目錄
第1章 概論 1
1.1 測試技術的作用 1
1.2 測試技術的基本概念 3
1.2.1 測量方法及其分類 3
1.2.2 測量誤差 4
1.3 測試系統的組成 13
1.4 測試系統的發展 15
習題 16
第2章 測試信號的分析處理 17
2.1 信號的分類 17
2.1.1 按時間變數的取值方式分類 17
2.1.2 按信號隨時間變化的規律分類 18
2.1.3 按信號的能量特徵分類 20
2.1.4 從信號的可實現性分類 21
2.2 信號的描述與分析 21
2.3 信號頻譜分析 23
2.3.1 周期信號的頻譜分析 23
2.3.2 非周期信號的頻譜分析 27
2.3.3 隨機信號的頻譜分析 32
2.4 數位訊號處理 36
2.4.1 模擬信號的離散化 36
2.4.2 離散傅立葉變換 38
習題 40
第3章 測試系統的基本特性 42
3.1 測試裝置與線性系統 42
3.2 測試系統的靜態特性 44
3.2.1 靜態傳遞特性與定度曲線 44
3.2.2 靈敏度 45
3.2.3 線性度 46
3.2.4 量程及測量範圍 46
3.2.5 穩定度 46
3.3 測試系統的動態特性 47
3.3.1 典型信號的時域回響 47
3.3.2 傳遞函式 48
3.3.3 頻率特性 49
3.4 不失真測試的實現條件 52
習題 54
第4章 測試系統常用感測器介紹 55
4.1 感測器概述 55
4.1.1 感測器的基本概念和組成 55
4.1.2 感測器的分類 58
4.2 電阻式感測器 58
4.2.1 電阻應變式感測器 59
4.2.2 電位器式感測器 69
4.3 電容式感測器 76
4.3.1 電容式感測器的工作原理 76
4.3.2 電容式感測器的測量電路 80
4.3.3 電容式感測器的套用 83
4.4 電感式感測器 85
4.4.1 自感式感測器 85
4.4.2 互感式感測器 93
4.5 渦流式感測器 100
4.5.1 渦流式感測器的工作原理 100
4.5.2 渦流式感測器的測量電路 103
4.5.3 渦流式感測器的套用 104
4.6 壓電式感測器 107
4.6.1 壓電效應 107
4.6.2 壓電元件的等效電路 110
4.6.3 壓電式感測器的測量電路 111
4.6.4 壓電式感測器的套用 115
4.7 磁電感應式感測器 117
4.7.1 恆定磁通式磁電感測器 117
4.7.2 變磁通式磁電感測器 118
4.7.3 磁電感應式感測器的測量電路 118
4.7.4 磁電感應式感測器的套用 119
4.8 霍爾式感測器 120
4.8.1 霍爾效應與霍爾元件的材料 120
4.8.2 霍爾元件的構造及測量電路 122
4.8.3 霍爾元件的類型 123
4.8.4 霍爾式感測器的套用 124
4.9 光電式感測器 125
4.9.1 光電效應 125
4.9.2 光電器件及其特徵 126
4.9.3 光電式感測器的測量電路 132
4.9.4 光電式感測器的套用 136
4.10 熱電式感測器 139
4.10.1 熱電阻感測器 139
4.10.2 熱電偶感測器 141
4.10.3 熱敏電阻 148
4.11 光纖感測器 150
4.11.1 光纖感測器的原理和分類 150
4.11.2 光纖感測器的套用 158
習題 161
第5章 測試信號調理電路 164
5.1 電橋電路 164
5.1.1 直流電橋 164
5.1.2 交流電橋 166
5.2 信號放大電路 167
5.2.1 基本放大電路 168
5.2.2 測量放大器 170
5.3 信號的調製與解調 170
5.3.1 信號的調幅與解調 171
5.3.2 信號的調頻與解調 172
5.4 濾波器 174
5.4.1 模擬濾波器的原理與分類 175
