目錄
第1章 測試的基本知識 1
1.1 概述 1
1.1.1 測試與測量 1
1.1.2 測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 2
1.1.3 測試技術(shù)的研究方法與研究內(nèi)容 3
1.1.4 測試技術(shù)的發(fā)展方向 5
1.2 基礎(chǔ)知識 7
1.2.1 量與量綱 7
1.2.2 計量單位 8
1.2.3 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn) 10
1.2.4 測量誤差 10
第2章 機(jī)械測試系統(tǒng)的信號分析 14
2.1 信號的分類與描述 14
2.1.1 信號的分類 14
2.1.2 信號的描述 19
2.2 周期信號與離散頻譜 21
2.2.1 傅里葉級數(shù)的三角展開式 21
2.2.2 傅里葉級數(shù)的復(fù)指數(shù)展開 24
2.2.3 周期信號的強(qiáng)度表述 29
2.3 非周期信號及其頻譜 30
2.3.1 傅里葉變換 31
2.3.2 傅里葉變換的性質(zhì) 33
2.3.3 幾種典型信號的頻譜 45
2.4 隨機(jī)信號 50
2.4.1 隨機(jī)信號的基本概念 50
2.4.2 隨機(jī)信號的主要特征參數(shù) 51
2.4.3 樣本參數(shù)、參數(shù)估計和統(tǒng)計采樣誤差 55
第3章 測試系統(tǒng)的基本特性 57
3.1 概述 57
3.1.1 測試系統(tǒng)的基本概念 57
3.1.2 測試系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 59
3.1.3 測試系統(tǒng)的主要性質(zhì) 60
3.2 測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性 61
3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)特性 65
3.3.1 拉普拉斯變換與傳遞函數(shù) 65
3.3.2 頻率響應(yīng)函數(shù) 66
3.3.3 一階和二階系統(tǒng)的動態(tài)特性 68
3.3.4 測試系統(tǒng)的串聯(lián)與并聯(lián) 73
3.4 測試系統(tǒng)在任意激勵下的輸出響應(yīng) 74
3.4.1 測試系統(tǒng)在脈沖激勵下的響應(yīng) 74
3.4.2 測試系統(tǒng)在單位階躍激勵下的響應(yīng) 76
3.4.3 測試系統(tǒng)在任意激勵下的響應(yīng) 77
3.5 測試系統(tǒng)實現(xiàn)不失真測量的條件 79
3.5.1 實現(xiàn)不失真測試的時域和頻域條件 79
3.5.2 各階系統(tǒng)實現(xiàn)不失真測試的條件 81
3.6 測試系統(tǒng)動態(tài)特性參數(shù)的測定 81
3.6.1 頻率響應(yīng)法 81
3.6.2 階躍響應(yīng)法 83
3.7 測試系統(tǒng)的負(fù)載效應(yīng) 85
3.7.1 負(fù)載效應(yīng) 86
3.7.2 減輕負(fù)載效應(yīng)的措施 87
3.8 測試系統(tǒng)的抗干擾 87
3.8.1 測量裝置的干擾源 87
3.8.2 供電系統(tǒng)干擾及其抗干擾 88
3.8.3 信道通道的干擾及其抗干擾 89
3.8.4 接地設(shè)計 89
第4章 常用的傳感器 91
4.1 概述 91
4.1.1 傳感器的組成 91
4.1.2 常用傳感器的分類 92
4.1.3 傳感器的發(fā)展趨勢 94
4.2 機(jī)械式傳感器及儀器 95
4.3 電阻式、電容式與電感式傳感器 97
4.3.1 電阻式傳感器 97
4.3.2 電容式傳感器 103
4.3.3 電感式傳感器 108
4.4 磁電式、壓電式與熱電式傳感器 114
4.4.1 磁電式傳感器 114
4.4.2 壓電式傳感器 116
4.4.3 熱電式傳感器 122
4.5 光電式傳感器 126
