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第0章 绪论1

第1章 测试的基础知识4

1.1测量的基本概念4

1.1.1法定计量单位4

1.1.2计量相关概念4

1.1.3测量方法5

1.1.4与测试装置相关的术语5

1.2测量误差与不确定度6

1.2.1误差基本概念6

1.2.2测量不确定度评定7

1.3测试信号描述11

1.3.1测试信号分类11

1.3.2傅里叶变换13

1.3.3标准信号频谱及其应用16

1.4测试数据拟合19

1.4.1测试数据表示方法19

1.4.2测试数据线性拟合20

1.4.3可转换为线性方程的非线性拟合21

1.4.4通用非线性拟合21

第2章 测试装置的基本特性24

2.1测试装置的数学模型24

2.1.1测试装置的输入输出关系24

2.1.2线性系统24

2.1.3测试装置特性25

2.2测试装置的静态特性26

2.2.1灵敏度26

2.2.2线性度26

2.2.3回差27

2.2.4重复性27

2.2.5其他指标27

2.3传感器静态特性指标计算方法28

2.3.1传感器静态校准数据28

2.3.2单项静态特性指标计算方法28

2.3.3综合性能指标计算方法29

2.3.4计算实例30

2.4测试装置的动态特性描述31

2.4.1传递函数32

2.4.2频率响应函数32

2.4.3脉冲响应函数33

2.4.4阶跃响应函数34

2.5测试装置的动态特性分析35

2.5.1无失真测试35

2.5.2测试环节组合特性36

2.5.3一阶系统38

2.5.4二阶系统40

2.5.5测试装置动态特性获得42

2.6测试信号数字化过程分析44

2.6.1数据采集系统44

2.6.2 AD转换器特性45

2.6.3采样保持器特性45

2.7测试过程干扰分析47

2.7.1测试装置的干扰模型47

2.7.2干扰对测试装置特性的影响48

2.7.3常见的抑制干扰方法49

2.8测试装置的动态非线性50

2.8.1动态非线性问题的提出50

2.8.2动态非线性研究关注的问题52

2.8.3常见的动态非线性模型52

2.8.4动态非线性判定方法54

第3章 传感器原理与测量电路57

3.1传感器概述57

3.1.1传感器组成57

3.1.2传感器命名57

3.1.3传感器分类58

3.2电阻应变式传感器59

3.2.1电阻应变片工作原理59

3.2.2电阻应变片应用61

3.2.3 测量电路62

3.2.4电阻应变仪65

3.2.5压阻式传感器66

3.2.6电阻应变式传感器特点67

3.3电感式传感器67

3.3.1自感式传感器67

3.3.2互感式传感器70

3.3.3电涡流式传感器71

3.3.4电感式传感器特点71

3.4电容式传感器72

3.4.1电容式传感器工作原理72

3.4.2测量电路73

3.4.3电容式传感器特点73

3.5压电式传感器74

3.5.1压电效应74

3.5.2压电材料76

3.5.3等效电路和测量电路76

3.5.4使用时应注意的问题78

3.5.5 IEPE压电式传感器79

3.5.6特点79

3.6热电式传感器80

3.6.1热电偶的工作原理80

3.6.2热电偶材料与结构82

3.6.3热电偶冷端处理方法与测量仪器84

3.6.4热电阻86

3.6.5热敏电阻87

3.7半导体传感器87

3.7.1光敏式传感器88

3.7.2磁敏式传感器89

3.7.3气敏式传感器91

3.7.4湿敏式传感器92

3.8各种波的应用92

3.8.1概述92

3.8.2辐射测温原理94

3.8.3红外应用96

3.8.4激光应用98

3.8.5微波应用99

3.8.6超声波应用101

3.8.7射线应用102

3.9传感器发展趋势103

3.9.1传感器发展趋势103

3.9.2 ST-3000智能变送器104

第4章 信号变换、记录与显示107

4.1信号变换器107

4.1.1电桥电路107

4.1.2放大器108

4.1.3滤波器108

4.1.4调制与解调111

4.1.5信号输出113

4.2数据采集模块114

4.2.1模拟量数据采集原理114

4.2.2测试总线115

4.2.3数据采集卡介绍116

4.3记录与显示仪器118

4.3.1笔式记录仪119

4.3.2智能数显表119

4.3.3动态测试分析仪120

4.3.4数字存储示波器121

4.3.5虚拟仪器123

第5章 测试数据获得与处理124

