圖書簡介
內容簡介
本書是《工程測試技術》一書的修訂版，原書是根據清華大學機械工程學院平台課“測試與檢測技術基礎”的教學大綱編寫的一本有關測試技術理論與套用的教材。全書分兩大部分，共12章。第一部分共7章，主要介紹測試技術的理論基礎，內容包括：緒論，測試信號分析與處理，測試系統特性分析，被測量的獲取，測試信號的轉換與調理，信號的輸出，虛擬測試系統。第二部分共5章，主要介紹力及其導出量、振動、溫度、流量和聲學的測量。每章後附有習題。
本書可作為高等院校機械、儀器、測控、自動化、信息等專業的教材，也可作為工程技術人員的專業參考書。
目錄
第一部分 測試技術的理論基礎
1 緒論3
1.1 測試技術的發展與研究的內容3
1.2 測量的本質和基本前提5
1.3 標準及其單位6
1.3.1 國際單位制及其基本單位6
1.3.2 國際單位制的導出單位7
1.3.3 單位的十進制倍數和小數9
習題92 測試信號分析與處理10
2.1 信號與測試系統10
2.2 信號描述11
2.2.1 信號的定義12
2.2.2 信號的分類12
2.2.3 信號的時域和頻域描述方法17
2.2.4 周期信號的頻域描述18
2.2.5 周期信號的功率27
2.2.6 非周期信號的頻域描述29
2.2.7 隨機信號描述56
2.3 數位訊號處理75
2.3.1 離散傅立葉變換76
2.3.2 離散傅立葉變換的性質81
2.3.3 採樣定理82
2.3.4 泄漏與加窗處理85
2.3.5 柵欄效應87
2.3.6 快速傅立葉變換90
習題98目錄工程測試技術3 測試系統特性分析101
3.1 概述101
3.2 測量誤差102
3.3 測試系統的靜態特性103
3.4 測試系統的動態特性105
3.4.1 線性系統的數學描述106
3.4.2 用傳遞函式或頻率回響函式描述系統的傳遞特性107
3.5 測試系統實現精確測量的條件126
3.6 測試系統的負載效應128
3.6.1 負載效應128
3.6.2 一階系統的互聯129
3.6.3 二階系統的互聯131
習題1354 被測量的獲取137
4.1 被測量獲取的基本概念137
4.2 感測器的分類138
4.3 電阻式感測器140
4.3.1 工作原理140
4.3.2 滑動觸點式變阻器141
4.3.3 應變式感測器143
4.4 電阻式溫度計149
4.5 熱敏電阻151
4.6 電感式感測器152
4.6.1 自感式感測器153
4.6.2 互感式感測器160
4.6.3 磁彈性測力感測器164
4.6.4 壓磁式互感感測器165
4.7 電容式感測器167
4.7.1 間隙變化型電容感測器167
4.7.2 面積變化型電容感測器168
4.7.3 介質變化型電容感測器170
4.8 壓電感測器174
4.8.1 壓電效應175
4.8.2 壓電感測器工作原理及測量電路178
4.8.3 壓電感測器的套用182
4.9 磁電式感測器189
4.9.1 動圈式和動鐵式感測器189
4.9.2 磁阻式感測器192
4.9.3 渦流\|磁電式相對加速度感測器192
4.10 光電感測器193
4.10.1 外光電效應193
4.10.2 內光電效應196
4.10.3 光生伏打效應200
4.10.4 光電器件的套用201
4.11 氣敏感測器203
4.12 固態圖像感測器205
4.13 霍爾感測器209
4.13.1 作用原理209
4.13.2 霍爾效應的套用211
4.14 光纖感測器213
4.14.1 光纖基本原理214
4.14.2 光纖感測器的結構及特性218
4.15 微型感測器222
4.15.1 MEMS技術與微型感測器222
4.15.2 壓阻式微型感測器223
4.15.3 電容式微型感測器228
4.15.4 電感式微型感測器231
4.15.5 熱敏電阻式微型感測器231
4.15.6 隧道效應式感測器231
習題2335 測試信號的轉換與調理235
5.1 電橋235
5.1.1 直流電橋235
5.1.2 交流電橋238
5.1.3 變壓器式電橋241
5.1.4 電橋使用中應注意的問題242
5.2 調製與解調244
5.2.1 幅值調製與解調245
5.2.2 頻率調製與解調254
5.3 濾波258
5.3.1 概述258
5.3.2 濾波器的一般特性262
5.3.3 濾波器類型265
5.3.4 濾波器的綜合運用272
5.3.5 其他種類的濾波280
5.4 模擬/數字轉換器281
5.4.1 量化281
5.4.2 A/D轉換器282
5.4.3 抗混濾波器285
習題2866 信號的輸出288
