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第1章 绪论1

1.1 测试技术概述1

1.2 测试系统的组成1

1.3 测试技术的主要任务及其在机械工程中的应用3

1.3.1 测试技术的主要任务3

1.3.2 测试技术在机械工程领域的主要应用3

1.4 现代测试技术的发展趋势4

1.4.1 传感器的发展趋势4

1.4.2 测试技术的发展趋势5

复习与思考5

第2章 信号及其描述6

2.1 信号的分类及其描述6

2.1.1 信号的分类6

2.1.2 信号的描述8

2.2 周期信号8

2.2.1 周期信号的时域描述8

2.2.2 周期信号的频域描述9

2.2.3 周期信号的强度分析13

2.3 非周期信号14

2.3.1 傅里叶变换14

2.3.2 傅里叶变换的主要性质16

2.3.3 工程典型信号的频谱19

2.4 随机信号23

2.4.1 随机信号的概念及分类23

2.4.2 随机信号的统计特征参数24

复习与思考26

第3章 测试系统的特性27

3.1 测试系统基本特性27

3.1.1 测试系统的静态特性28

3.1.2 测试系统的动态特性31

3.2 系统实现不失真测量条件41

3.3 测量系统动态特性参数的测定42

3.3.1 频率响应法42

3.3.2 阶跃响应法43

3.4 测试装置的负载特性44

3.4.1 负载效应44

3.4.2 减轻负载效应的措施45

3.5 测量误差的基本概念45

3.5.1 真值45

3.5.2 测量误差46

3.5.3 误差分类46

3.5.4 精度46

3.5.5 不确定度47

复习与思考48

第4章 传感器49

4.1 传感器概述49

4.2 电阻式传感器50

4.2.1 电位器式电阻传感器50

4.2.2 应变式电阻传感器52

4.2.3 电阻式传感器应用举例56

4.2.4 黏合剂和应变片的粘贴技术59

4.3 电感式传感器60

4.3.1 自感传感器60

4.3.2 差动变压器式电感传感器（互感传感器）63

4.3.3 电感式传感器的特点及应用64

4.4 涡流式传感器66

4.4.1 涡流效应66

4.4.2 涡流式传感器的类型67

4.4.3 测量电路71

4.4.4 涡流式传感器的应用72

4.5 电容式传感器77

4.5.1 基本工作原理77

4.5.2 结构形式78

4.5.3 输出特性78

4.5.4 电容式传感器的应用83

4.6 热敏电阻87

4.6.1 陶瓷热敏电阻87

4.6.2 半导体热敏传感器88

4.6.3 薄膜铂电阻89

4.6.4 热敏电阻的主要应用92

4.7 压电式传感器92

4.7.1 压电效应93

4.7.2 压电材料94

4.7.3 压电式传感器及其等效电路95

4.7.4 压电式传感器的信号调节电路96

4.7.5 压电式传感器的应用97

4.8 热电偶105

4.8.1 热电偶的工作原理105

4.8.2 常用热电偶106

4.8.3 热电偶参考端温度补偿107

4.9 光电传感器109

4.9.1 光电传感器原理109

4.9.2 外光电效应器件110

4.9.3 内光电效应器件112

4.9.4 常见光电传感器的应用举例115

4.10 数字式传感器117

4.10.1 码盘式编码器118

4.10.2 脉冲盘式编码器120

复习与思考122

第5章 测试信号调理与记录124

5.1 电桥124

5.1.1 直流电桥124

5.1.2 交流电桥127

5.1.3 变压器电桥129

5.2 信号的调制与解调129

5.2.1 幅值调制与解调130

5.2.2 频率调制与解调134

5.3 信号的放大与滤波136

5.3.1 信号的放大136

5.3.2 信号的滤波139

5.4 信号的显示与记录144

5.4.1 笔式记录仪145

5.4.2 LED和LCD145

5.4.3 示波器149

复习与思考150

第6章 测试信号数字化处理152

6.1 数字信号获取与处理系统简介152

6.2 模拟信号的数字化153

6.2.1 采样与量化153

6.2.2 采样定理155

6.2.3 频率混叠现象155

6.3 数字信号的预处理156

6.3.1 零均值化156

6.3.2 奇异点（野点）剔除156

6.3.3 消除趋势项157

6.4 数字信号处理基础158

6.4.1 信号的时域截断与泄漏158

6.4.2 离散傅里叶变换及快速傅里叶变换161

6.4.3 细化FFT162

复习与思考163

第7章 测试信号分析与处理164

7.1 信号的时域分析164

7.1.1 波形分析164

7.1.2 包络分析165

7.1.3 统计分析166

7.2 信号的相关分析166

7.2.1 相关系数166

7.2.2 信号的自相关分析167

7.2.3 信号的互相关分析169

7.3 信号的频域分析173

7.3.1 自功率谱密度函数173

7.3.2 互功率谱密度函数175

7.3.3 功率谱的应用175

复习与思考177

第8章 计算机测试系统179

8.1 计算机测试系统的基本组成179

8.2 计算机测试系统总线技术181

8.2.1 总线的分类与标准化181

8.2.2 总线的通信方式182

8.2.3 测试系统内部总线和外部总线183

8.2.4 现场总线187

8.3 智能仪器技术192

8.3.1 智能仪器概述192

8.3.2 智能仪器组成及特点193

8.4 虚拟仪器技术195

8.4.1 虚拟仪器技术概述195

8.4.2 虚拟仪器的构成196

8.5 虚拟仪器软件简介198

复习与思考201

第9章 机械工程测试综合应用实例202

9.1 测试技术在汽车技术中的应用——发动机性能检测202

9.1.1 发动机综合性能检测装置的基本组成203

9.1.2 点火系统检测与波形分析207

9.1.3 柴油机喷油压力波形检测212

9.2 基于LabVIEW的测试系统实例——电机转矩、转速测试系统217

9.2.1 研究背景217

9.2.2 转矩转速测量原理217

9.2.3 转矩转速测试系统硬件设计219

9.2.4 转矩转速测试系统软件设计219

9.2.5 结果及分析220

参考文献222