圖書信息1
出 版 社：國防工業出版社
出版時間：2009-6-1
版 次：1
頁 數：302
字 數：448000
印刷時間：2009-6-1
開 本：16開
紙 張：膠版紙
印 次：1
I S B N：9787118062885
包 裝：平裝
內容簡介
隨著國民經濟和社會的發展，我國高等教育已形成大眾化教育的大好形勢，為適應建設創新型國家的重大需求，迫切要求培養高素質專門人才和創新人才，學校必須在教育觀念、教學思想等方面做出迅速的反應，進行深入教學改革，而教學改革的主要內容之一是課程的改革與建設，其中包括教材的改革與建設，課程的改革與建設應體現、固化在教材之中。
圖書信息2
| 機械工程測試技術 第2版 | |||
| 書號： | 09685A | ISBN： | 978-7-111-09685-6 |
| 作者： | 陳花玲 主編 | 印次： | 2-3 |
| 責編： | 劉小慧 | 開本： | 16 |
| 字數： | 301 千字 | 定價： | ￥24.00 |
| 所屬叢書： | 普通高等教育機械工程及自動化專業規劃教材 | ||
| 裝訂： | 平 | 出版日期： | 2010-07-21 |
內容簡介
本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。
全書分為上、下篇，共十二章，上篇為測試基礎，包括緒論、機械測試信號分析與處理、測量裝置的基本特性、測量誤差分析、信號的獲取與調理、計算機測試技術；下篇為實用測試技術，包括力、壓力和位移測量、溫度測量、振動與噪聲測量、轉速與功率測量、流速與流量測量及其它測試技術實例。
本書可作為機械工程學科各專業本科生教材，亦可供相應專業工程技術人員參考使用。
圖書信息3
內容簡介
本版教材吸取作者近十餘年來的教學經驗和科技新成就，對第2版作了較大的修改，增加了“聲和聲發射的測量”一章，加強感測器章節的內容，並用新編寫的“計算機測試系統和虛擬儀器”來更換原來的《計算機輔助測試》一章。本版教材仍保持注重物理概念和工程套用的闡述、重點突出、條理清晰和分析透徹的優點，便於教和學。
全書包括信號及其描述，測試裝置的基本特性，常用感測器與敏感元件，信號的調理與記錄，信號處理初步，位移測量，振動測試，聲與聲發射測量，應變、力與扭矩測量，流體參量的測量，計算機測試系統與虛擬儀器等十一章。
本書可作為高等學校機械類專業及相近專業本科生的教材，也可供大專、夜大和成人教育有關專業選用，還可作為有關專業高等學校教師、研究生和工程技術人員的良好參考書。
圖書信息4
機械工程測試技術
出版社:機械工業出版社; 第1版 (2010年8月1日)
平裝:205頁
正文語種:簡體中文
開本:16
ISBN:7111313623, 9787111313625
內容簡介
本書主要內容包括信號描述、測量系統的基本特性、常用感測器技術、信號的調理與記錄、信號分析與處理、測試技術的工程套用、計算機測試技術與虛擬儀器等。本書著重基本概念和原理的闡述，突出理論知識的套用，加強了針對性和實用性。本書可作為高等學校機械類和相近專業本科生教材，也適用於各類職業學院、職工大學等有關專業教學用書，還可供相關專業研究生和工程技術人員參考。
編輯推薦本書可作為高等學校機械類和相近專業本科生教材，也適用於各類職業學院、職工大學等有關專業教學用書，還可供相關專業研究生和工程技術人員參考。
目錄前言
緒論1
0?1測試與測試技術1
0?2測試技術的重要性2
0?3測試技術的工程套用2
0?4測試技術的發展概況3
0?5測試技術研究的主要內容4
思考題與習題4
第1章信號描述5
1?1信號分類及描述5
1?2周期信號的頻譜10
1?3瞬變非周期信號的頻譜14
思考題與習題23
第2章測量系統的基本特性25
2?1測量系統及其主要性質25
2?2測量系統的靜態特性27
2?3測量系統的動態特性30
2?4常見測量系統的頻率回響特性33
2?5測量系統在典型輸入下的回響38
2?6測量系統實現不失真測量的條件41
2?7測量系統動態特性的測量42
2?8測量系統的抗干擾性與負載效應45
思考題與習題49
第3章常用感測器技術50
3?1感測器的基本概念50
3?2電阻式感測器53
3?3電容式感測器59
3?4電感式感測器65
3?5壓電式感測器70
3?6磁電與熱電式感測器76
3?7光電式感測器81
3?8光纖感測器89
3?9半導體感測器94
3?10其他類型感測器99
思考題與習題106
第4章信號的調理與記錄108
4?1電橋108
4?2調製與解調112
4?3信號的放大與衰減119
4?4濾波器123
4?5信號的顯示與記錄131
思考題與習題137
第5章信號分析與處理139
5?1數位訊號處理系統的基本組成139
5?2模擬信號轉換為數位訊號140
5?3隨機信號149
5?4信號的相關分析及套用153
5?5信號的功率譜分析及套用159
思考題與習題167
第6章測試技術的工程套用169
6?1應變、力與力矩的測量169
6?2溫度的測量176
6?3流體參數的測量182
思考題與習題190
第7章計算機測試技術與虛擬
儀器191
7?1自動測試系統191
7?2智慧型儀器194
7?3虛擬儀器197
思考題與習題204
參考文獻205〖1〗Ⅳ
圖書信息5
基本信息
作 譯 者：邵明亮
出版時間：2010-09千 字 數：526
版 次：01-01頁 數：332
開 本：16(185*260)
出 版：電子工業出版社
I S B N ：9787121117312內容簡介
