第一部分 测试技术的理论基础

1 绪论3

1.1 测试技术的发展与研究的内容3

1.2 测量的本质和基本前提5

1.3 标准及其单位6

1.3.1 国际单位制及其基本单位6

1.3.2 国际单位制的导出单位7

1.3.3 单位的十进制倍数和小数9

习题92 测试信号分析与处理10

2.1 信号与测试系统10

2.2 信号描述11

2.2.1 信号的定义12

2.2.2 信号的分类12

2.2.3 信号的时域和频域描述方法17

2.2.4 周期信号的频域描述18

2.2.5 周期信号的功率27

2.2.6 非周期信号的频域描述29

2.2.7 随机信号描述56

2.3 数字信号处理75

2.3.1 离散傅里叶变换76

2.3.2 离散傅里叶变换的性质81

2.3.3 采样定理82

2.3.4 泄漏与加窗处理85

2.3.5 栅栏效应87

2.3.6 快速傅里叶变换90

习题98目录工程测试技术3 测试系统特性分析101

3.1 概述101

3.2 测量误差102

3.3 测试系统的静态特性103

3.4 测试系统的动态特性105

3.4.1 线性系统的数学描述106

3.4.2 用传递函数或频率响应函数描述系统的传递特性107

3.5 测试系统实现精确测量的条件126

3.6 测试系统的负载效应128

3.6.1 负载效应128

3.6.2 一阶系统的互联129

3.6.3 二阶系统的互联131

习题1354 被测量的获取137

4.1 被测量获取的基本概念137

4.2 传感器的分类138

4.3 电阻式传感器140

4.3.1 工作原理140

4.3.2 滑动触点式变阻器141

4.3.3 应变式传感器143

4.4 电阻式温度计149

4.5 热敏电阻151

4.6 电感式传感器152

4.6.1 自感式传感器153

4.6.2 互感式传感器160

4.6.3 磁弹性测力传感器164

4.6.4 压磁式互感传感器165

4.7 电容式传感器167

4.7.1 间隙变化型电容传感器167

4.7.2 面积变化型电容传感器168

4.7.3 介质变化型电容传感器170

4.8 压电传感器174

4.8.1 压电效应175

4.8.2 压电传感器工作原理及测量电路178

4.8.3 压电传感器的应用182

4.9 磁电式传感器189

4.9.1 动圈式和动铁式传感器189

4.9.2 磁阻式传感器192

4.9.3 涡流\|磁电式相对加速度传感器192

4.10 光电传感器193

4.10.1 外光电效应193

4.10.2 内光电效应196

4.10.3 光生伏打效应200

4.10.4 光电器件的应用201

4.11 气敏传感器203

4.12 固态图像传感器205

4.13 霍尔传感器209

4.13.1 作用原理209

4.13.2 霍尔效应的应用211

4.14 光纤传感器213

4.14.1 光纤基本原理214

4.14.2 光纤传感器的结构及特性218

4.15 微型传感器222

4.15.1 MEMS技术与微型传感器222

4.15.2 压阻式微型传感器223

4.15.3 电容式微型传感器228

4.15.4 电感式微型传感器231

4.15.5 热敏电阻式微型传感器231

4.15.6 隧道效应式传感器231

习题2335 测试信号的转换与调理235

5.1 电桥235

5.1.1 直流电桥235

5.1.2 交流电桥238

5.1.3 变压器式电桥241

5.1.4 电桥使用中应注意的问题242

5.2 调制与解调244

5.2.1 幅值调制与解调245

5.2.2 频率调制与解调254

5.3 滤波258

5.3.1 概述258

5.3.2 滤波器的一般特性262

5.3.3 滤波器类型265

5.3.4 滤波器的综合运用272

5.3.5 其他种类的滤波280

5.4 模拟/数字转换器281

5.4.1 量化281

5.4.2 A/D转换器282

5.4.3 抗混滤波器285

习题2866 信号的输出288

6.1 概述288

6.2 信号输出的形式及分类288

6.3 显示和指示类信号输出289

6.3.1 模拟指示289

6.3.2 数码显示292

6.3.3 图视显示297

6.4 记录类信号输出302

6.4.1 硬拷贝记录302

6.4.2 模拟记录304

