信号与测试技术PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

信号与测试技术PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第0章 绪论1

0.1引言1

0.2测试技术的功能2

0.3测试技术研究的主要内容2

0.3.1测量原理2

0.3.2测量方法3

0.3.3测量系统3

0.3.4数据处理5

0.4信号与测控技术5

习题与思考题6

第1章 信号分析与处理基础7

1.1信号分析和处理概述7

1.1.1信息和信号7

1.1.2信号分析、信号处理10

1.1.3基本的连续信号13

1.2连续信号的时域分析19

1.2.1连续信号的时域分解19

1.2.2卷积法求线性非移变系统零状态响应20

1.3周期信号的频谱分析——傅里叶级数20

1.3.1三角函数形式的傅里叶级数21

1.3.2指数形式的傅里叶级数23

1.3.3周期信号的功率谱28

1.4非周期信号频谱分析——傅里叶变换30

1.4.1傅里叶变换30

1.4.2典型非周期信号的频谱32

1.4.3傅里叶变换的性质36

1.5周期信号的傅里叶变换42

1.5.1复指数、正弦、余弦信号的傅里叶变换42

1.5.2一般周期信号的傅里叶变换43

1.5.3周期信号与单周期脉冲信号频谱间的关系44

1.6能量谱45

1.7抽样信号的傅里叶变换47

1.7.1时域抽样48

1.7.2抽样定理50

习题与思考题53

第2章 离散时间信号分析55

2.1离散时间信号——序列及其z变换55

2.1.1序列55

2.1.2基本序列56

2.1.3序列Z变换的定义60

2.1.4 z变换的收敛域62

2.1.5 z变换的性质66

2.1.6 z反变换68

2.2序列的傅里叶变换70

2.3离散傅里叶级数（DFS）72

2.3.1傅里叶变换在时域和频域中的对偶规律72

2.3.2离散傅里叶级数DFS73

2.4离散傅里叶变换（DFT）77

2.4.1离散傅里叶变换（DFT）定义式77

2.4.2离散傅里叶变换与序列傅里叶变换的关系79

2.4.3离散傅里叶变换的性质80

2.5快速傅里叶变换（FFT）82

2.5.1 DFT直接运算的问题和改进思路82

2.5.2基2按时间抽取的FFT算法（时析型）83

2.5.3 IDFT的快速算法（IFFT）88

2.6离散傅里叶变换的应用89

2.6.1用FFT实现快速卷积90

2.6.2连续时间信号的数字谱分析93

2.6.3 FFT在动态测试数据处理中的应用97

2.7二维傅里叶变换102

2.7.1二维傅里叶级数102

2.7.2二维傅里叶变换102

习题与思考题108

第3章 测试中几种重要的信号检测和变换方法和技术109

3.1信号的相关分析与检测109

3.1.1信号的相关函数109

3.1.2信号的相关检测技术114

3.1.3相关检测在硅谐振式微传感器动力学特性检测中的应用115

3.2沃尔什变换119

3.2.1沃尔什函数119

3.2.2沃尔什函数的性质120

3.2.3沃尔什级数122

3.2.4离散沃尔什函数123

3.2.5沃尔什变换126

3.2.6快速沃尔什变换128

3.3希尔伯特变换132

3.3.1希尔伯特变换定义132

3.3.2希尔伯特—黄变换136

3.4主成分分析法141

3.4.1主成分分析法141

3.4.2确定主成分的方法和步骤145

习题与思考题146

第4章 变电阻测量原理147

4.1电位器原理147

4.1.1基本构造及工作原理147

4.1.2线绕式电位器的特性148

4.1.3非线性电位器149

4.1.4电位器的负载特性及负载误差151

4.1.5非线绕式电位器154

4.2应变式变换原理154

4.2.1金属电阻的应变效应154

4.2.2金属应变片的结构及应变效应155

4.2.3横向效应及横向灵敏度156

4.2.4 电阻应变片的种类157

4.2.5电阻应变片的温度误差及补偿方法158

4.2.6电桥原理161

4.3压阻式变换原理165

4.3.1半导体材料的压阻效应165

4.3.2单晶硅的晶向、晶面的表示166

4.3.3压阻系数167

4.4热电阻变换原理169

4.4.1热电阻169

4.4.2金属热电阻170

4.4.3半导体热敏电阻172

习题与思考题173

第5章 变电容测量原理176

5.1基本电容式敏感元件176

5.2电容式敏感元件的主要特性177

5.2.1变间隙电容式敏感元件177

5.2.2变面积电容式敏感元件178

