里叶变换及其快速算法137

六、离散的谱密度估算138

七、应用举例141

习题141

第八章 振动的测试144

§8-1概述144

一、旋转机械的动平衡144

二、机床频率响应测试145

§8-2单自由度系统的受迫振动147

一、由作用在质量上的力所引起的受迫振动147

二、由基础运动所引起的受迫振动148

一、稳态正弦激振149

§8-3振动的激励149

二、随机激振150

三、瞬态激振150

§8-4激振器151

一、电动式激振器152

二、电磁式激振器152

三、电液式激振器154

§8-5振动的测量方法及测振传感器154

一、磁电式速度计155

二、压电式加速度计156

三、伺服式加速度计158

五、测振仪器的合理选择159

四、阻抗头159

§8-6振动的分析方法与仪器160

一、基于带通滤波的频谱分析仪161

二、用相关滤波的振动分析仪161

三、跟踪滤波162

四、数字信号处理方法164

§8-7机械系统振动参数的估计164

一、自由振动法165

二、共振法165

第九章 位移的测量168

§9-1常用的位移传感器168

一、电阻式位移传感器169

二、电阻应变式位移传感器170

三、电感式位移传感器170

四、电容式位移传感器172

五、旋转变压器式角位移传感器173

六、微动同步器式角位移传感器174

七、光栅式数字位移传感器175

§9-2位移测量应用实例179

一、回转轴误差运动的测量179

二、运动部件移动不均匀性的测量183

三、物位的测量184

§10-1应变、应力的测量186

一、应变仪中所用电桥的特性186

第十章 应变和力的测量186

二、应变片的布置和接桥方法187

三、在平面应力状态下测定主应力187

四、提高应变测量精确度的措施190

五、测点的选择191

六、定度和数据处理192

§10-2常用的测力传感器的结构193

一、弹性式193

二、电阻应变式193

三、差动变压器式193

§10-3多向动态力的测量示例——切削力的测定194

一、几种典型的测力仪194

四、电容式194

二、切削测力仪设计和使用特点197

第十一章 流体参量的测量202

§11-1压力的测量202

一、弹性式压力敏感元件202

二、常用压力传感器205

三、压力变送器209

四、压力测量系统的动态特性211

五、压力测量装置的定度213

§11-2流量的测量217

一、常用的流量计217

二、流量计的定度225

参考文献227