本書從理論與實踐相結合的角度，系統介紹了靜態、動態應力測量系統的組成、原理及其測量單向應力、組合應力、平面應力和複雜應力的組橋方法；突出了對機器的空間質點位置、載荷譜、殘餘應力等性能參數測量的套用技術；還重點介紹了振動、噪聲、實驗模態測試系統的構成，測試方法和數據處理分析的內容；簡介了當前測試領域的最新技術，如感測器網路技術、虛擬儀器技術、小波分析法等內容。 本書可作為機械工程類的本科生使用，也可作為機械工程類的研究生及機械工程行業工程技術人員的參考書。
圖書目錄緒論（1）
上篇 應變測量——強度測試（7）
第1章 電測法的基本原理和信號的變換（8）
1.1 電測方法的基本原理（8）
1.1.1 非電量測試的研究對象（8）
1.1.2 電測方法的基本原理和測試環節（11）
1.1.3 電測法的主要特點（12）
1.1.4 檢測技術的發展方向（12）
1.2 感測器概述（12）
1.2.1 感測器是人感知的延伸（13）
1.2.2 感測器的定義與基本組成（14）
1.2.3 感測器的分類（15）
1.2.4 感測器的發展趨勢（16）
1.2.5 感測器網路技術（16）
1.3 電阻式應變片（20）
1.3.1 應變片的基本結構（20）
1.3.2 應變片的工作原理（20）
1.3.3 線應變的單位與國際單位制（22）
1.3.4 應變片的工作特性（24）
1.3.5 應變片的基本特性（26）
1.3.6 應變片的種類（27）
1.3.7 應變片特徵參數（32）
1.3.8 黏結劑和應變片的貼上工藝（33）
第2章 電橋及其套用（36）
2.1 電橋（36）
2.1.1 電橋在測試中的作用及種類（36）
2.1.2 直流電橋的輸出（變換原理）（37）
2.1.3 交流電橋（38）
2.1.4 電橋特性（42）
2.2 應變測量的組橋方案（45）
2.2.1 橋接法、半橋接法和全橋接法（45）
2.2.2 橋路溫度補償法原理分析（46）
2.2.3 橋臂係數的概念（46）
2.2.4 拉伸（壓縮）載荷的測量方案（47）
2.2.5 彎曲載荷的測量方案（48）
2.2.6 扭矩的測量（50）
2.2.7 測量剪力的布片方案（53）
2.2.8 在拉力和彎曲複合載荷下的“測拉除彎”測量方案（53）
2.2.9 在拉力和彎曲複合載荷下的“測彎除拉”測量方案（56）
2.2.10 拉、彎、扭複合應力下“測扭除拉彎”的測量方案（58）
2.2.11 主應力方向未知的平面應力的測量方案（59）
2.3 應變儀（60）
2.3.1 應變儀的種類（60）
2.3.2 測試裝置動態（傳遞）特性的概念（61）
2.3.3 動態應變儀（63）
2.3.4 靜態應變儀（69）
2.4 常用型材結構的複雜應力測試（72）
2.4.1 常用結構型材種類及其受力特點（73）
2.4.2 軸向受力構件及其破壞形式（75）
2.4.3 拉彎構件及其破壞形式（76）
2.4.4 有關桁架結構的基本知識（76）
2.4.5 測量結構型材複雜正應力的布片方案（78）
2.4.6 利用測得的正應力1、2、3和4計算四種應力的大小
（79）
2.4.7 測量型材截面剪應力的布點方案（82）
2.4.8 型材截面上平面應力狀態的測點布置（87）
2.4.9 構件強度安全儲備係數的計算（87）
2.5 拉力和荷重的測量——拉力和荷重感測器（88）
2.5.1 電阻應變片式拉力和荷重感測器變化原理（88）
2.5.2 感測器的彈性元件（90）
2.5.3 彈性元件的設計（93）
2.5.4 測力感測器的靜標定（96）
2.6 扭矩感測器和扭矩測試（99）
2.6.1 測量傳動軸扭矩的基本原理（99）
2.6.2 扭矩感測器種類（100）
2.6.3 旋轉信號的接觸式輸出（101）
*2.6.4 旋轉信號的非接觸式輸出——遙測儀器系統（103）
2.6.5 單通道無線傳輸系統（104）
2.6.6 相位差式扭矩感測器（106）
*2.7 測試和試驗的基本程式（109）
2.7.1 編制測試試驗大綱（109）
2.7.2 測試試驗表格的編制（110）
2.7.3 試驗實施（110）
2.7.4 試驗總結階段（111）
第3章 試驗結果的基本分析和處理（112）
3.1 動態信號的特點及其頻譜分析（113）
3.1.1 確定性信號（113）
3.1.2 非確定性信號（隨機信號）（114）
3.1.3 動態信號的頻譜分析（115）
3.2 動態周期信號的頻譜（117）
3.2.1 傅立葉級數的三角函式表達式（117）
3.2.2 幅頻圖和相頻圖（118）
3.2.3 周期信號頻譜的特點（122）
3.2.4 傅立葉級數的復指數函式形式（122）
3.2.5 周期信號頻譜分析實例（124）
3.3 動態隨機信號的頻譜分析（125）
3.3.1 傅立葉變換數學表達式（125）
3.3.2 動態隨機信號頻譜圖的特點（125）
3.3.3 隨機信號頻譜分析的套用實例（126）
3.4 信號的測量誤差分析（128）
3.4.1 測量誤差分析的目的（129）
3.4.2 與誤差有關的術語（130）
3.4.3 誤差分類（130）
3.4.4 測量的精密度與準確度（132）
3.4.5 隨機誤差的常態分配定律（132）
3.4.6 直接測量的誤差分析（133）
3.4.7 疏失誤差的剔除與拉依達準則（140）
3.4.8 用正態機率紙判別法判斷是否存在系統誤差（140）
3.4.9 間接測量的誤差分析（141）
第4章 靜態、動態應力測量的工程套用（142）
4.1 整機質心位置和質量測量（142）
4.1.1 整機質量及其質心的測試方法（142）
4.1.2 稱重法測試物體質心坐標公式（144）
4.2 機械鑽孔釋放法測試殘餘應力（149）
4.2.1 測量殘餘應力的意義及其測試方法（149）