5.2.3变介电常数电容式敏感元件179

5.2.4电容式敏感元件的等效电路180

5.3电容式变换元件的信号转换电路180

5.3.1运算放大器式电路180

5.3.2交流不平衡电桥181

5.3.3变压器式电桥线路181

5.3.4二极管电路182

5.3.5差动脉冲调宽电路184

习题与思考题186

第6章 变磁路测量原理187

6.1电感式变换原理187

6.1.1简单电感式原理187

6.1.2差动电感式变换元件191

6.2差动变压器式变换元件192

6.2.1磁路分析192

6.2.2电路分析194

6.3电涡流式变换原理195

6.3.1电涡流效应195

6.3.2等效电路分析195

6.3.3信号转换电路196

6.4霍尔效应及元件198

6.4.1霍尔效应198

6.4.2霍尔元件199

习题与思考题199

第7章 压电式测量原理200

7.1石英晶体200

7.1.1石英晶体的压电机理200

7.1.2石英晶体的压电常数202

7.1.3石英晶体几何切型的分类204

7.1.4石英晶体的性能204

7.2压电陶瓷205

7.2.1压电陶瓷的压电机理205

7.2.2压电陶瓷的压电常数205

7.2.3常用压电陶瓷206

7.3聚偏二氟乙烯（PVF2）206

7.4压电换能元件的等效电路207

7.5压电换能元件的信号转换电路208

7.5.1电荷放大器与电压放大器208

7.5.2压电元件的并联与串联209

习题与思考题210

第8章 谐振式测量原理211

8.1谐振状态及其评估211

8.1.1谐振现象211

8.1.2谐振子的机械品质因数Q值213

8.2闭环自激系统的实现214

8.2.1基本结构214

8.2.2闭环系统的实现条件214

8.3敏感机理及特点215

8.3.1敏感机理215

8.3.2谐振式测量原理的特点216

8.4频率输出谐振式传感器的测量方法比较216

习题与思考题217

第9章 相对位移测量系统218

9.1概述218

9.2相对位移测量装置的标定218

9.3激光位移测量装置219

9.3.1光干涉原理219

9.3.2激光干涉仪220

9.4光栅位移测量系统221

9.4.1光栅的结构和分类221

9.4.2莫尔条纹222

9.4.3辨向和细分电路223

9.5感应同步器系统225

9.5.1感应同步器的结构与分类225

9.5.2感应同步器的工作原理226

9.5.3信号的处理方式和电路227

习题与思考题230

第10章 运动速度、转速、加速度和振动测量系统233

10.1运动速度测量233

10.1.1微积分电路法233

10.1.2平均速度测量法233

10.1.3磁电感应式测速度法235

10.1.4激光测速法235

10.2转速测量236

10.2.1测速发电机236

10.2.2频率量输出的转速测量系统237

10.3加速度测量241

10.3.1理论基础241

10.3.2位移式加速度传感器244

10.3.3应变式加速度传感器245

10.3.4压电式加速度传感器246

10.3.5伺服式加速度测量系统249

10.4振动测量252

10.4.1振动位移（振幅）测量252

10.4.2振动速度测量254

10.4.3振动测量系统的组成255

习题与思考题255

第11章力、转矩测量系统257

11.1力的测量257

11.1.1机械式力平衡装置258

11.1.2磁电式力平衡装置258

11.1.3液压式测力系统258

11.1.4气压式测力系统259

11.1.5位移式测力系统259

11.1.6应变式测力系统260

11.1.7压电式测力传感器265

11.1.8压磁式测力传感器265

11.2转轴转矩测量266

11.2.1电阻应变式转矩传感器267

11.2.2压磁式转矩传感器267

11.2.3扭转角式转矩传感器268

习题与思考题269

第12章 压力测量系统270

12.1概述270

12.1.1压力的概念270

12.1.2压力的单位270

12.1.3压力测量系统的分类271

12.2液柱式压力计和活塞式压力计272

12.2.1液柱式压力计272

12.2.2活塞式压力计273

12.3开环压力测量系统274

12.3.1机械式压力表274

12.3.2电位计式压力传感器275

12.3.3应变式压力传感器275

12.3.4压阻式压力传感器278

12.3.5电容式压力传感器281

12.3.6压电式压力传感器282

12.3.7变磁阻式压力传感器283

12.4伺服式压力测量系统284

12.4.1位置反馈式压力测量系统284

