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本书系统地介绍了现代检测技术与测试仪器,主要内容包括现代检测技术发展概况和误差理论等基础知识,应变式、电器电容式、霍尔式、压电式和光电式等传感器技术及其应用,数据采集、A/D与D/A转换和数据通信等接口技术,信号源、万用表、示波器和频率计等常用仪器技术及其应用,智能仪器的基本构成、硬件及软件系统和智能仪器应用实例,GPIB总线系统、VXI总线系统、现场总线系统以及虚拟仪器自动测量技术等。
检测技术与仪器是清华大学出版社出版的一本图书,作者徐洁
第1章绪论1
1.1测量方法与检测装置1
1.1.1测量的基本概念1
1.1.2测量的基本方法1
1.1.3检测仪器的组成3
1.1.4检测装置的基本性能3
1.2误差理论基础7
1.2.1测量误差的表示方法及计算7
1.2.2误差来源分析及分类10
1.2.3误差数据的处理方法11
1.3检测技术的发展与展望13
1.3.1检测技术在工业自动化中的应用13
1.3.2检测技术研究的主要内容13
1.3.3自动检测系统的组成14
1.3.4自动检测技术的发展与展望15
本章小结15
习题15
第2章传感器技术17
2.1概述17
2.1.1传感器定义17
2.1.2传感器的基本组成17
2.1.3传感器的分类18
2.1.4传感器的特性18
215传感器的选用20
22应变式传感器21
221应变式传感器的工作原理21
222应变式传感器的应用22
23电感式与电容式传感器25
231电感式传感器25
232电容式传感器28
24霍尔传感器31
241霍尔元件的工作原理31
242温度补偿及不等位电势补偿32
243霍尔集成传感器34
244霍尔传感器的应用34
25压电式传感器35
251压电式传感器的工作原理35
252测量电路37
253压电式传感器的应用39
26光电传感器40
261光敏电阻40
262光敏晶体管41
27热电偶46
271热电偶的工作原理46
272基本定律47
273热电偶的结构48
274热电偶的冷端温度补偿48
275热电偶的测温电路50
本章小结50
习题51
第3章仪器接口技术52
31概述52
32数据采集技术52
321数据采集系统的组成52
322多路开关及采样/保持器55
33模拟量与数字量之间的转换62
331A/D转换器62
332D/A转换器及接口69
34人机接口72
341键盘接口72
342显示器接口76
35数据通信接口82
351并行数据通信接口82
352串行数据通信接口86
本章小结90
习题90
第4章常用测量仪器91
41概述91
42信号源91
421低频信号发生器92
422高频信号发生器94
43万用表96
431模拟式万用表96
432数字式万用表的结构及原理99
44示波器104
441示波器概述104
442通用示波器基本原理105
443通用示波器的组成及工作原理107
45数字频率计114
451电子计数器的分类114
452数字式频率计的基本组成115
453数字式频率计的主要性能116
454通用电子计数器117
455电子计数器的测量误差121
本章小结124
习题124
第5章智能仪器126
5.1概述126
5.1.1智能仪器的特点126
5.1.2智能仪器的基本构成127
5.2智能仪器的硬件系统128
5.2.1微型计算机及其应用系统128
5.2.2过程I/O通道133
5.2.3人机接口133
5.3智能仪器的软件系统134
5.3.1程序设计方法134
5.3.2程序的基本结构134
5.3.3智能仪器的软件结构135
5.4智能仪器的典型处理功能138
5.4.1自动测量功能138
5.4.2数字滤波功能140
5.4.3标度变换功能142
5.4.4非线性补偿功能144
5.5智能仪器应用实例148
5.5.1WDK2的总体结构148
5.5.2WDK2温度控制器的微机系统149
5.5.3温度测量和数据采集系统151
5.5.4控制接口153
5.5.5系统程序的结构154
本章小结154
习题156
第6章自动测量技术157
6.1概述157
6.1.1早期的自动测量技术157
6.1.2GPIB总线和VXI总线系统157
6.1.3虚拟仪器158
6.2GPIB标准接口总线系统160
6.2.1GPIB标准接口系统的基本特性160
6.2.2GPIB标准接口的总线结构162
6.2.3IEEE488.2163
6.3VXI总线系统164
6.3.1VXI总线的产生背景164
6.3.2VXI系统的结构165
6.3.3VXI系统中的总线、器件和通信协议168
6.3.4VXI总线系统的特殊功能170
6.3.5VXI总线系统的组建171
6.4现场总线系统173