4.2.2 測量殘餘應力專用應變花（150）
4.2.3 鑽孔法測量殘餘應力的基本方法（151）
4.2.4 鑽孔法測量殘餘應力的實例（153）
4.3 載荷譜的測試和疲勞壽命試驗（155）
4.3.1 疲勞壽命試驗的意義（155）
4.3.2 機器零部件的疲勞積損破壞和疲勞試驗（156）
4.3.3 載荷譜的概念及種類（159）
4.3.4 程式載入疲勞試驗（161）
4.3.5 程式載荷譜的繪製步驟（162）
4.3.6 單一工況的載荷頻次圖的繪製（165）
4.3.7 隨機載荷過程的平穩性檢驗（166）
4.3.8 檢驗或確定載荷的機率分布形（167）
4.3.9 繪製綜合載荷累積頻次圖（169）
4.3.10 累積頻次的擴展——工作載荷譜的獲得（170）
4.3.11 程式載荷譜的編制（170）
4.3.12 應力譜編制的實例（172）
中篇 振動、試驗模態及噪聲測試（179）
第5章 振動參數測試（180）
5.1 振動加速度感測器（180）
5.1.1 振動參數測量的內容與振動測試系統的組成（180）
5.1.2 壓電效應與逆壓電效應（180）
5.1.3 壓電式加速度感測器的結構與使用（181）
5.1.4 振動加速度測量系統的基本組成（184）
5.2 電荷放大器與振動信號數據採集系統（185）
5.2.1 電荷放大器的工作原理（185）
5.2.2 振動信號數據採集系統（186）
5.3 振動信號的測量（189）
第6章 實驗模態分析（191）
6.1 實驗模態分析的測試設備（191）
6.1.1 激振裝置（191）
6.1.2 激振器的支撐方式（193）
6.1.3 激勵信號頻率頻寬（194）
6.1.4 衝擊力錘（194）
6.1.5 拾振裝置（196）
6.1.6 數據採集與分析系統（198）
6.2 實驗模態的測試（199）
6.2.1 試驗結構的支撐（199）
6.2.2 激勵方式（201）
6.2.3 回響點（201）
6.2.4 激勵信號的選擇（202）
6.3 動態測試後處理（203）
6.3.1 連續信號離散化的過程（204）
6.3.2 採樣定理和頻率混疊現象（204）
6.3.3 泄漏和窗函式（205）
6.3.4 平均技術（206）
6.3.5 頻響函式的估算形式（206）
6.3.6 頻響函式的相干函式（207）
6.4 系統（參數）識別（208）
6.4.1 頻域方法的模態參數識別（208）
6.4.2 時域方法的模態參數識別（208）
6.5 模態試驗在工程中套用的實例（208）
6.5.1 激振器試驗——白車身模態試驗（208）
6.5.2 力錘試驗——車外後視鏡固有頻率測試分析（214）
第7章 噪聲測量（217）
7.1 噪聲的基本知識（217）
7.1.1 聲級的評估（217）
7.1.2 噪聲聲級疊加（218）
7.1.3 噪聲的計權計量（218）
7.2 噪聲測量設備（221）
7.3 噪聲測量分析（223）
7.3.1 噪聲均值計算（223）
7.3.2 噪聲計權對比（223）
7.3.3 車內噪聲測量分析（224）
下篇 其他（226）
第8章 其他性能參數測試（227）
8.1 位移測量（227）
8.1.1 電感式位移感測器（227）
8.1.2 電阻應變式位移感測器（228）
8.1.3 光柵式位移感測器（229）
8.1.4 旋轉變壓器式角位移感測器（232）
8.1.5 位移測量套用實例（233）
8.2 轉速測量（235）
8.2.1 測速發電機（235）
8.2.2 光電式轉速感測器（236）
8.2.3 磁電式轉速感測器（236）
8.2.4 閃頻式測速法（237）
8.2.5 轉速測量實例（237）
8.3 溫度檢測與控制技術（239）
8.3.1 溫度與溫標（239）
8.3.2 溫度檢測、控制方法綜述（240）
8.3.3 溫度感測器的分類（241）
8.3.4 熱電偶及其測溫技術（243）
8.3.5 金屬熱電阻及其測溫技術（247）
8.3.6 熱敏電阻（249）
8.3.7 集成溫度感測器（251）
8.3.8 紅外測溫儀與紅外熱成像儀（252）
8.3.9 溫度測控技術簡介（253）
8.4 電動機功率測試（255）
8.4.1 測試系統的組成（255）
8.4.2 功率變送器的工作原理（255）
8.4.3 電動機功率測試實例（256）
第9章 虛擬儀器（261）
9.1 概述（261）
9.1.1 虛擬儀器概念（261）
9.1.2 虛擬儀器的發展（261）
9.2 虛擬儀器的構成（262）
9.2.1 虛擬儀器的硬體系統（262）
9.2.2 虛擬儀器的軟體系統（264）
9.2.3 虛擬儀器技術的套用（265）
第10章 信號的相關分析和試驗結果的回歸分析（268）
10.1 時域信號的相關分析（268）
10.1.1 自相關函式（268）
10.1.2 互相關函式（270）
10.1.3 相關係數函式（271）
10.1.4 相關函式的推廣（272）
10.1.5 相關函式的工程套用（272）
10.2 小波分析理論簡介（274）
10.2.1 短時傅立葉變換（274）
10.2.2 小波函式（276）
10.2.3 連續小波變換（278）
10.2.4 離散小波變換（279）
10.2.5 多解析度分析（279）
10.2.6 一維Mallat算法（280）
10.2.7 小波包分析（281）
10.2.8 小波分析在信號降噪中的套用（283）
10.3 試驗結果的回歸分析（285）
10.3.1 回歸方程形式的確定（285）
10.3.2 線性回歸轉換（286）
10.3.3 線性回歸方程中常數的估計（287）