12.4.2力反馈式压力测量系统287

12.5谐振式压力传感器290

12.5.1谐振弦式压力传感器290

12.5.2振动筒式压力传感器292

12.5.3谐振膜式压力传感器295

12.5.4石英谐振梁式压力传感器295

12.5.5硅谐振式压力微传感器297

12.6动态压力测量时的管道和容腔效应300

12.6.1管道和容腔的无阻尼自振频率301

12.6.2管道和容腔存在阻尼时的频率特性301

12.7压力测量装置的静、动态标定303

12.7.1压力测量装置的静态标定303

12.7.2压力测量装置的动态标定304

习题与思考题305

第13章 温度测量系统307

13.1概述307

13.1.1温度的概念307

13.1.2温标307

13.1.3温度标准的传递308

13.1.4温度计的标定与校正308

13.1.5测温方法与测温仪器的分类309

13.2热电偶测温309

13.2.1热电效应310

13.2.2热电偶的工作机理311

13.2.3热电偶的基本定律312

13.2.4热电偶的误差及补偿313

13.2.5热电偶的组成、分类及特点316

13.3热电阻电桥测温系统317

13.3.1平衡电桥电路317

13.3.2不平衡电桥电路318

13.3.3自动平衡电桥电路318

13.4非接触式温度测量系统319

13.4.1全辐射测温系统319

13.4.2亮度式测温系统320

13.4.3比色测温系统320

13.5半导体P-N结测温系统322

习题与思考题323

第14章 流量测量系统325

14.1概述325

14.2流体力学的基本知识326

14.2.1流体的主要物理性质326

14.2.2雷诺数327

14.2.3流体流动的连续性方程327

14.2.4伯努利方程327

14.3转子流量计329

14.3.1工作原理329

14.3.2流量方程式329

14.3.3转子流量计的特点330

14.4节流式流量计331

14.4.1工作原理331

14.4.2流量方程式331

14.4.3取压方式333

14.4.4节流式流量计的特点334

14.5靶式流量计334

14.5.1工作原理334

14.5.2流量方程式334

14.5.3靶式流量计的特点335

14.6涡轮流量计335

14.6.1工作原理335

14.6.2流量方程式336

14.6.3涡轮流量计的特点337

14.7电磁流量计337

14.7.1工作原理337

14.7.2电磁流量计的结构特点338

14.7.3电磁流量计的特点339

14.8漩涡流量计339

14.8.1卡门涡街式漩涡流量计339

14.8.2旋进式漩涡流量计340

14.9超声波流量计340

14.10质量流量的间接测量342

14.10.1体积流量计加密度计342

14.10.2体积流量加温度压力补偿342

14.11热式质量流量计343

14.11.1工作原理343

14.11.2热式质量流量计的特点344

14.12谐振式科里奥利直接质量流量计344

14.12.1工作原理344

14.12.2信号检测电路347

14.12.3分类与应用特点348

14.13流量标准与标定350

习题与思考题351

第15章 测试系统的静态特性与数据处理352

15.1测试系统的静态特性一般描述352

15.2测试系统的静态标定352

15.2.1静态标定条件352

15.2.2测试系统的静态特性353

15.3测试系统的主要静态性能指标及其计算354

15.3.1测量范围354

15.3.2静态灵敏度354

15.3.3分辨力与分辨率355

15.3.4时漂与温漂355

15.3.5线性度356

15.3.6符合度358

15.3.7迟滞358

15.3.8非线性迟滞358

15.3.9重复性359

15.3.10综合误差360

15.3.11计算实例362

习题与思考题364

第16章 测试系统的动态特性与数据处理366

16.1概述366

16.2测试系统动态特性方程366

16.2.1微分方程366

16.2.2传递函数367

16.2.3状态方程368

16.3测试系统动态响应及动态性能指标368

16.3.1测试系统时域动态性能指标369

16.3.2测试系统频域动态性能指标374

16.4测试系统动态特性测试与动态模型建立379

16.4.1测试系统动态标定379

16.4.2由实验阶跃响应曲线获取系统的传递函数的回归分析法381

16.4.3由实验频率特性获取系统的传递函数的回归法386

习题与思考题387

参考文献389