现代测试技术及应用

第1章 绪论

1.1 现代测试技术的内容和任务

1.1.1 产品开发和性能试验

1.1.2 质量控制与生产监督

1.1.3 机械故障诊断

1.2 现代测试系统的组成

1.2.1 基本型测试系统结构

1.2.2 现代测试系统组成结构

1.2.3 测试应用软件平台

1.2.4 测试信号处理

1.3 现代测试技术的发展趋势

1.3.1 传感器的发展

1.3.2 测试手段的发展

1.3.3 测量信号处理的发展

1.3.4 开发平台的发展趋势

第2章 测试系统的特性

2.1 概述

2.1.1 对测试系统的基本要求

2.1.2 线性系统及其主要性质

2.2 测试系统的静态响应特性

2.2.1 静态特性的基本参数

2.2.2 静态特性的质量指标

2.3 测试系统的动态响应特性

2.3.1 连续系统的动态特性

2.3.2 离散系统的动态特性

2.3.3 测试系统的动态特性指标

2.3.4 测试环节的串联和并联

2.4 实现不失真测量的条件

2.4.1 不失真测试装置的数学模型

2.4.2 实现不失真测量的条件

2.4.3 负载效应

2.4.4 测量系统的抗干扰

2.5 测试系统特性的测定

2.5.1 静态特性的获得

2.5.2 测试系统动态特性测量方法

2.6 误差分析与测试数据处理

2.6.1 测量误差与误差传递

2.6.2 实验数据处理

2.7 典型测试系统的动态性能分析

2.7.1 压力测试系统动态性能分析

2.7.2 测力系统动态性能分析

第3章 现代传感器

3.1 概述

3.1.1 传感器及其分类

3.1.2 传感器的发展趋势

3.2 智能传感器

3.2.1 智能传感器的基本特点

3.2.2 多通道智能温度传感器

3.2.3 MAX1668型5通道精密智能温度传感器

3.2.4 数字式K型热电偶冷端温度补偿及转换器

3.2.5 网络化智能压力传感器的原理与应用

3.2.6 单片转速传感器的原理与应用

3.2.7 单片加速度传感器的原理与应用

3.3 微传感器

3.3.1 微传感器的特点

3.3.2 位移、速度和加速度传感器

3.4 人工神经网络智能气体传感器

3.5 压电式传感器

3.5.1 压电超声波传感器

3.5.2 PVDF压电传感器(宽频带测距传感器)

3.6 多传感器数据融合技术

第4章 总线技术及测量网络化

4.1 概述

4.2 测量总线

4.2.1 ISA与PCI总线

4.2.2 USB总线

4.2.3 1394总线

4.2.4 1284总线

4.2.5 PCMCIA总线

4.3 现场总线技术

4.3.1 简介

4.3.2 现场总线的几种类型

4.4 测控网络

4.4.1 简介

4.4.2 现场总线的网络拓扑结构

4.4.3 现场总线的数据通信模式

4.4.4 网络扩展与网络互联

……

第5章 虚拟测试仪器技术

第6章 现代测试系统组建实例

第7章 现代测试技术应用实例

第8章 基于CVI的测试信号分析及应用

参考文献2100433B

书中以多种实际应用案例，详细地介绍了用传感器、调理电路、数据采集卡(板)、PC计算机、PXI、VXI和专用采集器组建现代测试系统的方法及其应用。本书既反映出21世纪以来的测试技术的新成果，又展现出测试技术的发展前景。

本书内容丰富、新颖，理论联系实际，更突出实际应用，读者可即学即用。本书既可供从事测试技术的科技工作者学习和参考，又可作为高校中各专业测试技术课程的教材和教学参考书。

《工程测试技术及应用》秉承“工程教育”的教学理念，对基础理论进行精简，对工程应用进行突出，从而为卓越工程技术人才的培养奠定基础。《工程测试技术及应用》分为上下两篇。上篇共6章，包括绪论、信号分析与处理基础、测试系统特性分析、敏感元件与传感器技术、信号调理及记录仪器以及计算机测试技术；下篇共6章，包括力与力矩的测量、位移与速度的测量、振动与噪声的测量、温度的测量、转速与功率的测量以及流体参量的测量。教材中还设立了“工程背景”、“应用点评”等环节，并免费为采用本教材授课的教师提供电子课件和书中所有插图。

《工程测试技术及应用》既可作为高等工科院校机械类及相关工科专业本科生的教材使用，也可作为企业和科研单位技术人员从事测试工作的参考书。

《材料现代测试技术》内容力求简明、实用，具有适用于多学教学的特点，每章的内容提要、学习目标及思考题便于学生自主学习，符合应用型人才培养目标要求。《材料现代测试技术》可作为冶金、石油、机械、化工工程、材料制备工程、材料加工工程等专业的本科生教材，也可供相关专业的工程技术人员参考。

