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第一部分 测试技术的理论基础3

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6

1．3 标准及其单位6

1．3．1 国际单位制及其基本单位7

1．3．2 国际单位制的导出单位8

1．3．3 单位的十进制倍数和小数10

2 测试信号分析与处理11

2．1 信号与测试系统11

2．2 信号描述12

2．2．1 信号的定义13

2．2．2 信号的分类14

2．2．3 信号的时域和频域描述方法19

2．2．4 周期信号的频域描述20

2．2．5 周期信号的功率31

2．2．6 非周期信号的频域描述34

2．2．7 随机信号描述66

2．3 数字信号处理87

2．3．1 离散傅里叶变换88

2．3．2 离散傅里叶变换的性质94

2．3．3 采样定理95

2．3．4 泄漏与加窗处理97

2．3．5 栅栏效应102

2．3．6 快速傅里叶变换103

2．3．7 Zoom-FFT114

3 测试系统特性分析117

3．1 概述117

3．2 测量误差118

3．3 测试系统的静态特性119

3．4 测试系统的动态特性122

3．4．1 线性系统的数学描述122

3．4．2 用传递函数或频率响应函数描述系统的传递特性124

3．5 测试系统实现精确测量的条件149

3．6 测试系统的负载效应152

3．6．1 负载效应152

3．6．2 一阶系统的互联154

3．6．3 二阶系统的互联156

4 被测量的获取161

4．1 被测量获取的基本概念161

4．2 传感器的分类162

4．3 电阻式传感器165

4．3．1 工作原理165

4．3．2 滑动触点式变阻器165

4．3．3 应变式传感器168

4．4 电阻式温度计176

4．5 热敏电阻178

4．6 电感式传感器180

4．6．1 自感式180

4．6．2 互感式190

4．6．3 磁弹性测力传感器195

4．6．4 压磁式互感传感器197

4．7 电容式传感器198

4．7．1 间隙变化型199

4．7．2 面积变化型200

4．7．3 介质变化型203

4．8．1 压电效应208

4．8 压电传感器208

4．8．2 压电传感器工作原理及测量电路212

4．8．3 压电传感器的应用217

4．9 磁电式传感器226

4．9．1 动圈式和动铁式传感器226

4．9．2 磁阻式传感器229

4．9．3 涡流-磁电式相对加速度传感器229

4．10 光电传感器231

4．10．1 外光电效应231

4．10．2 内光电效应234

4．10．3 光生伏打效应240

4．10．4 光电器件的应用242

4．11 气敏传感器244

4．12 红外辐射检测247

4．12．1 红外辐射247

4．12．2 红外探测器249

4．12．3 红外检测应用250

4．13 固态图像传感器254

4．14 霍尔传感器260

4．14．1 作用原理260

4．14．2 霍尔效应的应用262

4．15 微型传感器265

4．15．1 MEMS技术与微型传感器265

4．15．2 压阻式微型传感器267

4．15．3 电容式微型传感器273

4．15．4 电感式微型传感器277

4．15．5 热敏电阻式微型传感器278

4．15．6 隧道效应式传感器279

5 测试信号的转换与调理283

5．1 电桥283

5．1．1 直流电桥283

5．1．2 交流电桥287

5．1．3 变压器式电桥290

5．1．4 电桥使用中应注意的问题291

5．2 调制与解调294

5．2．1 幅值调制与解调295

5．2．2 频率调制与解调306

5．3 滤波312

5．3．1 概述312

5．3．2 滤波器的一般特性316

5．3．3 滤波器类型320

5．3．4 滤波器的综合运用330

5．3．5 其他种类的滤波339

5．4 模拟/数字转换器340

5．4．1 量化340

5．4．2 A/D转换器341

5．4．3 抗混滤波器346

5．4．4 数字/模拟(D/A)转换器347

6 信号的输出351

6．1 概述351

6．2 信号输出的形式及分类352

6．3 显示和指示类信号输出353

6．3．1 模拟指示353

6．3．2 数码显示356

6．3．3 图视显示362

6．4 记录类信号输出373

6．4．1 硬拷贝记录374

6．4．2 模拟记录378

6．4．3 数字记录387

7 虚拟测试系统391

7．1 概述391

7．2 虚拟仪器的构成393

7．2．1 虚拟仪器的硬件模块393

7．2．2 虚拟仪器的软件模块395

7．3 虚拟测试系统的应用399

第二部分 典型测试技术的应用403

8 力及其导出量的测量403

8．1 概述403

8．2 基本测力方法404

8．3．1 弹性力传感器407

8．3 测力传感器407

8．3．2 应变片力传感器409

8．3．3 电感式力传感器411

8．3．4 电容式力传感器412

8．3．5 磁弹性力传感器412

8．3．6 压电力传感器413

8．3．7 振弦式力传感器414

8．4 转矩测量415

8．4．1 应变片转矩传感器415

8．4．2 电感式转矩传感器416

8．4．3 振弦式转矩传感器417

9．1 概述419

9 振动测量419

9．2 机械振动的电测法及测试系统的构成420

9．3 单自由度系统的受迫振动422

9．3．1 作用在系统质量块上的力引起的受迫振动422

9．3．2 由系统的基础运动引起的受迫振动424

9．4 测振传感器426

9．4．1 磁电式速度传感器427

9．4．2 涡流位移传感器427

9．4．3 电感式振动传感器428

9．4．4 电阻式振动传感器429

9．4．5 电容式加速度传感器430

9．4．7 磁致伸缩式振动传感器431

9．4．6 压电加速度传感器431

9．4．8 激光速度传感器432

9．5 激振器433

9．5．1 力锤433

9．5．2 机械惯性式激振器435

9．5．3 电动力式激振器435

9．5．4 液压式激振台438

9．6 测振仪器的校准439

9．6．1 绝对校准法439

9．6．2 相对校准法441

10．1 温标的定义443

10 温度的测量443

10．2 温标的复制445

10．2．1 水的冰点445

10．2．2 水的三态点445

10．2．3 水的沸点446

10．3 温度传感器447

10．3．1 接触式温度计447

10．3．2 辐射式温度计466

11 流量的测量475

11．1 流体的特征475

11．2．1 节流式流量计477

11．2 不同的流量测量方法及仪器477

11．2．2 可变面积式流量计(转子流量计)484

11．2．3 涡轮式流量计486

11．2．4 磁流量计488

11．2．5 椭圆轮流量计489

11．2．6 旋转活塞式气体流量计491

11．2．7 叶轮流量计492

11．2．8 涡流式流量计(卡尔曼涡街，涡频流量计)492

11．2．9 流速的测量494

11．2．10 超声波流量测量504

11．2．11 哥氏力质量流量测量法508

参考文献510