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绪论1

一、测试技术及其发展1

二、测试系统的组成2

三、学科特点和重点内容3

第一章 测试系统的基本特性5

第一节 线性系统的基本特性5

第二节 测量装置的静态特性6

一、灵敏度6

二、分辨力与分辨率7

三、线性度7

四、回程误差8

五、稳定度和漂移8

第三节 测量装置的动态特性9

一、传递函数9

二、频率响应函数10

三、脉冲响应函数11

四、环节的串联和并联11

五、一阶、二阶系统的特性13

第四节 测量装置的响应18

一、系统对任意输入的响应18

二、系统对单位阶跃输入的响应19

第五节 测量装置的不失真测试21

一、失真测试的原因21

二、实现不失真测试的条件22

三、测试系统的不失真设计23

第六节 测量装置动态特性的测试方法23

一、频率响应法24

二、阶跃响应法25

第七节 测试系统误差分析27

一、测量误差的基本概念27

二、误差的分类28

三、随机误差29

四、系统误差33

五、粗大误差36

六、测量结果的处理步骤39

第二章 传感器41

第一节 概述41

第二节 电阻式传感器42

一、电位器式传感器42

二、电阻应变片式传感器43

三、压阻式传感器46

第三节 电感式传感器46

一、自感式传感器47

二、互感式传感器（差动变压器）48

三、电涡流式传感器50

第四节 电容式传感器52

一、工作原理和主要类型52

二、电容式传感器的测量电路54

三、电容式传感器的应用55

第五节 磁电式传感器57

一、磁电感应式传感器57

二、霍尔式传感器59

第六节 压电式传感器62

一、工作原理62

二、压电材料63

三、压电式传感器的等效电路及负载特性63

第七节 光电式传感器64

一、光电效应64

二、光电传感元件65

三、光电传感器的检测电路及其应用68

第八节 热电式传感器69

一、金属热电阻70

二、半导体热敏电阻70

三、热电偶73

第九节 半导体式传感器77

一、湿敏式传感器78

二、气敏式传感器79

三、色敏式传感器79

四、CCD图像传感器81

第十节 生物传感器83

一、生物传感器概述83

二、生物活性物质固化技术与测量方式85

三、酶传感器88

四、微生物传感器88

五、免疫传感器89

六、生物传感器的应用及发展方向90

第十一节 传感器的选用原则91

第三章 信号调理、记录和传输94

第一节 电桥电路94

一、直流电桥及其平衡条件94

二、交流电桥及其平衡条件96

三、电感电桥和电容电桥97

四、恒流源电桥99

五、等臂电桥的加减特性99

六、不等臂对称电桥的特性102

七、多个电桥的串、并联104

八、电桥的非线性误差105

九、电桥的读数方法105

第二节 信号的放大106

一、测量放大器107

二、载波放大器111

三、电荷放大器116

第三节 信号的变换与滤波119

一、信号变换119

二、信号滤波124

第四节 信号的记录130

一、磁带记录器130

二、磁盘记录与光盘记录134

三、光线示波器141

四、笔录仪141

第五节 测量信号的传输142

一、测量信号的长线传输142

二、测量信号的无线传输145

三、回转工作部件测量信号的传输——集流环150

第四章 信号分析与处理154

第一节 信号的基本特征154

一、信号分类154

二、周期信号155

三、瞬态信号157

四、随机信号159

第二节 信号的频域特性分析161

一、周期信号的频谱161

二、傅里叶变换164

三、非周期信号的频谱165

四、自功率谱、自功率谱密度、自能量谱密度167

五、信号的互功率谱169

六、频响函数、相干函数和脉冲响应函数171

第三节 信号的相关分析173

一、相关概念173

二、自相关函数174

三、互相关函数176

第四节 信号的幅值域分析177

一、概率密度函数178

二、概率分布函数178

三、高斯过程179

四、概率密度函数与信号特征参数的关系180

第五节 信号处理技术基础180

一、数字信号分析仪的一般原理181

二、模／数和数／模转换181

三、采样定理及抗混滤波器184

四、加窗、能量泄漏及栅栏效应186

五、数字信号分析仪中的平均处理190

第六节 小波变换简介192

一、连续小波变换192

二、小波变换的性质193

三、小波逆变换（反演）194

四、几种常见的基本小波194

第五章 机械工程典型参数测量技术197

第一节 力和转矩的测量197

一、力的测量197

二、转矩测量215

第二节 位移测量218

一、变阻式位移测量原理219

二、应变片式位移测量原理221

三、电感式位移测量原理223

四、磁敏式位移测量原理225

五、超声式位移测量原理226

六、光栅式数字位移测量原理227

第三节 速度测量230

一、角速度测量230

二、线速度测量235

第四节 振动测量242

一、常用测振传感器的原理与特点242

二、惯性式传感器的测振原理244

三、压电式加速度传感器的结构与安装246

四、振动的激励249

五、振动参数的测试方法254

六、测振装置的标定257

第五节 噪声测量260

一、声学的基本概念260

二、声级计264

三、噪声的测量方法266

四、测量数据处理269

第六节 机械故障的振动诊断方法273

一、机械故障诊断概述273

二、机械故障的振动诊断技术275

三、典型零部件的故障特征与诊断279

第六章 食品工程典型参数测量技术284

第一节 食品工程测量概述284

第二节 温度测量285

一、温度标准285

二、温度测量方法286

三、热流测量292

第三节 压力、流速、流量测量294

一、压力测量294

二、真空测量298

三、流速测量301

四、流量测量303

五、压力和流量测量装置的标定307

第四节 湿度、含水量的测量309

一、湿度测量309

二、含水量测量314

第五节 食品成分的快速检测技术316

一、近红外光谱吸收法快速、无损检测食品成分317

二、基于水果声学特性的无损检测技术321

三、基于X射线分析的无损检测技术322

四、基于水果电、磁特性的无损检测技术322

第七章 环境工程典型参数测量技术325

第一节 环境污染325

一、水污染325

二、大气污染327

三、土壤污染327

四、放射性污染328

五、噪声污染328

六、环境生物污染328

第二节 环境工程监测中常用的几种仪器及其分析方法328

一、仪器分析方法的分类329

二、环境污染物质的分析监测方法或仪器329

第三节 分光光度法333

一、光的吸收定律（朗伯—比尔定律）333

二、吸收光谱曲线333

三、紫外可见分光光度计334

四、红外分光光度计336

五、原子吸收分光光度计339

第四节 色谱分析法341

一、气相色谱法341

二、气相色谱仪342

三、高效液相色谱法346

四、高效液相色谱仪347

第五节 电位分析法347

一、参比电极348

二、指示电极348

三、电位分析法的应用348

第六节 物理分析法351

一、废气成分分析351

二、CO2气体传感器及其应用353

三、颗粒污染物质——飘尘的测定355

四、放射性剂量的测量355

第七节 人工气候环境的监测与控制357

一、人工气候室环境因素的监测357

二、人工气候室的环境控制358

第八章 工程测试技术的新发展361

第一节 虚拟仪器技术361

一、虚拟仪器概述361

二、虚拟仪器的构成与特点362

三、虚拟仪器开发平台简介364

四、虚拟仪器的发展371

第二节 精确农业中的测试技术371

一、精确农业概述371

二、GPS定位组成、定位原理和特点372

三、作物产量分布图的生成377

四、农业生物信息采集技术380

第三节 图像处理在农业中的应用381

一、图像处理技术概述381

二、计算机图像处理系统381

三、数字图像处理的基本内容382

四、图像处理在农业中的应用383

主要参考文献387