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目录1

第一篇 机械工程测量基础1

第一章 概论1

§1.1机械工程测量学的任务与对象1

§1.2机械工程测量的主要要求及其指标3

§1.3机械工程测量学的内容6

§1.4机械工程测量学的发展8

2.1.1测量误差的基本概念11

§2.1测量误差及其分类11

第二章 测量误差及数据处理11

2.1.2测量误差的来源12

2.1.3测量误差的分类13

§2.2粗大误差及其剔除14

2.2.1粗大误差剔除的拉依达准则14

2.2.2粗大误差剔除的肖维勒准则14

2.2.3粗大误差剔除的格拉布斯准则15

2.2.4粗大误差剔除的狄克逊准则16

2.3.1系统误差的特点20

2.3.2恒值系统误差的辨识和修正20

§2.3系统误差及其修正20

2.3.3变值系统误差的辨识和修正21

§2.4随机误差及其处理25

2.4.1随机误差的分布25

2.4.2正态分布随机误差的评定28

2.4.3随机误差的削弱方法31

§2.5测量误差的评价指标32

2.5.1测量误差的传统评价指标32

2.5.2测量误差评价指标与各类测量误差的关系32

2.5.3测量误差的新评价指标32

2.6.1测量误差的传递34

§2.6测量误差的综合34

2.6.2测量误差综合的参数法35

2.6.3测量误差综合的分布法38

第二篇 测量标准及互换性40

第三章 概念及原理40

§3.1质量保证体系40

3.1.1质量保证体系系列标准的产生40

3.1.2ISO9000系列标准的制定及基本内容41

3.1.3世界各国采用和执行ISO9000系列标准的概况42

3.2.1互换性种类43

3.2.2互换性生产的作用43

§3.2互换性原则43

3.2.3互换性简史44

§3.3标准化原则45

3.3.1标准的种类45

3.3.2标准的级别46

3.3.3标准化的经济效益47

§3.4优化原则48

3.4.1优先数系的起源48

3.4.2优先数系的原理及数学特征49

3.4.3优先数系的使用特点51

§4.1基本概念53

第四章 尺寸公差标准及检测53

4.1.1基本术语与定义54

4.1.2公差制度及公差标准的发展概况58

§4.2公差与配合的标准化59

4.2.1尺寸公差的标准化60

4.2.2基本偏差的标准化62

4.2.3配合的标准化70

§4.3公差与配合的选用71

4.3.1公差与配合的选用原则和方法72

4.3.2基准制的选择72

4.3.3公差等级的选择73

4.3.4配合的选择75

§4.4公差与配合的计算机辅助设计79

§4.5光滑工件尺寸的检测82

4.5.1光滑工件的测量验收82

4.5.2光滑极限量规84

第五章 形状和位置公差及形状和位置误差测量89

§5.1概述89

§5.2形状和位置误差90

5.2.1形状误差90

5.2.2位置误差91

5.2.3基准的建立和体现93

§5.3形状和位置公差94

5.3.1形状公差95

5.3.2位置公差98

5.3.3跳动公差102

§5.4形位公差和尺寸公差之间的关系104

5.4.1相关要求104

5.4.2独立原则108

§5.5形位公差的选用108

§5.6形位误差的检测111

5.6.1与理想要素比较原则111

5.6.3测量特征参数原则114

5.6.2测量坐标值原则114

5.6.4测量跳动原则115

5.6.5控制实效边界原则115

第六章 表面粗糙度标准及其测量116

§6.1基本概念116

6.1.1零件表面形貌误差116

6.1.2表面粗糙度对零件使用性能的影响116

6.1.3表面粗糙度的基本术语和评定基准117

6.2.1与高度特性有关的评定参数118

§6.2表面粗糙度评定参数118

6.2.2与间距特性有关的评定参数119

6.2.3与形状特性有关的评定参数119

§6.3表面粗糙度标准及其选用120

6.3.1表面粗糙度评定参数数值120

6.3.2表面粗糙度特性代号及其在图样上的标注120

6.3.3表面粗糙度参数值的选择122

§6.4表面粗糙度的检测123

6.4.1比较法123

6.4.2光切法123

6.4.3干涉法124

6.4.4针描法125

第七章 典型零件的结合及互换性126

§7.1典型零件结合的特点及互换性要求126

§7.2滚动轴承与轴、外壳孔配合的互换性及标准126

7.2.1滚动轴承的精度等级及其应用126

7.2.2滚动轴承与轴、外壳孔的配合特点128

7.2.3轴、外壳孔公差带的选用129

