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第1章 概论1

1.1 机械量测量仪表的构成1

1.2 机械量测量仪表的分类2

第2章 力和重量传感器及测量仪表4

2.1 概述4

2.1.1 分类和特点4

2.1.2 技术发展和应用5

2.1.3 国外称重传感器技术发展特点及快速发展的原因7

2.2 电阻应变式称重仪表8

2.2.1 工作原理8

2.2.2 电阻应变片9

2.2.3 传感器电桥的温度补偿及参数标准化10

2.2.4 测量电路11

2.2.5 电阻应变式称重传感器的技术参数12

2.2.6 电阻应变式传感器的工程应用12

2.3 压电式力测量仪表13

2.3.1 工作原理13

2.3.2 传感器结构13

2.3.3 主要技术参数14

2.3.4 压电式传感器的应用15

2.4 压磁式测量仪表16

2.4.1 压磁测力的原理16

2.4.2 压磁式测力传感器17

2.4.3 压磁式测力仪表的测量电路17

2.4.4 主要技术参数18

2.4.5 压磁式传感器的应用18

2.5 测力称重仪表的工业应用20

2.5.1 电子吊车秤20

2.5.2 电子料斗秤与电子液罐秤21

2.5.3 轧制力测量仪23

2.6 物料的连续计量与电子皮带秤24

2.6.1 工作原理25

2.6.2 主要技术参数26

第3章 转矩测量仪表27

3.1 概述27

3.1.1 转矩的检测方法27

3.1.2 分类和特点27

3.1.3 轴功率的测量28

3.2 电阻应变式转矩测量仪表28

3.2.1 工作原理28

3.2.2 电阻应变式转矩传感器29

3.2.3 扭矩传感器的安装30

3.3 磁弹性式转矩测量仪表32

3.3.1 工作原理32

3.3.2 结构33

3.3.3 测量系统34

3.4 光电式转矩测量仪表35

3.4.1 工作原理35

3.4.2 结构36

3.4.3 主要技术参数36

3.5 振弦式转矩测量仪表36

3.5.1 工作原理37

3.5.2 振弦式转矩传感器39

3.5.3 转矩和轴功率计算39

3.5.4 测量电路40

3.5.5 主要技术参数41

3.6 相位差式扭矩测量仪表42

3.6.1 工作原理43

3.6.2 磁电式扭矩测量仪表43

3.6.3 光电式扭矩测量仪表44

3.6.4 测量电路44

第4章 位移测量仪表45

4.1 概述45

4.2 模拟式位移传感器45

4.2.1 电阻式位移传感器46

4.2.2 电容式位移测量仪表50

4.2.3 电感式位移测量仪表52

4.2.4 电涡流式位移测量仪表57

4.2.5 光电式位移传感器65

4.2.6 电荷耦合摄像器件（CCD）式位移测量仪表74

4.3 数字式位移传感器78

4.3.1 计量光栅的类型与常用光路80

4.3.2 缩微计量光栅位移传感器80

4.3.3 莫尔条纹光栅85

4.3.4 直光栅86

4.3.5 感应同步器86

4.3.6 磁栅式传感器92

第5章 厚度测量仪表97

5.1 电感式测厚仪98

5.2 涡流式测厚仪100

5.2.1 涡流测厚仪100

5.2.2 低频涡流测厚仪102

5.3 电容式测厚仪103

5.3.1 工作原理103

5.3.2 主要技术参数104

5.4 微波测厚仪104

5.4.1 工作原理104

5.4.2 主要技术参数105

5.5 超声波测厚仪105

5.5.1 超声波测厚的基本原理105

5.5.2 袖珍数字式超声波测厚仪107

5.5.3 高准确度超声波测厚仪108

5.5.4 高温钢板超声波测厚仪109

5.6 核辐射穿透式厚度计110

5.6.1 氪厚度计112

5.6.2 锶厚度计112

5.6.3 钷厚度计113

5.6.4 镅厚度计113

5.6.5 铯厚度计114

5.7 核辐射反射式厚度计114

5.7.1 γ射线反射式厚度计114

5.7.2 β射线反射式厚度计115

5.7.3 X荧光镀层（或涂层）厚度计117

5.8 X射线测厚仪118

5.8.1 单通道X射线测厚仪119

5.8.2 双通道X射线测厚仪120

5.9 激光测厚技术121

5.9.1 三角法激光测厚原理121

5.9.2 偏转法激光测厚原理124

第6章 速度测量仪表126

6.1 离心式转速表126

6.2 涡流转速表127

6.3 发电式转速表128

