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第1章 概论1

1.1测试技术概述1

1.2测试系统的组成2

1.2.1试验装置2

1.2.2测量装置2

1.2.3数据处理装置3

1.2.4记录装置3

1.3测试技术的发展趋势5

1.4本书主要内容和学习要求5

习题与思考题6

第2章 测试系统特性分析7

2.1测试系统概述7

2.2测试系统的静态特性分析9

2.2.1静态传递方程9

2.2.2线性度9

2.2.3灵敏度10

2.2.4分辨力10

2.2.5迟滞误差（回程误差）11

2.2.6漂移11

2.2.7重复性11

2.2.8稳定性11

2.3测试系统的动态特性12

2.3.1频率响应函数及频率特性13

2.3.2脉冲响应函数14

2.3.3常见测试系统的动态特性15

2.3.4测试系统动态特性参数的识别19

2.5测试系统不失真测量的条件22

2.6测试系统的抗干扰及负载效应24

2.6.1测试系统的干扰24

2.6.2测试系统的抗干扰设计24

2.6.3测试系统的负载效应26

习题与思考题27

第3章 信号转换与调理29

3.1放大电路29

3.1.1反相放大器30

3.1.2同相放大器30

3.1.3差动放大器30

3.1.4交流放大电路31

3.1.5电荷放大器32

3.1.6测量放大器32

3.1.7隔离放大器34

3.2测量电桥34

3.2.1直流电桥34

3.2.2交流电桥37

3.3调制与解调38

3.3.1调制的类型38

3.3.2调幅及其解调40

3.4滤波器42

3.4.1滤波器的分类43

3.4.2理想滤波器43

3.4.3实际滤波器44

3.4.4无源滤波器45

3.4.5有源滤波器46

3.4.6滤波器的应用47

习题与思考题48

第4章 测试信号分析与处理50

4.1信号的概念和分类50

4.1.1信号的概念50

4.1.2信号的分类51

4.2信号的时域分析55

4.2.1均值55

4.2.2均方值55

4.2.3方差55

4.2.4波形图56

4.3信号的幅值域分析56

4.3.1概率密度函数56

4.3.2概率分布函数57

4.3.3直方图分析58

4.4信号的频域分析59

4.4.1周期信号的频谱60

4.4.2非周期信号的频谱64

4.4.3随机信号的频谱68

4.5信号的相关分析71

4.5.1相关函数71

4.5.2相关函数的性质及物理含义71

4.5.3随机信号的相关函数与其频谱的关系72

4.6数字信号分析与处理73

4.6.1数据采集73

4.6.2信号数字化与采样定理76

4.6.3离散傅里叶变换79

4.6.4 DFT及其变换过程出现的问题82

4.6.5 DFT常用窗函数及其特性88

习题与思考题89

第5章 虚拟仪器测试系统92

5.1虚拟仪器概述92

5.1.1虚拟仪器的概念92

5.1.2虚拟仪器系统的组成93

5.1.3虚拟仪器的开发平台96

5.2信号调理器和数据采集卡96

5.2.1概述96

5.2.2数据采集卡97

5.2.3信号调理器98

5.3软件开发平台LabVIEW99

5.3.1 LabVIEW应用程序的构成99

5.3.2 LabVIEW的操作模板100

5.3.3 VI程序设计方法104

5.4 LabVIEW信号分析与处理105

5.4.1信号的产生105

5.4.2 FFT变换106

5.4.3窗函数106

5.4.4数字滤波器107

5.5基于虚拟仪器的测试系统组建实例108

5.5.1测试系统硬件设计108

5.5.2测试系统软件设计110

习题与思考题114

第6章 振动参数的测量115

6.1振动测量方法115

6.1.1概述115

6.1.2振动的分类116

6.1.3振动测量方法116

6.2振动测量系统117

6.2.1振动测试仪器的分类117

6.2.2常用振动测试系统118

6.3激振设备118