5.1测试数据获得124

5.1.1采集卡软件安装及注册124

5.1.2数据采集程序设计126

5.1.3数据采集程序调试127

5.2常用测试数据处理方法127

5.2.1常见信噪分离方法128

5.2.2标定数据代入129

5.2.3测试数据综合129

5.2.4数据分析130

5.3离散傅里叶变换与谱分析130

5.3.1离散傅里叶变换及其快速算法130

5.3.2截断效应与窗函数131

5.3.3频域采样132

5.3.4功率谱分析132

5.3.5现代信号分析方法133

5.4数字滤波133

5.4.1数字滤波原理133

5.4.2数字滤波器设计134

5.4.3测试装置动态特性补偿134

5.4.4现代滤波技术135

5.5常用数据处理软件135

5.5.1 Excel135

5.5.2 Origin136

5.5.3 MATLAB136

5.6虚拟仪器技术137

5.6.1虚拟仪器含义及组成137

5.6.2虚拟仪器软件138

5.6.3基于LabVIEW的虚拟仪器设计举例139

第6章 常用工程参量测试142

6.1压力测试142

6.1.1压力测试概述142

6.1.2常用测压传感器143

6.1.3真空度测试146

6.1.4动态压力校准设备149

6.1.5压力测试特殊问题150

6.2力的测试151

6.2.1测力概述151

6.2.2常用测力传感器153

6.2.3动态力校准装置154

6.2.4推力台156

6.2.5多分力测试157

6.2.6微推力测试159

6.3运动参数测试161

6.3.1概述161

6.3.2位移测试162

6.3.3速度测试164

6.3.4常用加速度传感器166

6.3.5振动测试及激振试验167

6.3.6加速度传感器校准168

6.3.7加速度测试特殊问题170

6.4温度测试171

6.4.1概述171

6.4.2温度测试方法172

6.4.3 温度传感器校验173

6.4.4热电偶测温174

第7章 现代测试技术179

7.1粒子图像测速179

7.1.1概述179

7.1.2工作原理及仪器组成180

7.1.3数据处理方法181

7.1.4应用及发展趋势181

7.2拉曼散射及其应用182

7.2.1基础知识182

7.2.2温度测试184

7.2.3微尺度应力场测试185

7.3朗缪尔探针186

7.3.1等离子体及相关概念186

7.3.2单探针测试原理188

7.3.3多探针及其测试原理189

7.3.4测试误差及应用场合191

第8章 试验技术基础192

8.1概述192

8.1.1试验需求分析193

8.1.2试验系统设计194

8.1.3试验系统调试195

8.2测试仪器选用原则196

8.2.1传感器选用原则196

8.2.2信号变换器选用原则197

8.2.3显示记录仪器选用原则197

8.3电磁干扰及其抑制198

8.3.1电磁干扰199

8.3.2抑制电磁干扰的基本方法201

8.3.3抑制电磁干扰的基本措施202

8.3.4电缆选择与使用204

8.4试验系统设计举例205

8.4.1导弹摆差试验205

8.4.2燃气温度试验206

8.4.3燃气调压降温机构性能试验207

第9章 航天试验技术209

9.1常见的航天试验项目209

9.1.1概述209

9.1.2分系统性能试验210

9.1.3环境适应性试验210

9.1.4综合测试211

9.1.5飞行试验与航天测控系统212

9.2航天器轨道测量213

9.2.1概述213

9.2.2跟踪测轨系统214

9.2.3距离测量214

9.2.4速度测量215

9.2.5角度测量215

9.2.6 GPS测轨系统216

9.3航天器姿态确定218

9.3.1概述218

9.3.2姿态敏感器219

9.3.3姿态确定方法221

9.3.4 GPS定姿222

9.4遥测与统一载波测控系统223

9.4.1概述223

9.4.2遥测系统组成及分类224

9.4.3 PCM遥测系统225

9.4.4统一载波测控系统226

9.5空间环境模拟试验227

9.5.1概述227

9.5.2空间真空环境模拟228

9.5.3冷黑环境模拟229

9.5.4太阳辐照环境模拟229

9.5.5真空热环境试验及试验设备229

9.5.6火箭发动机空间环境试验231

9.6综合测试231

9.6.1概述231

9.6.2分类232

9.6.3系统组成与测试流程233

9.6.4各研制阶段测试内容234

附录236

参考文献242