6.1 概述288
6.2 信號輸出的形式及分類288
6.3 顯示和指示類信號輸出289
6.3.1 模擬指示289
6.3.2 數碼顯示292
6.3.3 圖視顯示297
6.4 記錄類信號輸出302
6.4.1 硬拷貝記錄302
6.4.2 模擬記錄304
6.4.3 數字記錄311
習題3147 虛擬測試系統315
7.1 概述315
7.2 虛擬儀器的概念316
7.3 虛擬儀器的演變與發展317
7.3.1 計算機是動力317
7.3.2 軟體是關鍵317
7.4 VI的構成318
7.5 虛擬儀器圖形化語言LabVIEW319
7.5.1 LabVIEW應用程式320
7.5.2 LabVIEW操作模板321
7.6 基於Web的虛擬儀器325
7.6.1 基於Web的VI概述325
7.6.2 主要軟體技術326
7.6.3 Web伺服器327
7.6.4 實例327
習題328
第二部分 典型物理量的測試技術和套用
8 力及其導出量的測量331
8.1 概述331
8.2 基本測力方法332
8.3 測力感測器334
8.3.1 彈性力感測器335
8.3.2 應變片力感測器336
8.3.3 電感式力感測器341
8.3.4 電容式力感測器341
8.3.5 磁彈性力感測器342
8.3.6 壓電力感測器343
8.3.7 振弦式力感測器344
8.4 轉矩測量344
8.4.1 應變片轉矩感測器345
8.4.2 電感式轉矩感測器345
8.4.3 振弦式轉矩感測器346
習題3469 振動測量348
9.1 概述348
9.2 機械振動的電測法及測試系統的構成349
9.3 單自由度系統的受迫振動350
9.3.1 作用在系統質量塊上的力引起的受迫振動350
9.3.2 由系統的基礎運動引起的受迫振動352
9.3.3 隔振354
9.4 測振感測器356
9.4.1 磁電式速度感測器356
9.4.2 渦流位移感測器356
9.4.3 電感式振動感測器357
9.4.4 電阻式振動感測器358
9.4.5 電容式加速度感測器358
9.4.6 壓電加速度感測器359
9.4.7 磁致伸縮式振動感測器360
9.4.8 雷射速度感測器360
9.4.9 頻閃測速法361
9.4.10 超音波感測器362
9.5 激振器363
9.5.1 力錘363
9.5.2 機械慣性式激振器364
9.5.3 電動力式激振器364
9.5.4 液壓式激振台366
9.6 測振儀器的校準367
9.6.1 絕對校準法367
9.6.2 相對校準法370
習題37110 溫度的測量372
10.1 溫標的定義372
10.2 溫標的複製373
10.2.1 水的冰點374
10.2.2 水的三相點374
10.2.3 水的沸點375
10.3 溫度感測器375
10.3.1 接觸式溫度計375
10.3.2 輻射式溫度計391
10.3.3 紅外輻射檢測397
10.3.4 紅外探測器398
10.3.5 紅外檢測套用398
10.3.6 紅外凝視顯微鏡402
10.4 溫度測量裝置的標定403
習題40311 流量的測量405
11.1 流體的特徵405
11.2 不同的流量測量方法及儀器406
11.2.1 節流式流量計406
11.2.2 可變面積式流量計（轉子流量計）412
11.2.3 渦輪式流量計413
11.2.4 磁流量計415
11.2.5 橢圓輪流量計415
11.2.6 旋轉活塞式氣體流量計417
11.2.7 葉輪流量計418
11.2.8 渦流式流量計（卡爾曼渦街，渦頻流量計）418
11.2.9 流速的測量419
11.2.10 超音波流量測量427
11.2.11 哥氏力質量流量測量法430
11.3 流體可視化技術432
習題43512 聲學的測量436
12.1 概述436
12.2 聲音的特徵438
12.3 基本聲學參數440
12.3.1 聲壓440
12.3.2 聲壓級440
12.3.3 聲功率、聲強和聲功率級442
12.3.4 聲壓級的合成442
12.4 心理聲學關係444
12.5 聲音的測量446
12.5.1 傳聲器（麥克風）446
12.5.2 聲級計451
12.5.3 聲音信號的頻譜分析452
12.6 工業和環境噪聲的測量與分析453
12.6.1 等效聲級Leq453
12.6.2 聲強的測量454
12.6.3 聲壓的測量455
12.7 聲學測量中應注意的幾個問題457
12.8 聲學測量儀器的標定457
12.9 結束語459
習題459
參考文獻461