§7.3圆锥结合的互换性、标准及检测133

7.3.1圆锥结合的特点及基本参数133

7.3.2圆锥各参数误差对互换性的影响135

7.3.3圆锥公差及给定方法136

7.3.4圆锥配合138

7.3.5圆锥测量140

§7.4键结合的互换性、标准及检测142

7.4.1平键结合的互换性、标准及检测142

7.4.2矩形花键结合的互换性、标准及检测145

§7.5螺纹结合的互换性、标准及检测149

7.5.1概述149

7.5.2普通螺纹的互换性特点151

7.5.3中径总公差和作用中径153

7.5.4普通螺纹精度设计154

7.5.5梯形螺纹公差159

7.5.6机床梯形螺纹丝杆和螺母的公差161

7.5.7螺纹测量166

§7.6渐开线圆柱齿轮传动的互换性及标准169

7.6.1齿轮传动的使用要求169

7.6.2影响齿轮传动的误差和公差170

7.6.3渐开线圆柱齿轮精度标准的应用187

第三篇 测量系统197

第八章 测量系统的组成197

§8.1概述197

8.1.1测量系统的基本组成197

8.1.2测量系统的分类198

§8.2机械测量系统199

8.2.1游标类量具199

8.2.2螺旋测微类量仪具201

8.2.3齿轮齿条传动类量具201

8.2.4杠杆传动类量仪203

8.2.5扭簧传动式量仪203

§8.3光学机械测量系统204

8.3.1光学机械测量系统的种类和组成205

8.3.2几何光学测量系统206

8.3.3干涉光学测量系统211

8.4.1气动测量系统的组成和分类213

§8.4气动测量系统213

8.4.2气动测量部件218

§8.5电测系统220

8.5.1电测系统的组成221

8.5.2电测系统的分类222

第九章 传感器224

§9.1概述224

9.1.1传感器的定义和作用224

9.1.2传感器的组成和分类224

9.1.4传感器的发展226

9.1.3对传感器的要求226

§9.2传感器的性能和指标227

9.2.1传感器的静态特性227

9.2.2传感器的动态特性230

§9.3电阻式传感器232

9.3.1电位计式传感器232

9.3.2电阻应变式传感器234

§9.4电感式传感器237

9.4.1变磁阻式电感传感器237

9.4.2涡流式电感传感器238

9.4.3差动变压器式电感传感器240

§9.5电容式传感器241

9.5.1电容式传感器的工作原理242

9.5.2电容式传感器的等效电路244

§9.6压电式传感器245

9.6.1压电式传感器的工作原理245

9.6.2压电式传感器的测量电路246

9.6.3压电式传感器的应用248

§9.7半导体传感器249

9.7.1霍尔式传感器249

9.7.2固态图像传感器250

9.8.2激光干涉测长技术252

9.8.1激光的特性252

§9.8激光传感器252

9.8.3激光全息干涉测量技术257

9.8.4激光衍射测量技术257

9.8.5激光准直测量技术258

§9.9光纤传感器259

9.9.1光纤传感器的分类259

9.9.2光纤的传光原理260

9.9.3光纤传感器的应用261

9.9.4光纤传感器的特点263

9.10.1编码盘264

§9.10数字式传感器264

9.10.2光栅265

9.10.3感应同步器267

9.10.4细分技术269

§9.11传感器的选用274

第十章 计算机辅助测试277

§10.1概述277

10.1.1典型组成277

10.1.2应用实例278

10.1.3CAT的特点282

10.1.5CAT的发展283

10.1.4CAT与先进制造技术283

§10.2CAT系统体系结构284

10.2.1第一代CAT体系结构284

10.2.2第二代CAT体系结构285

10.2.3分布式CAT体系结构285

10.2.4内含式CAT系统结构288

10.2.5微型化CAT系统结构289

§10.3CAT系统接口289

10.3.1模拟量转换289

10.3.2接口291

10.4.1概述295

§10.4CAT总线295

10.4.2GP-IB总线296

10.4.3CAMAC总线302

10.4.4VXI总线307

§10.5CAT软件319

10.5.1CAT平台319

10.5.2CAT程序语言320

§11.1概述323

11.1.1测量过程的信号与系统323

第十一章 测量系统与信号的数学模型323

第四篇 测量理论323

11.1.2物理系统与数学模型325

11.1.3近似性与指导性325

11.1.4时域、复域和频域327