6.4.1现场总线的产生173
6.4.2现场总线的基本原理173
6.4.3现场总线的优点175
6.4.4现场总线仪器175
6.4.55种典型的现场总线176
6.5虚拟仪器177
6.5.1虚拟仪器的现状与特点177
6.5.2虚拟仪器的系统组成178
6.5.3虚拟仪器的软件结构180
本章小结183
习题184
参考文献185 2100433B
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第1章绪论
1.1音频检测方法及音频检测系统
1.2国外音频检测技术的发展概况
1.3国内音频检测技术的发展概况
1.4音频检测与现代声学
1.4.1音频检测与声学理论的关系
1.4.2声学的基础与检测研究
1.4.3声学研究方法与光学研究方法的比较
1.4.4声学的分支学科
1.4.5声学仪器
1.4.6声学与生命科学
1.4.7声学与环境
1.5音频检测技术的未来发展趋向
第2章音频检测理论与评价
2.1音频振动与介质中的声波
2.1.1音频检测的振动理论
2.1.2音频检测的波动理论
2.2振动理论与波动理论的区别与相关性
2.3关于声学的物理度量
2.4有关声音的主观评价
第3章音频检测声波传输理论
3.1音频信号中波形的概念
3.1.1纵波与横波
3.1.2平面波
3.1.3球面波
3.1.4表面波
3.1.5板波
3.2声波在界面上的反射与折射
3.2.1液一固界面
3.2.2固体、液体一空气界面
3.2.3声波在多层平面中的穿透
3.3声波在一般固体中的传播
3.3.1各向同性弹性介质中的波动方程
3.3.2表面波在半无限大固体表面的传播
3.3.3声波在棒中的传播
3.4声波在金属介质内部的传播
3.4.1弹性模量对声波在金属中传播的相互作用与影响
3.4.2内耗对声波在金属中传播的相互作用与影响
第4章共振频率、内耗与弹性介质相互作用机理
4.1声学振动激励的H向应分析(频谱分析)
4.2音频共振测量原理
4.2.1圆柱体金属试棒的共振频率
4.2.2变截面非规则金属试件的共振频率
4.3音频能量(幅度)衰减检测原理
4.4音频检测参数与球墨铸铁组织的作用机理
4.4.1声波与石墨的作用原理
4.4.2声波绕射与石墨形态的关系
第5章音频检测方法
5.1传统音频检测方法
5.1.1主动敲击检测法(主观判断法)
5.1.2被动音频捕捉法(声音识别判断法)
5.1.3脉冲激振测量法
5.1.4“速度共振”相位判别法
5.2现代音频检测方法
5.2.1电磁脉冲激励法
5.2.2声级计
5.2.3声波扫频法
5.2.4声成像技术
5.2.5声发射技术
5.2.6AU技术
5。3音频检测方法的技术条件
5.3.1环境因素的影响
5.3.2音频检测被检对象的材料品质
5.3.3被检对象的支撑条件与振型节点
5.3.4被检对象的音频激励条件
第6章音频检测系统与传感器选择
6.1音频检测系统组成与工作原理
6.1.1音频检测基本原理
6.1.2检测系统的原理结构及其单元功能
6.1.3音频检测系统及其工作过程
6.2传感器与信号转换
6.2.1传感器的工作原理
6.2.2电感式传感器
6.2.3压电式传感器
6.2.4电容式传感器
6.2.5音频检测中常用传感器比较
6.3音频检测系统的组建与性能评定
6.3.1音频检测系统性能评定
6.3.2音频检测系统的组建原则
第7章音频检测仪器及单元接口电路设计
7.1音频检测仪器组成与设计特点
7.1.1音频检测仪器的组成及特点
7.1.2音频检测仪器的设计方法
7.2音频检测仪器总体设计方案
7.2.1等精度频率计数音频检测仪器
7.2.2频率内耗音频检测综合测试仪器
7.3音频检测仪器工作原理与结构
7.3.1频率计数音频检测仪器的内部结构与工作原理
7.3.2频率内耗音频检测仪器的内部结构与工作原理
7.4音频检测仪器单元电路设计
7.4.1小信号放大器
7.4.2测量信号的滤波
7.5音频信号检波与峰值保持电路
7.5.1音频检测通用检波电路
7.5.2音频检测内耗值的检波电路
7.6音频检测计算机系统硬件设计
7.6.1通用接口方式
7.6.2ICM7226专用计数芯片与8031单片机接口
7.6.3显示系统
7.6.4打印系统设计
7.7音频检测计算机系统软件设计
7.7.1主程序
7.7.2频率计算子程序
7.7.3内耗计算子程序
第8章音频检测系统中的非线性校正处理和补偿
8.1音频检测系统非线性特征及补偿方法
8.1.1关于检测系统非线性特性的概念
8.1.2传感器非线性特性的补偿方法
8.2传感器非线性硬件校正方法
8.2.1传感器非线性校正电路
8.2.2实用线性化器??对数放大器设计
8.3音频检测技术中的温度补偿技术
8.3.1关于温度补偿的概念
8.3.2温度补偿原理
8.4非线性数字域校正的新方法