6.3.1 直流测速发电机129

6.3.2 空心杯转子异步测速发电机130

6.4 频闪式转速表131

6.5 电子数字式转速表132

6.5.1 磁电式转速表133

6.5.2 光电式转速表134

6.6 直流转速和交流转速表135

6.7 光纤式转速表136

6.8 霍尔式转速表137

6.9 多普勒速度计137

6.10 相关速度计139

6.10.1 相关测速原理139

6.10.2 相关线速度计140

6.10.3 相关转速表141

第7章 振动测量仪表143

7.1 概述143

7.1.1 振动量测量143

7.1.2 振动测量仪分类和测振系统144

7.2 振幅测量146

7.2.1 机械式测振仪146

7.2.2 电容式测振仪148

7.2.3 涡流式测振仪150

7.2.4 测量振幅的其他方法152

7.3 振动加速度测量153

7.3.1 电阻应变式加速度计153

7.3.2 压电式加速度计154

7.3.3 其他加速度计157

7.4 振动速度测量159

7.4.1 磁电式速度传感器159

7.4.2 振动速度的其他测量方法162

7.5 振动传感器的校准162

7.5.1 比较校准法162

7.5.2 绝对校准法163

第8章 频谱分析仪165

8.1 概述165

8.1.1 频谱分析及应用165

8.1.2 频谱分析测量系统165

8.1.3 频谱分析仪的分类166

8.2 带通滤波器166

8.2.1 理想滤波器166

8.2.2 带通滤波器的特性166

8.3 几种典型的频谱分析仪168

8.3.1 等对数带宽频谱分析仪168

8.3.2 恒定百分比带宽频谱分析仪170

8.3.3 恒定带宽频谱分析仪171

8.3.4 并联滤波型实时频谱分析仪173

8.3.5 时间压缩型实时分析仪175

8.3.6 FFT分析系统177

8.3.7 B＆K频谱和系统分析仪178

第9章 虚拟仪器技术180

9.1 虚拟仪器概述180

9.1.1 虚拟仪器的概念180

9.1.2 虚拟仪器的系统构成181

9.1.3 虚拟仪器的特点183

9.1.4 虚拟仪器的演变与发展184

9.2 LabVIEW概述187

9.2.1 LabVIEW特点188

9.2.2 LabVIEW的应用领域189

第10章 测试信号处理191

10.1 噪声与干扰191

10.1.1 干扰类型191

10.1.2 干扰的耦合方式193

10.1.3 干扰来源194

10.1.4 常见的抗干扰措施196

10.2 信号放大206

10.2.1 放大电路分类206

10.2.2 放大原理207

10.2.3 放大器选型或设计的主要依据207

10.3 加窗处理208

10.3.1 常用窗函数209

10.3.2 窗函数的选用原则211

10.4 滤波213

10.4.1 滤波器分类214

10.4.2 理想滤波器216

10.4.3 滤波器性能218

10.4.4 滤波器选用原则220

10.5 消除零点误差及零漂221

10.5.1 消除零点误差意义221

10.5.2 硬件消除法222

10.5.3 软件补偿法222

10.6 信号同步224

10.6.1 同步的缘由224

10.6.2 同步的方式226

10.7 信号波形的恢复与显示228

10.7.1 采样波形正常恢复的条件228

10.7.2 内插显示技术231

10.8 调制与解调236

10.8.1 调制分类236

10.8.2 幅值调制与解调238

10.8.3 频率调制与解调239

第11章 虚拟仪器技术在滚动轴承振动测量中的应用241

11.1 滚动轴承的振动特性241

11.1.1 滚动轴承的振动类型241

11.1.2 滚动轴承的振动机理241

11.1.3 滚动轴承振动信号的频率特征247

11.2 滚动轴承的失效机理252

11.2.1 轴承的失效形式252

11.2.2 滚动轴承的故障诊断256

11.2.3 滚动轴承故障诊断方法260

11.3 基于虚拟仪器技术的滚动轴承振动速度测振仪268

11.3.1 SHU型滚动轴承振动速度测振仪系统结构268

11.3.2 振动测试系统的配置270

11.3.3 滚动轴承振动数据的采集276

11.3.4 信号分析技术282

11.3.5 软件系统结构283

11.3.6 实验验证287

参考文献294