5.4.2 濾波器的基本參數 176
5.4.3 RC濾波器 177
5.4.4 數字濾波器 179
習題 183
第6章 信號顯示與記錄儀表 184
6.1 概述 184
6.2 模擬式電壓表 184
6.3 數字萬用表 189
6.4 筆式記錄儀 192
6.5 數字式存儲示波器 193
6.6 磁帶記錄儀 194
習題 197
第7章 測試技術在機械工程中的套用 198
7.1 位移的測量 198
7.1.1 常用的位移感測器 198
7.1.2 位移感測器的套用——物位的測量 201
7.2 應變、力和扭矩的測量 202
7.2.1 應變的測量 202
7.2.2 力的測量 204
7.2.3 扭矩的測量 207
7.3 振動的測試 209
7.3.1 機械振動測試的主要內容 210
7.3.2 機械振動參數的測試 210
7.3.3 振動系統特性參數的測試 212
7.4 壓力的測試 213
7.4.1 概述 213
7.4.2 常用的壓力感測器 214
7.5 流量的測試 217
7.5.1 流量的表示方法 217
7.5.2 常用流量計 217
7.6 溫度的測量 222
7.6.1 溫度測量概述 222
7.6.2 測溫方法與測溫感測器的分類 223
7.6.3 常用測溫計 223
7.7 轉速測量 225
7.7.1 磁電式、光電式和霍爾式轉速感測器 225
7.7.2 數字式頻率計 227
7.7.3 機械式轉速表 228
7.7.4 發電式轉速表 229
習題 230
第8章 計算機測試系統 231
8.1 概述 231
8.2 數據採集系統 233
8.2.1 多路模擬開關 233
8.2.2 採樣/保持電路 237
8.2.3 模數轉換器和數模轉換器 241
8.2.4 數據採集系統的構成方式 246
8.3 自動測試系統 247
8.3.1 自動測試系統的結構及特點 247
8.3.2 自動測試系統的發展歷程 248
8.3.3 自動測試系統的匯流排技術 251
8.4 智慧型儀器 253
8.4.1智慧型儀器的組成 253
8.4.2 智慧型儀器的性能特點 254
8.4.3 智慧型儀器的典型功能 254
8.4.4 智慧型儀器的發展趨勢 255
習題 256
第9章 現代測試技術的發展方向 257
9.1 測試技術的發展方向 257
9.1.1 新型感測器不斷出現 257
9.1.2 測試系統的小型化、微型化及集成化 258
9.1.3 虛擬儀器化 258
9.1.4 測試系統的智慧型化 258
9.1.5 測試系統的網路化 258
9.1.6 軟測量技術的發展 260
9.2 虛擬儀器技術 261
9.2.1 虛擬儀器概述 262
9.2.2 虛擬儀器的構成 262
9.2.3 虛擬儀器的特點 265
9.2.4 虛擬儀器設計示例 266
習題 274
參考文獻 275(收縮) 書目錄
圖書信息
書 名: 工程測試技術
作者:孔德仁
出版社: 科學出版社
出版時間: 2009年01月
ISBN: 9787030226723
開本: 16開
定價: 39元
內容簡介
《工程測試技術》詳細介紹了工程測量的基礎知識,工程信號及其可測性分析,測量系統的基本特性,計算機測試技術,測試結果及誤差分析,信號調理電路及指示記錄裝置,應變電測技術,壓電測量技術,光電測量技術,溫度測量技術,噪聲測量技術,壓力測量技術,以及位移、速度、加速度測量,機械振動測試等。根據教學大綱要求,摘要編寫了本課程的學習要點。
《工程測試技術》可作為機械設計製造及其自動化、武器系統與發射工程、地面武器機動工程、過程裝備與控制工程、測控技術及儀器、精密儀器、機械及機械電子工程等專業的教材或參考書,也可供相關專業的研究生、教師以及工程技術人員參考。
作者簡介