8.4.1数字域线性化工作原理
8.4.2数字域线性化校正电路
8.4.3EPROM数据编码的求法
8.5计算机系统在非线性校正中的应用
8.5.1计算法
8.5.2查表法
8.5.3插值法
8.6音频检测技术中的自补偿技术
8.6.1频率自补偿
8.6.2温度自补偿
第9章音频检测数据分析与处理技术
9.1测量误差及数据处理方法
9.1.1测量与误差
9.1.2检测数据处理方法
9.2实验数据回归分析
9.2.1一元线性回归
9.2.2一元非线性回归
9.2.3二元线性回归分析
9.2.4二元非线性回归分析
9.2.5多元回归分析
9.3动态测量及数据处理
9.3.1动态测量的特征量
9.3.2平稳过程谱密度及其数据处理方法
9.3.3非平稳过程及其数据处理方法
9.4音频检测参数实验回归分析与数据处理
9.4.1球墨铸铁动态弹性模量、内耗值与力学性能之间的关系
9.4.2腔体容积与音频检测参数的回归分析
9.5计算机模拟非等截面轴杆类零部件音频检测计算方法
9.5.1数值计算求解非等直截面轴杆工件的共振频率
9.5.2数值计算方法的实验验证
9.6音频检测谐波分析
第10章音频检测技术中的抗干扰问题
10.1音频检测系统中常见的干扰类型与防护
10.1.1干扰与防护
10.1.2干扰的类型及防护
10.2干扰源与耦合方式
lO.2.1噪声与信噪比
10.2.2噪声源
10.2.3噪声电压的叠加
10.2.4噪声耦合方式
10.3共模干扰与差模干扰
10.3.1差模干扰
10.3.2共模干扰
10.3.3共模干扰抑制比
10.4音频检i贝0仪表的屏蔽与防护
10.4.1测量仪表中实用屏蔽规则
10.4.2数字电压表的屏蔽与防护分析
10.4.3电子测量仪表的屏蔽与防护小结
10.5接地问题
10.5.1音频检测系统中地线的类型
10.5.2接地问题的处理
第11章基于虚拟仪器的音频检测系统
11.1音频检测虚拟仪器的原理与构成
11.1.1音频检测中的虚拟仪器
11.1.2音频检测虚拟仪器的组成
11.1.3虚拟仪器的特点
11.1.4LabVIEW与虚拟仪器的设计方法
11.2音频信号分析仪的系统构成及原理
11.2.1系统构成
11.2.2音频信号分析仪的工作原理
11.2.3音频信号分析仪的硬件设计
11.2.4音频信号分析仪的软件设计
11.3基于虚拟仪器的弹体药室容积音频检测装置的硬件设计与选择
11.3.1传感器的选择
11.3.2数据采集卡的选择
11.4基于虚拟仪器的弹体药室容积音频检测装置的软件设计
11.4.1基于虚拟仪器的弹体药室容积音频检测装置的软件设计思想
11.4.2基于虚拟仪器的弹体药室容积音频检测装置的面板及程序的设计
11.4.3子VI的设计
第12章音频检测技术应用
12.1轴类件音频检测应用
12.1.1金属材料内部微观组织结构及缺陷检测
12.1.2金属力学性能无损检测
12.2非规则腔体容积音频检测技术与仪器
12.2.1腔体容积音频检测基本原理
12.2.2检测系统与工作原理
12.2.3实验结果及分析
12.2.4结论
12.3导弹及飞行目标音频法距离探测技术应用
12.3.1导弹脱靶量音频检测技术应用
12.3.2基于瞬时频率估计的被动声学飞机测距应用
12.4滚动轴承运动状态的故障诊断
12.4.1滚动轴承的振动
12.4.2滚动轴承故障的频率成分分析
12.4.3滚动轴承疲劳故障的音频在线监测与诊断
12.4.4结论
12.5音频法预测等温淬火铸铁强度
12.5.1检测原理
12.5.2实验方法
12.5.3结果整理及讨论
参考文献
本书主要介绍音频检测技术与仪器,结合典型科研成果讨论音频检测技术的基本理论、技术条件和仪器实现过程。本书中的检测信号处理系统及单元电路、计算机实用接口等大多数内容来自于工程应用实际。书中大部分音频检测理论与技术应用数据取自于作者多年来发表的学术论文、指导研究生学位论文和科学研究项目的部分科研成果。
全书共分12章,包括音频检测绪论、音频检测的理论与评价、音频检测声波传输理论、音频信号在固体、金属介质内部的传播过程及相互作用机理、音频检测方法、音频检测系统与仪器的构成、音频检i910系统中的非线性校正处理与补偿技术、音频检测技术中的抗干扰问题、检测精度补偿与计算机模拟处理、音频检测中的虚拟仪器设计过程、音频检测技术的应用等内容。本书力求深入浅出,系统全面,突出理论性和实用性。
柏逢明,男,1956年10月出生,教授,博士。现任长春理工大学电子信息工程学院自动化系副主任,检测技术与自动化装置学科带头人。主要从事非线性混浊理论、音频检测技术及无线电应用的教学与科研工作。近几年来共完成省部级科研项目12项、教学研究项目6项,获军品科研国防发明专利和民品实用新型专利各1项,获吉林省科技进步奖2项。目前在研项目1项。发表学术论文87篇。