第1章 概论 1

1.1 测试技术的作用 1

1.2 测试技术的基本概念 3

1.2.1 测量方法及其分类 3

1.2.2 测量误差 4

1.3 测试系统的组成 13

1.4 测试系统的发展 15

习题 16

第2章 测试信号的分析处理 17

2.1 信号的分类 17

2.1.1 按时间变量的取值方式分类 17

2.1.2 按信号随时间变化的规律分类 18

2.1.3 按信号的能量特征分类 20

2.1.4 从信号的可实现性分类 21

2.2 信号的描述与分析 21

2.3 信号频谱分析 23

2.3.1 周期信号的频谱分析 23

2.3.2 非周期信号的频谱分析 27

2.3.3 随机信号的频谱分析 32

2.4 数字信号处理 36

2.4.1 模拟信号的离散化 36

2.4.2 离散傅里叶变换 38

习题 40

第3章 测试系统的基本特性 42

3.1 测试装置与线性系统 42

3.2 测试系统的静态特性 44

3.2.1 静态传递特性与定度曲线 44

3.2.2 灵敏度 45

3.2.3 线性度 46

3.2.4 量程及测量范围 46

3.2.5 稳定度 46

3.3 测试系统的动态特性 47

3.3.1 典型信号的时域响应 47

3.3.2 传递函数 48

3.3.3 频率特性 49

3.4 不失真测试的实现条件 52

习题 54

第4章 测试系统常用传感器介绍 55

4.1 传感器概述 55

4.1.1 传感器的基本概念和组成 55

4.1.2 传感器的分类 58

4.2 电阻式传感器 58

4.2.1 电阻应变式传感器 59

4.2.2 电位器式传感器 69

4.3 电容式传感器 76

4.3.1 电容式传感器的工作原理 76

4.3.2 电容式传感器的测量电路 80

4.3.3 电容式传感器的应用 83

4.4 电感式传感器 85

4.4.1 自感式传感器 85

4.4.2 互感式传感器 93

4.5 涡流式传感器 100

4.5.1 涡流式传感器的工作原理 100

4.5.2 涡流式传感器的测量电路 103

4.5.3 涡流式传感器的应用 104

4.6 压电式传感器 107

4.6.1 压电效应 107

4.6.2 压电元件的等效电路 110

4.6.3 压电式传感器的测量电路 111

4.6.4 压电式传感器的应用 115

4.7 磁电感应式传感器 117

4.7.1 恒定磁通式磁电传感器 117

4.7.2 变磁通式磁电传感器 118

4.7.3 磁电感应式传感器的测量电路 118

4.7.4 磁电感应式传感器的应用 119

4.8 霍尔式传感器 120

4.8.1 霍尔效应与霍尔元件的材料 120

4.8.2 霍尔元件的构造及测量电路 122

4.8.3 霍尔元件的类型 123

4.8.4 霍尔式传感器的应用 124

4.9 光电式传感器 125

4.9.1 光电效应 125

4.9.2 光电器件及其特征 126

4.9.3 光电式传感器的测量电路 132

4.9.4 光电式传感器的应用 136

4.10 热电式传感器 139

4.10.1 热电阻传感器 139

4.10.2 热电偶传感器 141

4.10.3 热敏电阻 148

4.11 光纤传感器 150

4.11.1 光纤传感器的原理和分类 150

4.11.2 光纤传感器的应用 158

习题 161

第5章 测试信号调理电路 164

5.1 电桥电路 164

5.1.1 直流电桥 164

5.1.2 交流电桥 166

5.2 信号放大电路 167

5.2.1 基本放大电路 168

5.2.2 测量放大器 170

5.3 信号的调制与解调 170

5.3.1 信号的调幅与解调 171

5.3.2 信号的调频与解调 172

5.4 滤波器 174

5.4.1 模拟滤波器的原理与分类 175

5.4.2 滤波器的基本参数 176

5.4.3 RC滤波器 177

5.4.4 数字滤波器 179

习题 183

第6章 信号显示与记录仪表 184

6.1 概述 184

6.2 模拟式电压表 184

6.3 数字万用表 189

6.4 笔式记录仪 192

6.5 数字式存储示波器 193

6.6 磁带记录仪 194

习题 197

第7章 测试技术在机械工程中的应用 198

7.1 位移的测量 198

7.1.1 常用的位移传感器 198

7.1.2 位移传感器的应用——物位的测量 201

7.2 应变、力和扭矩的测量 202

7.2.1 应变的测量 202

7.2.2 力的测量 204

7.2.3 扭矩的测量 207

7.3 振动的测试 209

7.3.1 机械振动测试的主要内容 210

7.3.2 机械振动参数的测试 210

7.3.3 振动系统特性参数的测试 212

7.4 压力的测试 213

7.4.1 概述 213

7.4.2 常用的压力传感器 214

7.5 流量的测试 217

7.5.1 流量的表示方法 217

7.5.2 常用流量计 217

7.6 温度的测量 222

7.6.1 温度测量概述 222

7.6.2 测温方法与测温传感器的分类 223

7.6.3 常用测温计 223

7.7 转速测量 225

7.7.1 磁电式、光电式和霍尔式转速传感器 225

7.7.2 数字式频率计 227

7.7.3 机械式转速表 228

7.7.4 发电式转速表 229

习题 230

第8章 计算机测试系统 231

8.1 概述 231

8.2 数据采集系统 233

8.2.1 多路模拟开关 233

8.2.2 采样/保持电路 237

8.2.3 模数转换器和数模转换器 241

8.2.4 数据采集系统的构成方式 246

8.3 自动测试系统 247

8.3.1 自动测试系统的结构及特点 247

8.3.2 自动测试系统的发展历程 248

8.3.3 自动测试系统的总线技术 251

8.4 智能仪器 253

8.4.1智能仪器的组成 253

8.4.2 智能仪器的性能特点 254

8.4.3 智能仪器的典型功能 254

8.4.4 智能仪器的发展趋势 255

习题 256

第9章 现代测试技术的发展方向 257

9.1 测试技术的发展方向 257

9.1.1 新型传感器不断出现 257

9.1.2 测试系统的小型化、微型化及集成化 258

9.1.3 虚拟仪器化 258

9.1.4 测试系统的智能化 258

9.1.5 测试系统的网络化 258

9.1.6 软测量技术的发展 260

9.2 虚拟仪器技术 261

9.2.1 虚拟仪器概述 262

9.2.2 虚拟仪器的构成 262

9.2.3 虚拟仪器的特点 265

9.2.4 虚拟仪器设计示例 266

习题 274

参考文献 275 2100433B