4.5.1 光電測量原理 126
4.5.2 光電元件 129
4.5.3 光電傳感器的應(yīng)用 134
4.6 光纖傳感器 137
4.6.1 光纖導(dǎo)光原理 137
4.6.2 光纖傳感器的特點 138
4.6.3 光纖傳感器的分類 139
4.6.4 光纖傳感器的應(yīng)用 140
4.7 半導(dǎo)體傳感器 141
4.7.1 磁敏傳感器 141
4.7.2 熱敏傳感器 144
4.7.3 氣敏傳感器 145
4.7.4 濕敏傳感器 145
4.7.5 固態(tài)圖像傳感器 146
4.7.6 集成傳感器 147
4.8 紅外測試系統(tǒng) 148
4.8.1 紅外輻射 148
4.8.2 紅外探測器 150
4.8.3 紅外測試應(yīng)用 152
4.9 激光測試傳感器 154
4.9.1 激光干涉式測量儀器 154
4.9.2 激光全息測量儀器 156
4.10 傳感器的選用原則 158
第5章 信號調(diào)理和記錄 161
5.1 電橋 161
5.1.1 直流電橋 161
5.1.2 交流電橋 164
5.1.3 帶感應(yīng)耦合臂的電橋 166
5.2 調(diào)制與解調(diào) 167
5.2.1 幅值調(diào)制與解調(diào) 167
5.2.2 頻率調(diào)制與解調(diào) 171
5.3 濾波器 173
5.3.1 概述 173
5.3.2 濾波器性能分析 174
5.3.3 實際濾波電路 175
5.3.4 帶通濾波器在信號頻率分析中的應(yīng)用 178
5.4 信號的放大 181
5.4.1 基本放大電路 181
5.4.2 儀器放大器 182
5.4.3 可編程增益放大器 183
5.5 測試信號的顯示與記錄 184
5.5.1 信號的顯示 184
5.5.2 信號的記錄 186
第6章 信號處理初步 188
6.1 數(shù)字信號處理的基本步驟 188
6.2 信號數(shù)字化出現(xiàn)的問題 189
6.2.1 概述 189
6.2.2 時域采樣、混疊和采樣定理 192
6.2.3 量化和量化誤差 194
6.2.4 截斷、泄漏和窗函數(shù) 194
6.2.5 頻域采樣、時域周期延拓和柵欄效應(yīng) 195
6.2.6 頻率分辨率、整周期截斷 195
6.3 相關(guān)分析及其應(yīng)用 196
6.3.1 兩個隨機(jī)變量的相關(guān)系數(shù) 196
6.3.2 信號的自相關(guān)函數(shù) 197
6.3.3 信號的互相關(guān)函數(shù) 200
6.3.4 相關(guān)函數(shù)估計 202
6.4 功率譜分析及其應(yīng)用 203
6.4.1 自功率譜密度函數(shù) 203
6.4.2 互譜密度函數(shù) 207
6.5 現(xiàn)代信號分析方法簡介 209
6.5.1 功率譜估計的現(xiàn)代方法 209
6.5.2 時頻分析 210
6.5.3 統(tǒng)計信號處理 210
第7章 計算機(jī)測試系統(tǒng)及其工程實現(xiàn) 212
7.1 計算機(jī)測試系統(tǒng)概述 212
7.2 計算機(jī)測試系統(tǒng)的總體設(shè)計 213
7.2.1 準(zhǔn)備階段 213
7.2.2 設(shè)計階段 215
7.2.3 仿真與調(diào)試階段 217
7.2.4 現(xiàn)場聯(lián)調(diào)與運行階段 217
7.3 計算機(jī)測試系統(tǒng)的硬件實現(xiàn) 217
7.3.1 實現(xiàn)計算機(jī)控制的基本系統(tǒng) 217
7.3.2輸入/輸出技術(shù) 218
7.4 計算機(jī)測試系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 219
7.4.1 人機(jī)界面的要求和實現(xiàn) 219
7.4.2 數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)通信 223
7.4.3 數(shù)據(jù)輸入和輸出 224
參考文獻(xiàn) 225