工程测试技术基础预备知识

学习该课程，需要预备工程数学、大学物理、电工电子技术等相关课程知识。

工程测试技术基础学习资料

1、掌握波形分析、频谱分析等常用的信号分析方法。

2、掌握温度、压力、振动等常用物理量的传感器测量原理。

3、掌握用Matlab编写信号分析程序的基本方法。

4、了解用Arduino等板卡实验传感器测量应用的方法。

该课程采用做中学的实践型学习模式。在传感器部分，教师在理论讲解的同时，列举了很多用Arduino实现的传感器应用项目；学习者将有机会用热电阻 Arduino/STM32卡，实现一个小温度计；也将有机会设计实现一个小的超声波测距雷达等其他小应用；提高对传感器知识的理解和实践应用能力。

工程测试技术基础课程内容涉及工业自动化、机械加工、楼宇控制、交通运输、现代农业和医疗仪器等领域中各类常见物理量，如：温度、声音、亮度、压力、磁场强度、距离和振动等的传感器测量原理;以及传感器测量信号的波形分析、频谱分析、幅值域分析和相关分析等常用的测量信号分析方法。此外，还包括传感器信号的放大、信号调制解调、信号滤波和计算机虚拟仪器等知识。

工程测试技术基础课程背景

测试技术是数控机床、工业机器人、无人驾驶汽车、智能农业大棚和心电图仪等一切自动化测量设备和仪表的基础，其作用相当于机器的感官，机器和自动化测量设备、仪表只有装备了传感器才能有效的感知外部世界，并用信号分析方法提取障碍物距离和机器共振频率等决策信息，并做出下一步的自动化操作和应对。

工程测试技术基础课程定位

工程测试技术基础课程是机械专业的专业基础课。

2019年，该课程被中华人民共和国教育部认定为国家精品在线开放课程。

2020年11月24日，该课程被中华人民共和国教育部认定为首批国家级一流本科课程。

何岭松，博士，华中科技大学机械学院教授，国家级教学名师。

徐江，华中科技大学副教授。

本书主要介绍与工程测试技术相关的知识，全书共分7章，主要内容包括：测试技术基础知识、信号的描述与分析、测试系统的基本特性、常用传感器和敏感元件、模拟信号的调理与转换、机械工程领域常见物理量的测量、计算机辅助测试系统与虚拟仪器。书中每章末都附有习题，部分章节还配有Matlab应用实例，便于读者更好地理解和应用书中的理论知识。

绪论(1)

第1章测试技术基础知识(5)

1.1量的基本概念(5)

1.2测量方法和测量器具(9)

1.3测量误差(11)

1.4测量结果的表达方式(16)

习题(21)

第2章信号的描述与分析(22)

2.1概述(22)

2.2信号的时域统计分析(30)

2.3信号的相关分析(32)

2.4信号的频谱(38)

2.5模拟信号的数字化分析(57)

2.6Matlab在信号描述与分析中的应用(62)

习题(69)

第3章测试系统的基本特性(71)

3.1概述(71)

3.2测试系统的静态特性和静态标定(72)

3.3测试系统的动态特性(74)

3.4测试系统不失真传递信号的条件(92)

3.5Matlab在测试系统分析中的应用(94)

习题(99)

第4章常用传感器和敏感元件(101)

4.1概述(101)

4.2机械式传感器(103)

4.3电阻式传感器(104)

4.4电感式传感器(111)

4.5电容式传感器(118)

4.6压电式传感器(123)

4.7磁电感应式传感器(130)

4.8光电式传感器(133)

4.9其他传感器和敏感元件(141)

4.10传感器的选用(154)

习题(156)

第5章模拟信号的调理与转换(158)

5.1电桥(158)

5.2模拟滤波器(163)

5.3调制与解调(172)

5.4模/数转换(180)

5.5Matlab在信号调理与转换中的应用(184)

习题(187)

第6章机械工程领域常见物理量的测量(190)

6.1机械振动的测量(190)

6.2表面粗糙度和形位误差的测量(199)

6.3温度的测量(209)

6.4流体参量的测量(219)

6.5声音的测量(230)

6.6应变与应力的测量(236)

习题(244)

第7章计算机辅助测试系统与虚拟仪器(246)

7.1概述(246)

7.2板卡式仪器(248)

7.3虚拟仪器(263)

习题(274)

附录书中的数学符号(275)

参考文献(277)

绪论

第一章 信号分析基础

1-1 信息与信号的基础知识

1-2 信号分类

1-3 周期信号的特征

1-4 非周期信号的特征

1-5 随机信号的特征

习题

第二章 测试装置的静、动态响应特性

2-1 测试装置的静态响应特性

2-2 测试装置的动态响应特性

2-3 不失真测试的条件

2-4 测试装置对典型输入信号的响应

习题

第三章 工程中常用传感器的转换原理及应用

3-1 传感器概述

3-2 工程中常用的传感器及其分类

3-3 电阻式传感器

3-4 电容式传感器

3-5 电感式传感器

3-6 磁电式传感器

3-7 压电式传感器

3-8 磁敏传感器

3-9 热敏传感器

3-10 气敏传感器

3-11 超声波传感器

3-12 光电传感器

3-13 光纤传感器

3-14 CCD传感器

3-15 生物传感器

习题

第四章 智能化传感器简介

4-1 智能传感器

4-2 智能模糊传感器

习题

第五章 信号调理方法

5-1 电桥转换原理

5-2 信号的调制与解调

5-3 滤波器原理

5-4 模拟-数字转换原理

习题

第六章 记录及存储仪器

6-1 磁带记录器

6-2 磁带存储器

6-3 光盘记录器

习题

第七章 信号分析仪及微机测试系统简介

7-1 信号分析仪简介

7-2 微机测试系统简介

7-3 微机测试系统应用实例

习题

第八章 虚拟仪器及工程应用

8-1 虚拟仪器概述

8-2 虚拟仪器硬件

8-3 虚拟仪器软件的开发平台及应用

8-4 虚拟仪器应用

习题

第九章 典型非电量参量的测量方法

9-1 振动测量

9-2 位移测量

…………

参考文献2100433B