10.3.4 回歸方程的精度（288）
第11章 感測器在自動控制中的套用（291）
11.1 以發動機為動力驅動的車輛自動控制（291）
11.1.1 汽車控制系統的基本組成（291）
11.1.2 汽車自動控制的範圍（293）
11.1.3 發動機電子控制系統（293）
11.1.4 空氣流量感測器（296）
11.1.5 電子控制系統ECU（298）
11.2 以電動機作為驅動的機器自動控制（302）
11.2.1 數控工具機環境量檢測感測器（302）
11.2.2 數控工具機位置檢測（303）
11.2.3 壓力的檢測（303）
11.2.4 速度的檢測（303）
11.2.5 機械位移和角位移的測量（303）
11.2.6 刀具磨損的監控（303）
11.2.7 霍爾感測器（304）
11.2.8 旋轉編碼器（305）
11.3 以流體介質為動力驅動的機器或裝置的自動控制（307）
11.3.1 全自動牙輪鑽機的控制項目（307）
11.3.2 主風壓自動控制系統和軸壓限制系統（308）
11.3.3 膜片式應變壓力感測器（308）
11.3.4 主風壓自動控制系統（309）
11.3.5 軸壓限制系統的自動控制（311）
附錄A 輪次分布表（314）
附錄B x2分布表（315）
參考文獻（317）
“機械工程測試技術”課程屬於技術基礎課範疇，應在大三學年開設，起到承上啟下的作用。
學生剛剛學習完“數理統計”、“機率論”、“材料力學”、“理論力學”、“電工學”等基礎課程，這些課程的基本知識都在本課程中有所體現。學習本課程，可以讓學生進一步加深對學過的抽象知識的理解與運用；同時本課程又涉及應力、扭矩、振動、外載荷等參數的測量，與專業課緊密相聯，可以為下一步學習專業知識打下堅實的基礎。
除了機械工程各專業外，還有許多專業，如電子信息工程專業、電子與電氣工程專業、測控儀器專業等也都在講授和研究感測器、測試儀器，相關的專著很多。但我們機械工程行業與他們研究的角度和側重點不同，他們重在研究設計、製造性能良好的儀器和感測器，偏重於對測試裝置的動態回響和儀器動態特性的研究，以及如何編制採樣程式和數據分析軟體；而我們重在正確選用、使用儀器和相關的數采軟體去完成機械工程行業需要測試的各種性能參數，因此偏重於套用技術，正像戰士只需知道怎樣使用武器去消滅敵人，而不必研究製造槍炮一樣；故教材對一些測試儀器的理論和原理刪繁就簡。
高科技離不開測試技術（如航空航天領域、智慧型機器人領域），科學實驗離不開測試技術，產品設計離不開測試技術，自動控制離不開測試技術，故障診斷離不開測試技術，產品定型離不開測試技術，行業的基礎理論研究離不開測試技術，學習國外先進技術離不開測試技術——測試技術在整個課程體系中的位置和作用可見一斑。
參加本書編寫的有吉林大學的邵明亮教授（第1章、2.1～2.8節、3.1節、第4章、第5章、8.4節、11.1節、11.3節）、陳向東（3.3節），廈門理工學院副教授李文望（2.7節、第5章、第9章、10.1節）、藍靛靛（第6章）、於國飛（3.2節）、施剛（8.3節）、蔡建進（10.2節）、歐陽青（11.2節），中國礦業大學的王啟廣（8.1節、8.2節），集美大學的王雲超（10.3節），鄭州宇通客車公司的趙登峰（第7章）。本書由邵明亮和李文望擔任主編，由邵明亮統稿。廈門大學郭隱彪教授在百忙中審閱了此書，並提出了寶貴的修改意見。本書在編書過程中，還受到劉漢義、洪漢池老師和吳金華同學的大力協助，在此一併表示衷心的感謝！
書中標以“*”的章節，視學時數可以適當刪減。
本書在編寫過程中參考了有關的教材、專著、網路和論文，在此對相關作者表示衷心的感謝。限於學識、水平和經驗，本書存在的不足和紕漏望同行專家不吝賜教。
本書獲廈門理工學院教材出版基金資助。
圖書信息6
書名：機械工程測試技術
書號：9787302222750
作者：韓建海、尚振東、郭愛芳等
定價：29.8元
出版日期：2010-5-1
出版社：清華大學出版社
內容簡介
本書主要介紹了與機械工程相關的測試技術的基本概念、基礎理論和套用技術。全書圍繞測試系統的組成，講述了常用感測器的原理與套用、測試信號調理電路、信號分析與處理、計算機測試系統、測試系統的特性、測試系統的干擾及其抑制、機械工程中常見量的測試等內容。
本書以典型案例教學為主線，貫穿整個理論教學和實驗教學的全過程，強化工程實際套用，突出學生能力培養，重點介紹如何根據具體測試任務制定和最佳化測試方案、恰當選擇器件和部件、合理設計測試系統各模組、構建滿足特定功能和技術指標的測試系統、正確處理測試數據等，力求體現先進性、實用性，注意反映當今測試技術發展的新成果和新動向。
本教材適應普通高等院校機械類、近機械類各專業測試技術課程使用，同時可供有關工程技術人員參考。
前言
教育部高等學校機械設計製造及其自動化專業教學指導分委員會於2007年會同中國機械工程學會、清華大學出版社組成“中國機械工程學科教程研究組”。研究組構造了機械工程本科專業教育的知識體系和框架，建立了良好的課程知識體系，出版了《中國機械工程學科教程》。
本書採用測試知識邊界再設計的方法，根據機械類、近機械類專業“測試技術”教材大綱編寫，體現了《中國機械工程學科教程》中的思想，是“中國機械工程學科教程配套系列教材編審委員會”的立項項目。
本書定位為面向普通院校機械類、近機械類各專業測試技術課程的教材。按照套用型高級人才的培養目標和強化工程實際套用能力培養的要求，本書更加注重測試技術的系統套用，從工程套用角度審視信號測試的整體問題。隨著測試技術的發展，許多測試器件都已商品化，而無需重新設計。因此，儘量刪減元器件的內部工作原理，而將測試方案的制定和最佳化、器件的選擇和套用等內容作為重點進行講解。
