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第1章 绪论1

1.1 测试技术概述1

1.2 测试系统的组成3

1.3 测试技术的发展趋势4

1.4 本书主要内容和学习要求7

习题与思考题8

第2章 传感器9

2.1 传感器概述9

2.1.1 传感器的组成与分类9

2.1.2 传感器的选择11

2.2 能量控制型传感器12

2.2.1 电阻式传感器12

2.2.2 电容式传感器19

2.2.3 电感式传感器24

2.3 能量转换型传感器30

2.3.1 压电式传感器30

2.3.2 磁电式传感器34

2.3.3 热电偶传感器36

2.3.4 霍尔传感器38

2.4 光电传感器40

2.4.1 光电器件40

2.4.2 光纤传感器42

2.4.3 光栅传感器44

2.4.4 电荷耦合器件48

2.4.5 红外传感器48

2.5 智能传感器49

2.5.1 智能传感器的组成与功能50

2.5.2 智能传感器的应用50

2.6 项目设计实例53

习题与思考题55

项目设计56

第3章 信号转换与调理58

3.1 信号放大与转换58

3.1.1 信号放大58

3.1.2 信号转换63

3.2 测量电桥74

3.2.1 直流电桥74

3.2.2 交流电桥77

3.3 调制与解调79

3.3.1 调幅及其解调79

3.3.2 调频及其解调83

3.4 滤波器85

3.4.1 滤波器的分类86

3.4.2 滤波器的特性87

3.4.3 RC无源滤波器89

3.4.4 RC有源滤波器90

3.4.5 恒带宽滤波器与数字滤波器简介94

3.4.6 应用MATLAB设计和分析滤波器95

3.5 项目设计实例97

习题与思考题101

项目设计102

第4章 测试信号分析与处理103

4.1 概述103

4.1.1 信号的概念和分类103

4.1.2 信号分析104

4.2 信号的时域分析105

4.2.1 信号的运算105

4.2.2 信号的波形变换105

4.2.3 信号的时域统计参数106

4.2.4 相关分析108

4.3 信号的频域分析113

4.3.1 周期信号及其频谱113

4.3.2 非周期信号及其频谱119

4.3.3 功率谱分析126

4.4 数字信号分析与处理128

4.4.1 采样与采样定理129

4.4.2 离散傅里叶变换及其快速算法130

4.4.3 FFT应用中的若干问题131

4.5 现代信号分析方法简介135

4.6 项目设计实例135

习题与思考题136

项目设计137

第5章 测试系统特性分析139

5.1 测试系统概述139

5.1.1 线性系统及其主要性质139

5.1.2 测量误差141

5.2 测试系统的标定142

5.3 测试系统的静态特性143

5.3.1 测试系统的静态数学模型144

5.3.2 测试系统的静态特性参数145

5.4 测试系统的动态特性148

5.4.1 测试系统的动态数学模型148

5.4.2 测试系统动态特性参数的测量154

5.4.3 实现不失真测量的条件158

5.4.4 负载效应159

5.5 测试系统的抗干扰设计161

5.5.1 电磁干扰161

5.5.2 屏蔽、接地与隔离设计162

5.5.3 电源干扰的抑制164

5.6 项目设计实例165

习题与思考题166

项目设计167

第6章 计算机测试系统168

6.1 计算机测试系统的组成168

6.2 微处理器及其选择171

6.3 嵌入式计算机测试系统173

6.3.1 微处理器173

6.3.2 数据采集系统176

6.3.3 软件设计179

6.4 虚拟仪器测试系统180

6.4.1 虚拟仪器概述181

6.4.2 信号调理器和数据采集卡181

6.4.3 软件开发平台184

6.4.4 LabVIEW中的信号分析与处理工具箱186

6.4.5 LabVIEW在滤波器设计和分析中的应用190

6.5 常用数据处理算法194

6.5.1 概述194

6.5.2 常用数据处理算法194

6.6 机器学习方法200

6.7 设计项目204

习题与思考题204

项目设计205

第7章 机械工程中常见量的测量206

7.1 力、扭矩测量206

7.1.1 拉压力传感器206

7.1.2 压力传感器210

7.1.3 扭矩传感器213

7.1.4 力、应力和压力测试系统的标定218

7.2 位置、位移等的测量220

7.2.1 限位开关220

7.2.2 接近开关220

7.2.3 物位传感器221

7.2.4 位移传感器222

7.3 温度测量229

7.3.1 温度测量方法229

7.3.2 温度传感器分类230

7.3.3 常见温度传感器231

7.3.4 温度传感器的选择233

7.3.5 温度传感器的应用233

7.3.6 温度测量系统的标定234

7.4 振动量的测量235

7.4.1 概述235

7.4.2 振动测量方法236

7.4.3 振动量的测量系统238

7.4.4 常见的振动传感器240

7.4.5 加速度传感器的选择244

7.4.6 振动测量的应用245

7.5 项目设计实例246

习题与思考题247

项目设计248

第8章 机械设备故障诊断技术249

8.1 概述249

8.1.1 机械故障诊断的内容250

8.1.2 机械故障诊断技术251

8.2 声发射诊断技术254

8.2.1 声发射技术254

8.2.2 声发射信号的处理方法254

8.2.3 声发射检测仪器257

8.3 超声波诊断技术258

8.3.1 超声波概述258

8.3.2 超声检测技术260

8.3.3 超声波检测仪器261

8.4 滚动轴承的故障诊断261

8.4.1 滚动轴承故障的检测方法261

8.4.2 滚动轴承故障的振动诊断262

8.4.3 滚动轴承故障的声发射诊断265

8.5 项目设计实例267

习题与思考题269

项目设计270

参考文献271