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第一章 绪论1

第一节 测试技术的重要性1

第二节 测试过程和测试系统的一般组成1

第三节 测试技术的发展2

第四节 本课程的学习要求4

第二章 传感器原理与测量电路5

第一节 传感器概述5

一、传感器的分类5

二、传感器的性能要求7

三、传感器的选用原则7

四、传感器的发展趋势9

第二节 机械式传感器9

第三节 电阻式传感器10

一、变阻器式传感器10

二、电阻应变式传感器11

第四节 电感式传感器15

一、自感型传感器15

二、互感型（差动变压器式）传感器17

三、压磁式传感器19

第五节 电容式传感器20

一、变换原理及类型20

二、特点与应用22

第六节 压电式传感器24

一、压电效应24

二、压电材料25

三、压电式传感器及其等效电路26

四、测量电路27

第七节 磁电式传感器28

一、动圈式28

二、磁阻式28

三、霍尔式传感器29

第八节 光电式传感器30

一、光电效应及光电器件30

二、光电式传感器的形式32

第九节 新型传感器33

一、热敏电阻33

二、气敏传感器34

三、湿敏传感器34

四、水分传感器35

五、集成传感器35

六、光纤传感器36

本章典型例题详解36

习题40

第三章 信号及其描述46

第一节 概述46

一、信号的分类46

二、信号的描述47

第二节 周期信号48

一、周期信号的时域描述和频域描述48

二、周期信号的强度表述52

第三节 非周期信号53

一、非周期信号的特征53

二、非周期信号的描述——傅里叶积分54

三、傅里叶变换的主要性质56

四、几种典型信号的频谱57

第四节 随机信号61

一、随机过程的一般关系61

二、随机信号的分类62

三、随机过程的主要统计参数62

本章典型例题详解66

习题73

第四章 测试系统的特性80

第一节 测试系统及其主要性质80

一、线性系统80

二、线性系统的性质80

三、测试装置的特性81

第二节 测试系统的静态特性82

一、非线性度82

二、灵敏度83

三、分辨力83

四、回程误差83

五、漂移83

六、信噪比83

第三节 测试系统的动态特性84

一、拉普拉斯变换（拉氏变换）84

二、传递函数84

三、频率响应函数85

四、脉冲响应函数86

五、环节的串联和并联87

第四节 常见测试系统的动态特性88

一、一阶系统88

二、二阶系统90

第五节 测试系统静态特性和动态特性的测定93

一、测试系统静态特性的测定94

二、测试系统动态特性的测定95

第六节 实现不失真测试的条件96

第七节 测量误差的基本概念98

一、真值98

二、误差99

三、误差的分类99

四、测量不确定度100

本章典型例题详解101

习题106

第五章 信号调理、处理和记录113

第一节 电桥113

一、直流电桥113

二、交流电桥115

三、带感应耦合臂的电桥117

第二节 调制与解调117

一、调幅及其解调118

二、调频及其解调121

第三节 滤波器123

一、滤波器的分类124

二、理想滤波器124

三、实际RC调谐式滤波器127

四、恒带宽比滤波器和恒带宽滤波器130

五、开关电容滤波器133

第四节 信号的指示和记录装置135

一、动圈式磁电指示机构135

二、光线示波器136

三、伺服式记录仪136

四、采用阴极射线管的信号显示和记录装置137

五、数字式波形存储记录仪137

六、磁记录器138

本章典型例题详解143

习题150

第六章 信号处理初步161

第一节 数字信号处理的基本步骤161

第二节 信号数字化出现的问题162

一、概述162

二、时域采样、混叠和采样定理164

三、量化和量化误差166

四、截断、泄漏和窗函数167

五、频域采样、时域周期延拓和栅栏效应167

六、频率分辨力、整周期截断167

七、常用的窗函数168

第三节 相关分析及其应用170

一、两随机变量的相关系数170

二、信号的自相关函数171

三、信号的互相关函数173

四、相关函数估计176

第四节 功率谱分析及其应用177

一、自功率谱密度函数177

二、互谱密度函数180

本章典型例题详解183

习题186

第七章 计算机辅助测试系统193

第一节 数据采集装置193

一、基本组成193

二、多通道数据采集系统196

第二节 计算机辅助测试技术中的总线197

一、GPIB（IEEE-488）总线197

二、VXI总线198

三、PXI总线200

第三节 数字信号分析仪200

一、数字信号分析仪的组成200

二、数字信号分析的步骤201

三、数字信号分析仪的类型202

第四节 虚拟仪器202

一、虚拟仪器的概念202

二、VI的构成203

三、基于网络的VI204

四、VI的应用与特点205

五、LabVIEW简介206

六、LabVIEW虚拟测试系统的应用举例211

本章典型例题详解213

习题213

第八章 测试系统及其工程应用216

第一节 应变、力和转矩的测量216

一、应变、应力的测量216

二、切削力的测量218

三、转矩的测量220

第二节 振动测试222

一、振动基本知识222

二、振动的激励223

三、激振器224

四、常用测振传感器225

五、振动的测量228

六、测振装置的校准229

第三节 温度的测量230

一、温度标准与测量方法230

二、热电偶温度计231

三、热电阻温度计235

四、热辐射测温仪238

第四节 湿度的测量241

一、湿度241

二、干湿球湿度计242

三、电阻式湿度计243

四、电容式湿度计243

五、单片智能化湿度／温度传感器244

第五节 位移的测量245

一、常用位移传感器245

二、厚度的测量245

三、物位的测量247

第六节 流体参量的测量251

一、压力的测量251

二、流量的测量254

本章典型例题详解259

习题264

第九章 信号分析与处理编程实验270

第一节 Matlab使用简介270

一、Matlab的安装270

二、Matlab的基本用法270

三、Matlab编程简介272

第二节 信号分析初步275

一、信号序列的产生275

二、序列的运算276

三、周期信号的叠加与分解277

第三节 测试系统动态特性仿真278

第四节 信号时域分析280

一、时域统计指标分析280

二、相关函数及应用281

第五节 信号的频谱分析282

第六节 信号的调理284

一、信号的提取284

二、滤波器设计284

参考文献286