6.3.1力锤激振器119

6.3.2电磁式激振器119

6.3.3电动式激振器121

6.3.4电液式激振器122

6.4测振传感器122

6.4.1测振传感器的类型122

6.4.2惯性式测振传感器的工作原理123

6.4.3相对式测振传感器的工作原理125

6.4.4压电式加速度传感器126

6.4.5磁电式速度传感器127

6.4.6涡流式位移传感器129

6.4.7选择测振传感器的原则130

6.5机械阻抗测量与实验模态分析130

6.5.1机械阻抗测量130

6.5.2实验模态分析131

习题与思考题133

第7章 机械噪声测量134

7.1机械噪声概述134

7.1.1机械噪声分类134

7.1.2噪声基本参数134

7.2噪声测量设备137

7.2.1声级测量137

7.2.2声强测量140

7.3噪声频谱分析143

7.3.1窄带频谱和声压谱级143

7.3.2频带声压级与倍频程频谱144

7.4噪声控制145

7.4.1噪声控制的基本原理145

7.4.2机械噪声控制146

7.5车内噪声测量148

7.5.1测试内容及分析系统148

7.5.2测试结果与分析149

习题与思考题150

第8章 力、扭矩测量151

8.1电阻应变片151

8.1.1电阻应变片工作原理151

8.1.2电阻应变片的结构152

8.1.3电阻应变片的应用153

8.2力传感器154

8.2.1应变测力传感器154

8.2.2压电式测力传感器156

8.2.3压阻式测力传感器156

8.2.4压磁式测力传感器157

8.2.5动态切削力的测量157

8.3扭矩传感器159

8.3.1扭矩概述159

8.3.2扭矩传感器159

8.4机械传动效率测量162

8.4.1传动效率测量原理162

8.4.2传动效率测试系统163

习题与思考题164

第9章 机械几何量的测量166

9.1几何量测量方法与测量夹具166

9.1.1几何量测量的概念166

9.1.2几何量测量的四大要素166

9.1.3几何量测量系统的组成167

9.1.4测量夹具168

9.2位移测量170

9.2.1常见位移传感器170

9.2.2位移测量应用实例180

9.3转速测量181

9.3.1常见转速传感器181

9.3.2转速测量实例185

9.4三坐标测量机及其应用186

9.4.1三坐标测量机类型和结构186

9.4.2三坐标测量机的测量189

9.4.3三坐标测量机的应用190

习题与思考题192

第10章 测试技术在机械故障诊断中的应用193

10.1机械故障诊断的内容193

10.1.1信息采集194

10.1.2信号处理194

10.1.3状态识别194

10.1.4诊断决策194

10.2机械故障诊断技术194

10.2.1状态特征信号194

10.2.2振动判别标准195

10.3滚动轴承故障诊断及其应用实例196

10.3.1滚动轴承故障的基本形式196

10.3.2滚动轴承的故障振动分析197

10.3.3滚动轴承振动监测诊断技术199

10.3.4滚动轴承故障诊断实例202

10.4齿轮故障诊断及其应用实例207

10.4.1齿轮常见故障207

10.4.2齿轮振动监测诊断技术208

10.4.3齿轮故障诊断实例211

习题与思考题213

第11章 测试技术在自动控制中的应用214

11.1测试技术在工业机器人中的应用214

11.1.1零位和极限位置的检测215

11.1.2位移量的检测215

11.1.3速度、加速度的检测216

11.2测试技术在数控机床与加工中心中的应用217

11.2.1传感器在位置反馈系统中的应用217

11.2.2传感器在速度反馈系统中的应用218

11.2.3传感器在位置检测中的应用219

11.3测试技术在汽车机电一体化中的应用220

11.3.1汽车用传感器220

11.3.2传感器在发动机中的典型应用224

11.3.3传感器在汽车空调系统中的应用227

习题与思考题228

参考文献229