本書以學生能力培養為目標，組織安排相關的教學內容，以典型工程實際案例教學為主線，貫穿整個理論教學和實驗教學的全過程。在內容的編排上遵循由淺入深、由具體到抽象、循序漸進的規律。按感測器、調理電路、信號分析與處理、測試系統特性等順序安排內容，依次對測試系統各組成部分的原理、功能、套用等做了介紹，重點放在原理和套用，然後針對機械工程中常見的被測量的測試方法進行講解，使教材的整體章節系統與工程實際中的測試系統緊密地結合起來。在內容的具體編寫上，立足於測試技術理論知識和工程實際套用的恰當結合，強化工程實際套用，內容全面、豐富，重點突出，層次清楚，既注重基礎理論，又強調知識的綜合套用，力求體現先進性、實用性，注意反映當今測試技術發展的新成就和新動向。
全書共分8章。首先從我們身邊的測試技術談起，介紹了測試系統的基本概念、基礎理論和套用技術，然後圍繞著測試系統的組成，講述了常用感測器的原理與套用、測試信號調理電路、信號分析與處理、計算機測試系統、測試系統的特性、測試系統的干擾及其抑制、機械工程中常見量的測試等內容，每章均附有習題。
本書由河南科技大學的教師編寫。第1章由韓建海執筆，第2、5章和8.3節、8.4節由郭愛芳執筆，第4章和第6章由尚振東執筆，第3章由王恆迪執筆，第7章由韓紅彪執筆，8.1節、8.2節由蔡海潮執筆，馬偉在大綱制定、內容安排、實驗教學等方面做了大量工作。全書由韓建海、馬偉擔任主編，負責統稿，尚振東、郭愛芳、王恆迪和韓紅彪擔任副主編，協助統稿。
全書由清華大學的王伯雄教授主審。王教授對書稿的編寫提出了不少寶貴的意見和建議，在此表示衷心的感謝。
本書在編寫過程中參閱了同行專家學者和一些院校的教材、資料和文獻，在此向文獻作者致以誠摯的謝意。由於編者水平有限，書中難免存在不足之處和錯誤，敬請廣大讀者不吝指正。
編者
2010年4月
目錄
目錄
CONTENTS
第1章緒論
1.1測試技術概述
1.2測試系統的組成
1.3測試技術的發展趨勢
1.4本書主要內容和學習要求
習題與思考題
第2章感測器
2.1感測器概述
2.1.1感測器的組成與分類
2.1.2感測器的選擇
2.2能量控制型感測器
2.2.1電阻式感測器
2.2.2電容式感測器
2.2.3電感式感測器
2.3能量轉換型感測器
2.3.1壓電式感測器
2.3.2磁電式感測器
2.3.3熱電偶感測器
2.4光電感測器
2.4.1光電器件
2.4.2光纖感測器
2.4.3光柵感測器
2.4.4電荷耦合器件
2.4.5紅外感測器
2.5半導體感測器
2.5.1霍爾感測器
2.5.2氣敏感測器
2.5.3濕敏感測器
2.6項目設計實例
習題與思考題
項目設計
第3章信號轉換與調理
3.1信號轉換與放大
3.1.1信號轉換
3.1.2信號放大
3.2測量電橋
3.2.1直流電橋
3.2.2交流電橋
3.3調製與解調
3.3.1調幅及其解調
3.3.2調頻及其解調
3.4濾波器
3.4.1濾波器的分類
3.4.2濾波器的特性
3.4.3RC有源濾波器
3.4.4恆頻寬濾波器與數字濾波器簡介
3.4.5套用MATLAB設計和分析濾波器
3.5項目設計實例
習題與思考題
項目設計
目錄
第4章測試信號分析與處理
4.1概述
4.1.1信號的概念和分類
4.1.2信號分析
4.2信號的時域分析
4.2.1信號的運算
4.2.2信號的波形變換
4.2.3信號的時域統計參數
4.2.4相關分析
4.3信號的頻域分析
4.3.1周期信號及其頻譜
4.3.2非周期信號及其頻譜
4.3.3功率譜分析
4.4數位訊號分析與處理
4.4.1採樣與採樣定理
4.4.2離散傅立葉變換(DFT)及其快速算法（FFT）
4.4.3FFT套用中的若干問題
4.5現代信號分析方法簡介
4.6項目設計實例
習題與思考題
項目設計
第5章測試系統特性分析
5.1測試系統概述
5.1.1線性系統及其主要性質
5.1.2測量誤差
5.2測試系統的標定
5.3測試系統的靜態特性
5.3.1測試系統的靜態數學模型
5.3.2測試系統的靜態特性參數
5.4測試系統的動態特性
5.4.1測試系統的動態數學模型
5.4.2測試系統動態特性參數的測量
5.4.3實現不失真測量的條件
5.4.4負載效應
5.5測試系統的抗干擾設計
5.5.1電磁干擾
5.5.2禁止、接地與隔離設計
5.5.3電源干擾的抑制
5.6項目設計實例
習題與思考題
項目設計
第6章計算機測試系統
6.1計算機測試系統的組成
6.2微處理器及其選擇
6.3嵌入式計算機測試系統
6.3.1微處理器
6.3.2數據採集系統
6.3.3軟體設計
6.4虛擬儀器測試系統
6.4.1虛擬儀器概述
6.4.2信號調理器和數據採集卡
6.4.3軟體開發平台
6.4.4LabVIEW中的信號分析與處理工具箱
6.4.5LabVIEW在濾波器設計和分析中的套用
6.5常用數據處理算法
6.5.1概述
6.5.2常用數據處理算法
6.6設計項目
習題與思考題
項目設計
第7章機械工程中常見量的測量
7.1力、扭矩測量
7.1.1拉壓力感測器
7.1.2壓力感測器
7.1.3扭矩感測器
7.1.4力、應力和壓力測試系統的標定
7.2位置、位移等的測量
7.2.1限位開關
7.2.2接近開關
7.2.3物位感測器
7.2.4位移感測器
7.3溫度測量
7.3.1溫度測量方法
7.3.2溫度感測器分類
7.3.3常見溫度感測器
7.3.4溫度感測器的選擇
7.3.5溫度感測器的套用
7.3.6溫度測量系統的標定
7.4振動量的測量
7.4.1概述
7.4.2振動測量方法
7.4.3振動量的測量系統
7.4.4常見的振動感測器
