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1 测量的基础知识1

1.1测试技术的内涵及任务1

1.2测量的基本概念2

直接测量2

间接测量3

1.3标准3

SI的构成3

SI基本单位4

1.4测试系统的基本要求及特性5

测试系统的基本要求5

测试系统的基本特性6

1.5非电量电测系统的组成8

1.6测试技术的发展方向10

1.7本书特点及教学目的11

习题12

2 工程信号描述及其分析方法13

2.1概述13

2.2工程信号的分类13

确定性信号15

随机信号16

2.3周期信号描述17

周期信号的分解和频谱17

周期信号的可测性分析23

2.4时限信号（瞬态信号）描述26

时限信号的分解和频谱26

时限信号与周期信号的异同点28

时限信号的可测性分析29

2.5随机信号描述29

随机信号的特征参数29

随机信号的特征估计33

2.6信号分析方法的应用36

信号相关的物理解释和工程应用37

功率谱的应用40

2.7典型激励信号描述41

冲激函数及其谱分析41

单位阶跃信号及其谱分析43

单位斜坡信号及其频谱45

习题45

3 测试系统的基本特性47

3.1概述47

3.2测试特性的获得48

端点连线法49

最小二乘法49

3.3测试系统的静态特性52

灵敏度52

量程及测量范围53

非线性53

迟滞性54

重复性54

准确度55

分辨率55

漂移55

3.4测试系统的动态特性56

动态参数测试的特殊问题56

测试系统的数学模型57

3.5测试系统的动态特性分析60

典型系统的频率响应60

典型激励的系统瞬态响应64

3.6测试系统无失真测试条件67

3.7测试系统的动态特性参数获取方法68

3.8动态误差修正70

频域修正方法70

时域修正方法71

习题71

4 计算机测试技术72

4.1概述72

智能测量仪器72

计算机自动测试系统72

计算机数据处理73

4.2采样74

采样过程74

采样定理75

量化76

4.3计算机辅助测试技术中的接口技术77

概述77

RS-232C标准接口总线78

GPIB标准接口总线81

4.4总线系统86

VXI总线系统86

PXI总线系统88

4.5虚拟仪器系统90

概述90

虚拟仪器的结构及特点91

虚拟仪器的系统组成92

VXIplug&play93

虚拟仪器软件开发平台94

4.6计算机辅助测试系统及其应用95

多通道数据采集系统95

微型计算机在火箭发动机测试中的应用97

习题97

5 测试结果及误差分析99

5.1概述99

5.2实验数据的表示方法99

表格法99

图解法100

经验公式100

有效数字及数据修约101

5.3回归分析及其应用101

一元线性回归101

多元线性回归104

非线性回归105

回归分析应用举例106

5.4误差的定义及分类107

误差的概念107

误差的分类108

误差的表示方法109

表征测量结果质量的指标109

5.5不确定度评定的基本知识110

有关不确定度的术语110

产生测量不确定度的原因和测量模型110

5.6标准不确定度的A类评定112

单次测量结果试验标准差与平均值试验标准差112

最小二乘法116

不确定度A类评定的独立性117

A类不确定度评定的自由度和评定度117

5.7标准不确定度的B类评定118

B类不确定度评定的信息来源118

B类不确定度的评定方法118

B类标准不确定度评定的流程122

5.8合成标准不确定度的评定122

输入量不相关时不确定度的合成122

输入量相关时不确定度的合成123

合成标准不确定度的自由度124

合成不确定度的计算流程125

5.9扩展不确定度的评定及报告形式126

扩展不确定度的评定126

测量不确定度的报告与表示126

习题128

6 信号调理电路及指示记录装置130

6.1滤波器130

滤波器分类130

理想滤波器131

实际滤波器133

模拟滤波器的应用138

常用数字滤波器139

6.2信号放大电路141

6.3调幅解调145

调幅与解调原理145

调幅波的波形失真146

典型调幅波及其频谱148

6.4调频解调149

调频波及其频谱149

直接调频与鉴频151

应用举例152

6.5记录仪器153

磁带记录仪153

瞬态波形记录分析仪157

习题158

7 应变电测技术159

7.1电阻应变片159

电阻应变片的结构和工作原理159

电阻应变片的种类、材料和参数162

应变片的黏贴166

7.2电阻应变片的温度误差及补偿168

温度误差及其产生原因168