康宜華教授、博士(後)教授、博士生導師。華中科技大學機械學院儀器系主任。主要研究方向和學術專長為無損檢測新技術、工業測控與儀器儀表。從1985年開始,承擔了國家“七五 ”、“八五”、“九五”科技攻關項目以及多項國家自然科學基金項目、近20項廠礦合作項目。已培養博士研究生16名;目前,在讀博士生6名,在讀碩士研究生16名;研究成果在近十個主要工業領域得到使用。
編輯推薦
《工程測試技術(研究生創新人才培養系列教材)》編著者汪菲、劉習軍、楊志永。
本教材共分九章。第1章介紹了機械振動基本理論,作為後續振動測量原理的鋪墊和基礎。第2章介紹了工程測試基本原理與方法,闡明了測試系統的一般組成,詳細介紹了測試系統的靜、動態特性及測試方法。第3章介紹了激振設備,包括激振器、振動台、力錘,並重點討論了不同激勵形式的激振器和振動台的工作原理和適用範圍。第4章介紹了感測器,包括機械式、電位器式、電阻應變式、電感式、壓電式、雷射式、熱電偶等七種感測器的工作原理及其相應的工程套用,並簡要介紹了實驗室中常用的測力裝置——測力儀。第5章介紹了濾波器與放大器,其中濾波器部分簡要介紹了數字濾波器的分類和基本用法,著重介紹了模擬濾波器的濾波原理和電路構成,而在放大器部分主要介紹了前置放大器配合壓電感測器的工作原理和主要功能。第6章介紹了數據採集與信號處理,闡述了模數、數模轉換,混淆與採樣定理,泄露與窗函式,傅立葉、快速傅立葉變換等基本概念;討論了工程實際中對採樣頻率的要求和窗函式的選擇,並以實例的形式介紹了用MATLAB軟體實現傅立葉變換的操作方法。
序言
在工程實踐中,需要對各種物理現象和物理量進行觀察與定量的數據分析,這就需要對各種物理量和物理現象進行測量與試驗。進人21世紀,隨著科學技術的發展,工程測試技術作為人們認識客觀世界的一個重要手段也顯得更加重要,使得工程測試技術成為從事科學研究與工程技術的人員必須掌握的專業技術基礎知識。
本書作者有20多年的教學經驗和在科研實踐方面積累的工程套用案例,因此,本書在內容的編寫上注意從套用角度出發,將這些經驗體會、案例素材融人本書的內容中。在本書的下半部分中以每章一個專題的形式講解典型的工程物理量的測試,便於讀者學習和掌握測試技術的基本理論及測試方法。
全書共分兩部分:工程測試技術基礎和工程測試技術套用。第一部分完整地介紹了工程測試技術的基礎理論,內容共分7章。其中第1章為緒論,介紹測量與試驗的概念及相互關係,測試方法的分類與非電量測試系統的構成,測量與標定的關係,國際單位制及其基本單位,測試的輸入與輸出結果的表達;第2章介紹信號分析的知識,主要內容有信號的分類、信號的時域描述與頻域描述方法、信號的頻譜分析、相關分析及功率譜分析;第3章介紹測試系統特性的分析研究方法、不失真測試的條件;第4-7章分別介紹了信號測試系統所涉及的感測器、變換與調理器及記錄與顯示方面的知識。第二部分內容共分4章,每一章為一個專題,介紹了機械工程中幾種常見物理量——機械振動、多維切削力、鏇轉機械功率與效率及機械結構的溫度場的測試。內容上的這種安排,便於讀者在完成第一部分基礎理論內容學習的基礎上,進一步拓展測試技術的工程套用能力。
在安排教學時,對第二部分內容可根據不同的專業和教學對象來加以取捨。本書每章末尾均附有習題,供讀者練習使用。
本書由武漢理工大學趙燕教授主編並統稿,武漢理工大學華夏學院李喜梅擔任副主編,容一鳴、汪小玲、陳義參加編寫。
武漢理工大學張仲甫教授仔細審閱了全部書稿,提出了許多建設性意見和寶貴的建議,在此向他表示誠摯的謝意!
書中編寫的部分內容參考了相關企業的最新產品資料和兄弟院校同行作者的有關文獻,在此對書中所列參考文獻、引用的相關教材與資料的作者、譯者和單位表示衷心感謝!
由於編者水平有限,書中難免存在不足、欠妥及差錯之處,懇請同行及廣大讀者批評指正。