§11.2静态确定性模型328

11.2.1模拟量与数字量328

11.2.2单变量与多变量328

11.2.3布尔量与布尔代数329

§11.3动态确定性模型330

11.3.1单变量连续模型330

11.3.2单变量离散模型348

11.3.3多变量连续模型355

11.3.4多变量离散模型356

§11.4静态随机模型357

11.4.1单连续随机变量及其函数357

11.4.2单离散随机变量及其函数359

11.4.3多连续随机变量及其函数361

11.4.4多离散随机变量及其函数362

§11.5动态随机模型362

11.5.1时域模型——相关函数362

11.5.2频域模型364

§11.6模糊集模型365

12.1.1测试模型与测试集369

第十二章 可测性理论369

§12.1基本概念369

12.1.2可测性370

12.1.3可测性指标371

§12.2模拟系统测试模型372

12.2.1模拟系统可测性372

12.2.2欠约束测试模型373

12.2.3过约束测试模型375

§12.3数字系统测试模型375

12.3.1数字系统可测性375

12.3.2通路敏化法376

12.3.3布尔差分法377

§12.4模糊系统测试模型382

12.4.1模糊系统模型382

12.4.2模糊测试模型383

12.4.3模糊测试与专家系统386

第十三章 测试确定性理论388

§13.1基本概念388

§13.2判决理论391

13.2.1判决过程及其模型391

13.2.2最大概率判决准则393

13.2.3最小平均代价判决准则394

13.2.4抽检判决397

§13.3估值理论408

13.3.1静态估值408

13.3.2动态估值411

第十四章 测试系统可靠性理论417

§14.1基本概念417

§14.2可靠性计算419

§14.3元件的降额和筛选422

14.3.1元件的降额422

14.3.2元器件的筛选422

14.4.2自检的技术指标423

§14.4自检技术423

14.4.1自检的目的423

14.4.3自检方法424

§14.5容错技术425

14.5.1硬件冗余425

14.5.2信息冗余427

14.5.3时间冗余430

§14.6抗干扰技术430

14.6.1概念430

14.6.2干扰的来源和种类431

14.6.3干扰方式432

14.6.4抗干扰措施433

第五篇 测量应用436

第十五章 几何量测量436

§15.1几何量模拟式电测量仪436

15.1.1模拟式电测量仪的组成436

15.1.2电动测微仪437

§15.2几何量数字式电测量仪444

15.2.1数字式电测量仪的组成444

15.2.2数模式电测量仪实例——一种光栅式齿轮单面啮合检查仪448

15.3.1测量坐标系453

§15.3测量坐标系和自由度453

15.3.2测量自由度455

§15.4机械坐标系457

15.4.1以机械平面为主构成机械坐标系457

15.4.2以机械轴线为主构成机械坐标系457

§15.5光学坐标系459

15.5.1光学坐标系的组成459

15.5.2光学坐标系的设计和建立462

15.5.3光学坐标系测量465

15.5.4激光坐标系469

15.6.1概述470

§15.6三坐标测量机470

15.6.2机械结构及测量系统472

15.6.3测量数据处理476

15.6.4数控机床的三坐标测量480

第十六章 力测量481

§16.1力传感器481

16.1.1常用的测力方法481

16.1.2弹性变形式力传感器481

16.1.3电容式力传感器485

16.2.1多维测力仪的结构和原理486

§16.2多维力测量486

16.2.2多维力测量的测量误差490

§16.3测力仪的动力学分析491

16.3.1测力仪的动力学系统492

16.3.2测力仪的动特性492

16.3.3测力仪动态测量误差的补偿494

第十七章 振动测量496

§17.1概述496

§17.2拾振器496

17.2.1惯性式拾振器的工作原理与动力学模型497

17.2.2压电式加速度计499

17.2.3磁电式速度计501

17.2.4拾振器的正确选择502

§17.3振动分析仪器与测量系统503

17.3.1模拟式频率分析仪504

17.3.2模拟数字混合式分析仪506

17.3.3数字式频谱分析仪507

§17.4机械阻抗试验507

17.4.1机械阻抗的基本概念508

17.4.2机械阻抗实验方法508

习题517

参考文献532