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绪论1

0.1测试技术的内涵1

0.2测试技术在现代工业生产中的作用和地位2

0.3测试技术的内容与测试系统的组成5

0.3.1测试技术的主要内容5

0.3.2测试系统的组成5

0.4测试技术的发展状况7

0.4.1测试技术的发展方向7

0.4.2本学科的发展8

0.4.3计算机测试技术的发展9

0.4.4现代工程技术的推动10

0.5本教材的特点和教学要求11

习题12

第1章 信号分析基础13

1.1信号的分类与描述13

1.1.1信号的时域描述和频域描述13

1.1.2信号常见的表现形式14

1.1.3信号的分类方法15

1.1.4常见信号及其运算法则22

1.2周期信号及其频谱26

1.2.1傅里叶级数的三角展开式26

1.2.2傅里叶级数的复指数级数展开式29

1.2.3周期信号的频谱及其特点32

1.2.4周期信号的强度表述35

1.2.5典型周期信号的傅里叶级数及其强度描述35

1.3非周期信号及其频谱36

1.3.1傅里叶变换36

1.3.2非周期信号的频谱37

1.3.3傅里叶变换的主要性质39

1.3.4几种典型非周期信号的傅里叶变换45

1.3.5周期信号的傅里叶变换50

1.4随机信号52

1.4.1随机信号的基本概念52

1.4.2随机信号的主要特征参数53

1.4.3随机信号的相关分析57

1.4.4随机信号的功率谱密度分析66

1.4.5相干函数69

习题70

第2章 测试系统的基本特性73

2.1概述73

2.1.1测试系统的基本要求73

2.1.2线性定常系统及其主要性质74

2.1.3测试系统的特性75

2.2测试系统的静态特性75

2.2.1灵敏度75

2.2.2线性度76

2.2.3回程误差76

2.2.4其他静态特性76

2.2.5测试系统静态特性的标定77

2.3测试系统的动态特性78

2.3.1传递函数78

2.3.2频率响应函数79

2.3.3一阶和二阶系统的动态特性81

2.3.4测试环节的串联与并联85

2.4测试系统在任意激励下的动态响应86

2.4.1测试系统在脉冲激励下的响应87

2.4.2测试系统在单位阶跃激励下的响应88

2.4.3测试系统在任意激励下的响应90

2.5测试系统实现不失真测试的条件91

2.5.1实现不失真测试的时域和频域条件91

2.5.2各阶系统实现不失真测试的条件93

2.6测试系统动态特性参数的测定93

2.6.1频率响应法94

2.6.2阶跃响应法96

习题98

第3章 传感器原理99

3.1传感器概述99

3.1.1传感器的组成99

3.1.2传感器的分类100

3.1.3传感器的发展趋势101

3.2参量型传感器102

3.2.1电阻应变式传感器102

3.2.2电容式传感器107

3.2.3电感式传感器114

3.3发电型传感器121

3.3.1磁电式传感器121

3.3.2压电式传感器123

3.3.3热电式传感器130

3.3.4光电式传感器139

3.4 MEMS传感技术151

3.5智能传感器156

3.5.1传感器智能化的技术途径157

3.5.2智能传感器举例158

3.5.3智能传感器的发展前景161

3.6传感器的选用原则162

习题164

第4章 测试信号的转换与调理168

4.1信号的数字化168

4.1.1概述168

4.1.2时域采样、混叠和采样定理170

4.1.3量化和量化误差174

4.1.4截断、泄漏和窗函数175

4.1.5离散信号的频谱分析179

4.2电桥183

4.2.1直流电桥184

4.2.2交流电桥187

4.2.3变压器式电桥189

4.3调制与解调190

4.3.1调幅与解调191

4.3.2调频与鉴频196

4.4滤波原理199

4.4.1滤波器的一般特性199

4.4.2理想滤波器200

4.4.3实际RC滤波器202

4.4.4可实现的典型滤波网络函数207

4.4.5数字滤波技术210

4.4.6滤波原理的综合应用213

4.5数据采集系统简介218

4.5.1数据采集系统的基本功能219

4.5.2数据采集系统的结构形式220

4.5.3数据采集系统的软件222

4.5.4专用数据采集系统223

4.5.5现代测试系统225

4.5.6虚拟测试仪器技术227

习题233

第5章 测试与传感技术的工程应用235

5.1位移、速度、加速度测量技术235

5.1.1位移的测量235

5.1.2速度的测量238

5.1.3加速度的测量244

5.2机械振动测试技术251

5.2.1振动测试系统251

5.2.2振动的激励方式与激振器252

5.2.3振动的测量方式及测振传感器255

5.2.4机械系统的振动参数测试259

5.2.5振动测试的应用260

5.3声学测试技术261

5.3.1声测量传感器与仪器262

5.3.2声音的测量与分析方法264

5.3.3工业和环境噪声的测试与分析266

5.4温度测试技术270

5.4.1温度测量概述270

5.4.2常用的温度测量方法271

5.5应变、压力、流量等的测量276

5.5.1应变的测量276

5.5.2压力的测量279

5.5.3流量的测量287

5.6测试系统的校准297

5.6.1振动测试系统的校准297

5.6.2声级计的校准299

5.6.3压力测量系统的校准299

习题300

参考文献302