6.4.3 数字记录311

习题3147 虚拟测试系统315

7.1 概述315

7.2 虚拟仪器的概念316

7.3 虚拟仪器的演变与发展317

7.3.1 计算机是动力317

7.3.2 软件是关键317

7.4 VI的构成318

7.5 虚拟仪器图形化语言LabVIEW319

7.5.1 LabVIEW应用程序320

7.5.2 LabVIEW操作模板321

7.6 基于Web的虚拟仪器325

7.6.1 基于Web的VI概述325

7.6.2 主要软件技术326

7.6.3 Web服务器327

7.6.4 实例327

习题328

第二部分 典型物理量的测试技术和应用

8 力及其导出量的测量331

8.1 概述331

8.2 基本测力方法332

8.3 测力传感器334

8.3.1 弹性力传感器335

8.3.2 应变片力传感器336

8.3.3 电感式力传感器341

8.3.4 电容式力传感器341

8.3.5 磁弹性力传感器342

8.3.6 压电力传感器343

8.3.7 振弦式力传感器344

8.4 转矩测量344

8.4.1 应变片转矩传感器345

8.4.2 电感式转矩传感器345

8.4.3 振弦式转矩传感器346

习题3469 振动测量348

9.1 概述348

9.2 机械振动的电测法及测试系统的构成349

9.3 单自由度系统的受迫振动350

9.3.1 作用在系统质量块上的力引起的受迫振动350

9.3.2 由系统的基础运动引起的受迫振动352

9.3.3 隔振354

9.4 测振传感器356

9.4.1 磁电式速度传感器356

9.4.2 涡流位移传感器356

9.4.3 电感式振动传感器357

9.4.4 电阻式振动传感器358

9.4.5 电容式加速度传感器358

9.4.6 压电加速度传感器359

9.4.7 磁致伸缩式振动传感器360

9.4.8 激光速度传感器360

9.4.9 频闪测速法361

9.4.10 超声波传感器362

9.5 激振器363

9.5.1 力锤363

9.5.2 机械惯性式激振器364

9.5.3 电动力式激振器364

9.5.4 液压式激振台366

9.6 测振仪器的校准367

9.6.1 绝对校准法367

9.6.2 相对校准法370

习题37110 温度的测量372

10.1 温标的定义372

10.2 温标的复制373

10.2.1 水的冰点374

10.2.2 水的三相点374

10.2.3 水的沸点375

10.3 温度传感器375

10.3.1 接触式温度计375

10.3.2 辐射式温度计391

10.3.3 红外辐射检测397

10.3.4 红外探测器398

10.3.5 红外检测应用398

10.3.6 红外凝视显微镜402

10.4 温度测量装置的标定403

习题40311 流量的测量405

11.1 流体的特征405

11.2 不同的流量测量方法及仪器406

11.2.1 节流式流量计406

11.2.2 可变面积式流量计（转子流量计）412

11.2.3 涡轮式流量计413

11.2.4 磁流量计415

11.2.5 椭圆轮流量计415

11.2.6 旋转活塞式气体流量计417

11.2.7 叶轮流量计418

11.2.8 涡流式流量计（卡尔曼涡街，涡频流量计）418

11.2.9 流速的测量419

11.2.10 超声波流量测量427

11.2.11 哥氏力质量流量测量法430

11.3 流体可视化技术432

习题43512 声学的测量436

12.1 概述436

12.2 声音的特征438

12.3 基本声学参数440

12.3.1 声压440

12.3.2 声压级440

12.3.3 声功率、声强和声功率级442

12.3.4 声压级的合成442

12.4 心理声学关系444

12.5 声音的测量446

12.5.1 传声器（麦克风）446

12.5.2 声级计451

12.5.3 声音信号的频谱分析452

12.6 工业和环境噪声的测量与分析453

12.6.1 等效声级Leq453

12.6.2 声强的测量454

12.6.3 声压的测量455

12.7 声学测量中应注意的几个问题457

12.8 声学测量仪器的标定457

12.9 结束语459

习题459

参考文献461 2100433B