温度补偿方法169

7.3电阻应变片的信号调理电路170

直流电桥170

交流电桥172

等臂对称电桥的“相邻相减、相对相加”特性174

7.4电阻应变仪176

电阻应变仪的分类及其特点176

载波放大式应变仪的组成及工作原理177

电标定及电标定桥177

常用电阻应变仪主要电路的特点178

7.5测量中应变片的排列与接桥180

应变式传感器180

各种载荷测量中应变片的排列和连桥181

7.6应力与应变测量185

单向应力状态185

主应力方向已知的平面应力状态185

主应力方向未知的平面应力状态186

习题188

8 压电测量技术190

8.1压电式传感器的工作原理190

压电效应190

压电常数和表面电荷的计算192

压电元件的基本变形193

8.2压电材料194

石英压电晶体195

压电陶瓷196

压电元件常用结构形式197

8.3压电式传感器的等效电路198

8.4压电式传感器的信号调节电路199

电压放大器（阻抗变换器）199

电荷放大器203

8.5压电式传感器的应用204

压电式测力传感器204

压电式加速度传感器205

压电阻抗头207

8.6压电式传感器的误差208

8.7常用压电测量仪器简介209

5011B型电荷放大器209

拉、压力的石英力传感器210

三分量力传感器210

习题210

9 光电测量技术212

9.1光源212

9.2光电器件213

外光电效应的光电器件214

内光电效应的光电器件216

光电耦合器件223

电荷耦合器件223

光电位置敏感器件225

9.3光纤传感器230

光纤的结构和传输原理231

几种常用的光纤传感器232

9.4红外传感器234

红外辐射235

红外探测器235

9.5光栅237

9.6光电编码器239

9.7光电应用举例241

习题244

10 温度测量技术245

10.1概述245

10.2测温法分类及仪器设备245

10.3热电偶246

热电效应及测温原理247

热电回路的基本定律248

热电偶的种类249

热电偶的冷端温度补偿253

热电偶的实用测温电路254

温度测量的动态误差修正257

10.4热电阻温度计258

金属丝热电阻258

热敏电阻260

10.5温度测量应用举例262

习题262

11 噪声测量技术263

11.1噪声测试的物理学基本知识263

声波、声速和波长263

声波、声场和波阵面264

声压、声强和声功率264

声级和分贝265

11.2人对噪声的主观量度266

响度与响度级267

声级计的计权网络、A声级268

等效连续声级269

噪声评价曲线269

11.3噪声测量仪器270

传声器270

声级计272

噪声分析仪274

11.4噪声测量方法275

测试环境对噪声的影响275

声压级测量275

声功率级测试277

声强的测试278

习题279

12 压力测量技术280

12.1概述280

压力的定义280

压力的计量单位281

压力测量分类281

12.2塑性测压法281

概述281

铜柱测压法282

铜球测压法284

12.3弹性测压法285

应变式压力传感器285

压阻式压力传感器288

压电式压力传感器289

压力测量系统292

12.4动态压力测量的管道效应292

直管道情况293

有腔室和管道的情况293

12.5测压系统的标定293

测压系统的静态标定293

测压系统的动态标定294

习题300

13 位移、速度、加速度测量301

13.1位移测量301

电感式位移测量系统302

电容式位移测量系统308

电涡流式位移测量系统310

13.2速度测量313

微积分电路法313

平均速度法313

瞬时速度法314

转速测量317

13.3加速度测量318

惯性式加速度计319

应变式加速度计320

压电加速度计321

习题325

14 流量检测326

14.1概述326

流量测量的基本知识326

流量检测方法329

流量仪表的主要技术参数330

14.2常用流量计330

容积法流量计330

差压式流量计331

速度法流量计333

14.3流量计的标定340

习题341

15 机械振动测试342

15.1概述342

15.2测振系统的组成及合理选择343

测振系统的组成343

振动系统的合理选用344

传感器的安装346

15.3振动系统特性测试347

激振方式347

机械结构参数的估计352

15.4机械阻抗测试355

机械阻抗的基本概念355

几种典型机械导纳定义356

15.5振动分析方法及仪器357

习题359

参考文献361