7.4.5加速度感測器的選擇
7.4.6振動測量的套用
7.5項目設計實例
習題與思考題
項目設計
第8章機械設備故障診斷技術
8.1概述
8.1.1機械故障診斷的內容
8.1.2機械故障診斷技術
8.2聲發射診斷技術
8.2.1聲發射原理
8.2.2聲發射技術
8.2.3聲發射信號的處理方法
8.2.4聲發射檢測儀器
8.3滾動軸承的故障診斷
8.3.1滾動軸承故障的檢測方法
8.3.2滾動軸承故障的振動診斷
8.3.3滾動軸承故障的聲發射診斷
8.4項目設計實例
習題與思考題
項目設計
參考文獻
部分章節
第1章緒論機械工程測試技術第1章緒論1. 理解測試與測試技術的概念； 2. 掌握測試系統的組成和測試技術的發展趨勢； 3. 了解本課程的主要內容與學習方法。測試技術屬於信息科學範疇，是信息技術三大支柱（測試控制技術、計算機技術和通信技術）之一。測試技術是用來檢測和處理各種信息的一門綜合技術，在科學研究、工業生產、醫療衛生、文化教育等各個領域都起著相當重要的作用。本章主要介紹測試技術的基本概念，包括測試技術和測試系統； 介紹了測試技術的套用和發展趨勢、測試系統的組成； 同時簡要介紹了本書的主要內容、編寫特點和學習要求。1.1測試技術概述1. 生活中的測試技術測試技術並不神秘，在我們生活中，就會遇到許多套用測試技術的實例。例如： 電子血壓計中人體血壓和心跳的測量、全自動洗衣機中衣服的重量和水位的測量、指紋門鎖中對人手指紋的檢測、電子體溫計對人體溫度的檢測、電冰櫃和電飯煲中的溫度測試、數位相機中的自動對焦、自動門的人體檢測、超市中商品的條形碼掃描、汽車中的燃料量和速度測試等，不勝枚舉。相信隨著科學技術的發展和人們對物質文化生活需求的增長，運用測試技術的機電產品，將在我們的日常生活中扮演更加重要的角色。2. 計量、測量、試驗和測試為了準確理解測試技術的概念，需要先搞清楚下面幾個密切關聯的基本概念。計量（metrology）是實現單位統一、量值準確可靠的活動（JJF—1001—1998通用計量術語及定義4.2）。測量（measurement）是指以確定被測對象的量值為目的而進行的實驗過程。一個完整的測量過程必定涉及被測對象、計量單位、測量方法和測量誤差四要素。試驗（test）是對未知事物探索認識的過程。測試（measurement and test）是測量和試驗的綜合。工程測試可分為靜態測量和動態測試。靜態測量是指不隨時間變化的物理量的測量，例如抽樣測量輥壓後鋼板厚度的尺寸。動態測試是指隨時間變化的物理量的測量，例如數控輥壓機中，為保證生產出厚度合格的鋼板，作為調整滾輪間距的依據，對加工出的鋼板進行的實時連續測量。本書主要是關於如何用技術的手段實現動態測試，涉及測試原理、測試方法、測試系統、測試數據處理等。3. 測試技術測試技術（measurement and test technique）是測量和試驗技術的統稱,是關於將被測量轉換為可檢測、傳輸、處理、顯示或記錄的量，再與標準量比較的過程技術。人類認識和改造客觀世界是以測試為基礎的，進入以知識經濟為特徵的資訊時代後，測試控制技術、計算機技術與通信技術一起構成了現代信息的三大基礎。測試技術的水平在相當程度上影響著科學技術發展的速度和深度。許多新的發明製造都與測試技術的創新分不開。科學技術上的某些突破，也是以某一測試方法的突破為基礎的。在現代科學研究和新產品設計中，為了掌握事物的規律性，人們需測試許多有關參數，用以檢驗是否符合預期要求和事物的客觀規律。我們的祖先很早就設計出計時儀器——日晷。17世紀克卜勒發明的望遠鏡可觀測到數億天體。利用現代航天、遙感、遙測技術，處在數萬米高空的測試設備，能夠識別地面1m2的平面輪廓； 掃描隧道電子顯微鏡的分辨力達0.1nm。這些強有力的觀測工具在為人類揭開物質世界奧秘的同時，也對電子技術、材料科學的發展做出了突出貢獻。機械工程領域中的科學實驗、產品開發、生產監督、質量控制等，都離不開測試技術。作為自動化或控制系統中的一個環節，在各種自動控制系統中，測試環節起著系統感官的作用。工業自動化生產過程中，為了保證正常、高效的生產，對生產過程自動化的程度提出了愈來愈高的要求，無論是產品的性能、品質參數還是加工過程中的線上測量，以及產品的包裝等。例如數控工具機中為了精確控制主軸轉速，需要對工具機主軸轉速進行測試。機器人為了獲得手臂末端在作業空間中的位置、姿態和手腕作用力等信息，需要對各個關節的位移、速度和手腕受力進行實時的測試。自動生產線上常需套用測試技術對零件進行分類和計數。圖1.1為機械工程中幾種典型的測試技術套用例子。圖1.1機械工程中幾種典型的測試技術套用例子（a） 機器人中的力、角度等的測試； （b） 自動生產線上的零件計數器； （c） 齒輪故障測試系統圖1.1（續）測試技術的套用涉及每一個工程領域。本書主要以機械工程領域中各種物理量的檢測為研究對象和教學案例，來講解各種物理量的測量原理和測量信號的分析處理方法。1.2測試系統的組成1. 測試系統與測試信號對被測量的測試需要由一套專門的設備來完成。完成對被測量測試的專門設備稱為測試系統。測試系統是通過某種技術方法，從被測對象的運動狀態中提取所需的信息。這個信息從物理的角度講，是以某種信號的形式反映出來的。信息本身不具有能量及物質，信息的傳遞必須藉助於某種中間媒介，而這個包含特定信息的媒介即為信號。信號一般表現為聲、光、電、磁等物理量。在工程實際中，測試系統包括信號的獲取、加工、處理、顯示、反饋、計算等，因此測試系統對被測參量測試的整個過程都是信號的流程。2. 測試系統的組成測試系統可以是某個大型設備中的一部分，例如圖1.1（a）所示的機器人力、角位移測試系統是機器人系統中的一部分。