上篇 测试技术基础

第1章 绪论

1.1 测试技术概述

1.1.1 测试技术的发展与重要性

1.1.2 测试系统的一般组成

1.1.3 测试技术的发展趋势

1.1.4 课程的主要内容与学习方法

1.2 测量的基础知识

1.2.1 测量的基本概念与方法

1.2.2 测量误差的定义及分类

1.2.3 不确定度评定的基本知识

1.3 思考题与习题

第2章 信号分析与处理基础

2.1 信号与测试系统

2.2 信号的分类与其描述

2.2.1 信号的分类

2.2.2 信号描述方法

2.3 周期信号的频谱-傅里叶级数

2.3.1 周期信号的三角函数展开式与离散频谱

2.3.2 周期信号的复指数展开式

2.3.3 周期信号的功率

2.4 非周期信号的频谱——傅里叶变换

2.4.1 傅里叶变换与连续频谱

2.4.2 能量谱

2.4.3 傅里叶变换的性质

2.4.4 典型信号的频谱

2.5 随机信号分析

2.5.1 概述

2.5.2 随机信号的统计分析

2.5.3 相关分析及其应用

2.5.4 功率谱分析及应用

2.6 数字信号处理

2.6.1 概述

2.6.2 信号数字化出现的问题

2.6.3 离散傅里叶变换DFI

2.7 现代信号处理

2.8 思考题与习题

第3章 测试系统特性分析

3.1 概述

3.2 测试系统的静态特性

3.2.1 静态标定

3.2.2 静态特性指标

3.3 测试系统的动态特性

3.3.1 动态参数测试的特殊性

3.3.2 测试系统动态特性的分析方法及指标

3.3.3 测试系统的数学描述

3.3.4 测试系统的传递函数

3.3.5 测试系统的频率响应函数

3.3.6 一阶系统、二阶系统的动态特性

3.3.7 测试系统对典型激励的响应

3.3.8 系统时域和频域响应的求解

3.4 测试系统动态参数的测定

3.4.1 一阶系统动态特性参数的测定

3.4.2 二阶系统动态特性参数测定

3.5 实现无失真测试的条件

3.6 测试系统的负载效应

3.7 测试系统的抗干扰

3.7.1 测试装置的干扰源

3.7.2 供电系统干扰及其抗干扰

3.7.3 信道通道的干扰及其抗干扰

3.7.4 接地设计

3.8 思考题与习题

第4章 敏感元件与传感器技术

4.1 概述

4.1.1 传感器与传感器技术

4.1.2 传感器与传感器技术的发展历史与发展趋势

4.2 电阻应变式传感器

4.2.1 电阻应变效应

4.2.2 金属电阻应变片

4.2.3 半导体应变片

4.2.4 电阻应变传感器应用实例

4.3 电感式传感器

4.3.1 自感型传感器

4.3.2 互感型传感器

4.3.3 传感器实例

4.4 电容式传感器

4.4.1 工作原理与类型

4.4.2 测量电路

4.4.3 电容式传感器实例

4.5 压电式传感器

4.5.1 压电效应

4.5.2 压电材料

4.5.3 压电传感器的等效电路

4.5.4 测试电路

4.6 磁电式传感器

4.6.1 动圈式磁电传感器

4.6.2 磁阻式磁电传感器

4.6.3 传感器实例

4.7 光电式传感器

4.7.1 光电效应

4.7.2 光敏电阻

4.7.3 光电池

4.7.4 光敏晶体管

4.7.5 光电管

4.7.6 光电倍增管

4.8 热电式传感器

4.8.1 热电偶

4.8.2 热电阻

4.9 气敏传感器

4.10 固态图像传感器

4.11 霍尔传感器

4.11.1 工作原理

4.11.2 霍尔传感器实例

4.12 微型传感器

4.12.1 MEMS技术与微型传感器

4.12.2 压阻式微型传感器

4.12.3 电容式微型传感器

4.12.4 电感式微型传感器

4.12.5 微型传感器例

4.13 传感器的选用原则

4.14 思考题与习题

第5章 信号调理及记录仪器

5.1 信号放大电路

5.1.1 运算放大器

5.1.2 仪器放大器

5.1.3 实际运算放大器存在的问题

5.2 调制与解调

5.2.1 调制与解调

5.2.2 冒值调制与解调

5.2 频率调制与解调

5.3 滤波

5.3.1 概述

5.3.2 滤波器性能分析

5.3.3 一阶无源滤波器

5.3.4 有源滤波器

5.3.5 开关电容滤波器

5.4 电桥

5.4.1 直流电桥

5.4.2 交流电桥

5.5 显示与记录仪器

5.5.1 模拟显示

5.5.2 数字显示

5.5.3 磁记录

5.5.4 光盘式记录

5.6 思考题与习题

第6章 计算机测试技术

6.1 概述

6.2 计算机测试系统

6.2.1 数据的采集与保持

6.2.2 模，数与数/模转换技术

6.2.3 A/D与D/A通道设计

6.2.4 计算机采集与分析系统

6.3 智能仪表

6.3.1 概述

6.3.2 智能仪表的组成

6.3.3 智能仪表的功能模块

6.4 虚拟仪器系统

6.4.1 概述

6.4.2 Lab VIEW虚拟仪器开发系统

6.4.3 Lab VIEW虚拟仪器开发实例

6.5 思考题与习题

下篇 测试技术的工程应用

第7章 力和力矩的测量

7.1 力的测量原理

7.2 应力、应变的测量

7.2.1 应变的测量

7.2.2 应力的测量

7.3 力的测量

7.3.1 应变式力传感器

7.3.2 应变式压力传感器

7.3.3 压电式力传感器

7.3.4 压电式压力传感器

7.3.5 金属加工切削力的测量

7.4 扭矩的测量

7.4.1 应变式扭矩传感器的工作原理

……

第8章 位移与速度的测量

第9章 振动与噪声的测量

第10章 温度的测量

第11章 转速与功率的测量

第12章 流体参量的测量

索引

参考文献

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