測試系統也可以是專門研製的一種測試儀器，例如圖1.1（b）所示生產線上的零件計數器。測試系統還可以是一系列儀器的組合，例如圖1.1（c）所示的齒輪故障測試系統。雖然測試系統可大可小，其組成儀器可多可少，但都由一些最基本的、功能相同的部分所組成。機器人中的力測試系統由感測器（力感測器）、中間調理電路（整形電路等）和數據輸出器件（數據線等）組成。齒輪故障測試系統由感測器（壓電感測器）、中間調理電路（電荷放大器、信號調理器、數據採集器等）和信號分析、處理、顯示單元（計算機）等組成。可見，測試系統一般主要由感測器、中間調理電路、顯示存儲和輸出裝置三部分組成。這三部分及其與被測對象之間的關係如圖1.2所示。圖1.2測試系統的組成感測器是“感知”被測量信息的工具，就像人們為了從外界獲取信息，必須藉助的感覺器官一樣。感測器是將外界信息按一定規律轉換成電量的裝置，它是測試系統的首要環節。感測器的輸出信號一般很微弱，需要通過濾波、放大、調製解調、阻抗變換、線性化、將電阻抗變換為電壓或電流等。調理電路將感測器輸出的信號轉換成便於傳輸處理、適於觀察記錄的信號。這個環節常用的模擬電路是電橋電路、相敏電路、測量放大器、振盪器等； 常用的數字電路有門電路、各種觸發器、A/D和D/A轉換器等。調理電路環節有時可能是許多儀器的組合，有時也可能僅有一個電路板。輸出（顯示記錄）裝置的作用是將調理電路輸出的電信號指示或記錄下來，以供人們觀察或進一步分析處理，或將測試結果輸出，供後級系統使用。動態測試在現代測試中占了很大的比重，它常常需要對測得的信號進行分析和處理，從原始的測試信號中提取表征被測對象某一方面本質信息的特徵量，以利於對被測對象作更深入的了解。測試信號攜帶的信息中，既有人們需要的信息，也含有人們不感興趣的成分（干擾噪聲），測試工作的任務就是剔除干擾噪聲，提取有用信息。信號分析與處理單元常採用的儀器有頻譜分析儀、波形分析儀、實時信號分析儀、快速傅立葉變換儀等，計算機技術在信號處理中已被廣泛套用。1.3測試技術的發展趨勢進入21 世紀以來，科學技術的高速發展，新工藝、新材料、新的製造技術催生了新的一代電子元器件，同時也促使測試技術產生了新的發展趨勢。1. 新型感測器不斷湧現自然科學研究的新成果不斷豐富著測試技術的設計思想。新型測量問題的不斷出現和最終解決有賴於感測原理和感測器研究的創新。綜合目前國內外的研究狀況，該領域大致有兩方面主要工作： 研究開發全新感測原理和感測器； 深入研究和改進已有的感測原理和感測器，以獲得更好的性能。前者如近年來獲得廣泛關注的基於MEMS工藝的集成多參數感測器、耐高溫壓力感測器、微慣性感測器、光纖感測器等； 後者如電容、電感、電渦流、光柵尺、磁柵尺、觀測型掃描電鏡、雷射干涉儀等傳統感測器的深入原理研究和性能改進措施。新材料技術的發展，特別是半導體、陶瓷、光導纖維、磁性材料，以及所謂的“智慧型材料”（如形狀記憶合金、具有自增殖功能的生物體材料等)的開發，不但使可測量大量增多，而且使得感測器從結構型為主轉向以物性型為主。2. 測試系統性能不斷提高新型感測器的發明、各種先進的數位訊號處理技術的套用、新材料和新工藝的使用，將測試系統的準確度、解析度、靈敏度、線性度和測量效率提高了好幾個數量級。例如工業參數測量儀器的測量準確度普遍提高到0.02%以上。測量和控制範圍也大幅度提高，如電壓測量範圍從10-9V到106V，電阻測量範圍從超導到1014Ω，頻率測量範圍最高達1010Hz，溫度測量範圍則從絕對零度到1010℃ 等。Agilent公司的PSA 頻譜分析儀的測量靈敏度高達-169dBm(接近物理界熱噪聲-174dBm,dBm為相對於1mW的分貝數)，PNA網路分析儀的動態範圍高達143dB。隨著微型計算機時鐘頻率的大幅度提高，與全硬體控制的實時性的差距越來越小。微/納米技術作為當前發展最迅速、研究廣泛、投入最多的科學技術之一，被認為是當前科技發展的重要前沿。在該科技中，微/納米的超精密測量技術是代表性的研究領域，也是微/納米科技得以發展的前提和基礎。在微/納測量領域，基礎問題包括納米計量、納米測量系統理論與設計、微觀形貌測量等方面。涉及的重要工程測量問題有： 面向MEMS和MOEMS的微尺度測量、面向22～45nm極大規模積體電路製造的測量等。超大尺寸測量的主要任務是獲取與評價大型和超大型裝備與系統製造過程中機械特性和物理特性等信息，分析影響製造性能的要素與機理，為提升製造能力與水平提供科學依據。在超大尺寸測量領域內的共性基礎問題包括距離測量原理、超大尺寸空間坐標測量、超大尺寸測量的現場溯源原理與方法。代表性研究方向和重要測量問題如： 大尺寸、高速跟蹤坐標測量系統，車間範圍空間定位系統(WPS)，GPS在超大機械系統中的套用關鍵技術； 數字造船中的結構尺寸、容積測量，飛機製造中形狀尺寸測量，超大型電站裝備和重機裝備製造中的測量，面向大型尖端裝備製造的超精密測量等。3. 測試系統的智慧型化和自動化程度不斷提高微處理器在測試系統普遍採用，這不僅簡化了硬體結構、縮小了體積及功耗、提高了可靠性、增加了靈活性，而且使儀器的智慧型化和自動化程度更高。微電子學、微細加工技術和集成化工藝等方面的進展，為這一發展趨勢提供了巨大推動力。多核處理器技術成為儀器技術發展的助推劑。越來越多的儀器選用以通用軟體和通用晶片為平台，採用通用商業軟體和基於軍用標準的軟體，用通用軟體代替儀器內部操作軟體，易於與通用辦公室套用軟體連線，充分發揮其效能。湧現出將感測器、調理電路，甚至微處理器集成在一起的智慧型感測器，各種集成調理電路晶片不斷面市，新型顯示記錄裝置的智慧型化和自動化程度也不斷提高。許多原本要用多台儀器實現的功能，現在可以通過集成在一台儀器內甚至一個晶片上的智慧型化儀器完成。傳統的機械製造系統中，製造和檢測常常是分離的。測量環境和製造環境不一致，測量的目的是判斷產品是否合格，測量信息對製造過程無直接影響。現代製造業已呈現出和傳統製造不同的設計理念和製造技術，測試技術從傳統的非現場、“事後”測量，進入製造現場，參與到製造過程，實現現場線上測量。現場、線上測量的共同問題包括非接觸快速測量感測器的研製與開發、測量系統及其控制、測量設備與製造設備的集成等方面。近年來數位化測量的迅速發展為先進制造中的現場、非接觸測量提供了有效解決方案，多尺寸視覺線上測量、數碼柔性坐標測量、機器人測量機、三維形貌測量等數位化測量原理、技術與系統的研究取得了顯著的研究成果，並獲得成熟的工業套用。4. 測試及仿真軟體在儀器中廣泛套用隨著計算機的運算速度和處理數據能力的不斷增加，以及計算機仿真技術的廣泛套用，儀器的硬體和測試軟體及仿真軟體的結合越來越緊密。通過硬體的模組化設計，並配以不同的軟體，從而形成不同功能的儀器和不同的測試解決方案。軟體無線電的概念已有了全新的解釋和現實的套用，例如，利用計算機強大的數學運算和數據處理能力將大量的數位訊號處理功能和數據分析功能充分展現在計算機軟體之中，通過與不同的數據採集前端相結合，組合出不同功能的信號分析儀。同時，其捕獲的信號和數據分析的結果可以作為EDA仿真軟體的數據輸入來源，用於驅動ADS 高級設計仿真軟體進行部件及系統級仿真； 從而實現了測量域和仿真域的有機結合，在設計、仿真和驗證之間架起了橋樑，從而加速設計，提高設計質量，完善系統及部件的半實物仿真手段，達到迅速拓展滿足需要的測量解決方案的目的。5. 虛擬儀器技術成為測試系統新的技術規範不斷革新的計算機技術從各個層面上影響著、引導著各行各業的技術革新。基於計算機技術的虛擬儀器技術正以不可逆轉的力量推動著測試技術的發展。機械測試類儀器的“有界無限”統一模型被建立。所謂“有界無限”是指“領域測試”是一個“界”，只要在這個“界”內，同類測試的功能或儀器都將被包含或可添加到這一系統中。基於這一模型理論，對測試功能虛擬控制項進行多次、深度集成製造，便可由上述模型演變成為一個“有界無限”、包含大量測試儀器並可實際使用的複雜、巨型虛擬測試儀器庫。這是一個複雜的功能測試系統，同時也是一個開放的系統。對於它已有的資源可以立即滿足測試的要求，它還沒有的資源可以很快地在模型內自動生成或開發，從而可以繼續滿足新的測試需求。通過這一模型的建立，將使傳統儀器的“單機”概念消失，代之而起的是經多次、深度集成製造而成的大型“儀器庫”。6. 信息融合技術是現代測試技術出現的新特點多感測器測量及測量信息融合技術是現代測試技術出現的新特點。現代複雜機電系統涉及信息多，測量信息量大，感測器數量較多，多源巨量信息分析評估困難，需藉助數據融合理論進行處理，多感測器測量套用中的數據融合技術正逐漸成為提升測試系統性能的關鍵技術之一。7. 測試系統對外開放性不斷提高現代測試系統通常都具備擴展接口，方便擴展和對外通信。新技術的套用，尤其是Internet和Intranet技術、現場匯流排技術、圖像處理技術和傳輸技術以及自動控制、智慧型控制的發展和套用，使得現代測試儀器不斷地朝著網路化發展。藉助於網路技術的套用，可將不同地點的不同儀器、儀表聯繫在一起，實施網路化測量、數據的傳輸與共享、故障的網上診斷以及技術的網路化培訓等。以美國為首的用戶和儀器廠商近年來提出了一種新的測試儀器理念和技術——NxTest，它是基於區域網路（LAN）的模組化合成儀器(synthetic instrument)。網路化的測試技術是方興未艾的物聯網技術的重要基礎之一。 1.4本書主要內容和學習要求測試技術是一門面向工科類各相關專業的學科基礎課，是綜合套用相關課程的知識，解決科研、生產、國防建設所面臨的工程測試問題的課程。該課程對培養學生的實驗能力、創新能力等方面有重要作用。本課程所研究的對象是機械工程動態測試中常用的感測器、信號調理電路、信號分析與處理、測試系統特性、計算機測試系統與虛擬測試系統和機械故障診斷等內容。本書共分8章。第1章為緒論； 第2章感測器主要講述感測器的概念、組成和分類，講解了常用感測器的工作原理和套用； 第3章信號轉換與調理講解測試信號的轉換、放大及濾波電路的工作原理和套用； 第4章測試信號分析與處理講解了測試系統中常用的信號分析方法和處理方法； 第5章測試系統特性分析講解了測試系統的標定方法和特性指標； 第6章計算機測試系統講解了基於計算機技術的測試系統的組成和特點，以及虛擬測試系統的基本構成和特點； 第7章機械工程中常見量的測量介紹了機械工程中基本的常見量的測量； 第8章機械設備故障診斷技術以部分機械設備為例講解了故障診斷技術。本書以案例和實驗為主線，由淺入深地闡述測試技術的基本原理和套用，並將重點落實在套用上，相關內容圍繞具體的測試項目進行講解，重視圖解，每章後都有基於“能力驅動”的習題和思考題，並提出測試項目供讀者設計。本課程實踐性很強，為使讀者鞏固和加深所學的基礎知識，提高解決測試問題的能力，應結合實驗學習。通過本課程的學習，學生應做到： （1） 掌握測試技術的基本理論； （2） 掌握常用感測器及其調理電路的工作原理、性能，並能合理地選用； （3） 熟練掌握測試系統靜、動態特性的評價方法和實現不失真測試的條件； （4） 具有設計測試方案、分析和處理測試信號的能力。習題與思考題1.1按照自己的理解，簡述計量、測量、試驗、測試概念的異同點。1.2除了文中提到的實例外，我們身邊的家用電器中還有哪些用到了測試技術？1.3測試系統包括哪些組成部分？除了文中提到的實例外，舉出測試系統是一個設備組成部分的實例和若干設備組成一個測試系統的實例。1.4結合自己的專業，談談測試技術的作用。
