计量测试技术手册 第5卷 力学 2 测力 硬度 振动 冲击 转速PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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目录1

第1篇力值计量测试1

第1章概述1

1 力的概念和力值计量的意义1

1.1力的概念和单位1

1.2力值计量测试的意义和任务1

2 力的测量方法和分类2

2.1测力的原理和方法2

2.2力及力值计量的分类3

3静态力的测量4

3.1静态力测量及其分类4

3.2拉伸（拉向）力的测量和拉伸试验4

3.3压缩（压向）力的测量和压缩试验5

3.4弯曲试验6

3.5扭转试验6

3.6剪切试验6

3.7蠕变试验6

4.1动态力的测量及其分类7

4动态力的测量7

4.1冲击现象的描述 （587

3.10多分量力的测量7

3.8持久试验7

3.9松弛试验7

4.2疲劳试验8

4.3冲击试验8

1 应变式测力传感器9

1.1电阻应变效应和电阻应变计9

第2章测力传感器的原理及其校准9

1.2弹性体12

1.3工作原理和测量电路15

2压磁式测力传感器18

2.1压磁效应18

2.2工作原理18

2.3压磁元件19

2.4测量电路20

3压电式测力传感器21

3.1压电效应21

3.2结构特点23

3.3测量电路23

4.1工作原理24

4 振弦式测力传感器24

4.2振弦的激发25

4.3非线性的改善25

4.4测量电路26

5 陀螺式测力传感器26

5.1陀螺仪原理26

5.2结构特点和测量方法27

6其他形式的传感器27

7测力传感器的校准方法28

7.1传感器的评定方法28

7.2传感器的试验方法31

7.4校准方法33

7.3校准设备和仪表33

1.1静负荷试验机36

第3章试验机分类36

1金属材料试验机36

1.2动负荷试验机37

2 非金属材料试验机37

3摩擦、磨损与工艺试验机37

第4章金属材料试验机38

1液压式试验机38

1.1 WE-A系列液压万能试验机38

1.2 WE-B系列液压万能试验机42

1.3 WEW系列液压万能试验机43

2机械式万能试验机45

2.1结构与工作原理45

2.2主要技术参数45

2.3使用与维护46

3 电子万能试验机47

3.1试验机结构与工作原理47

3.2试验机主要技术参数与规格49

3.3试验机的使用与维护50

4 蠕变试验机、持久强度试验机52

4.1蠕变试验机种类52

4.2蠕变试验机结构与工作原理52

4.3试验机安装、调试与使用56

5冲击试验机56

5.1摆锤冲击试验机工作原理57

5.2摆锤冲击试验机结构57

5.3试验机的使用与维护60

5.4落锤冲击试验机60

6疲劳试验机63

6.1疲劳试验机分类63

6.2电液伺服疲劳试验机64

6.3电磁谐振型高频拉压疲劳试验机68

6.4机械式弯曲疲劳试验机71

6.5弯扭复合疲劳试验机74

7扭转试验机76

7.1 NJ-100型扭转试验机76

7.2线材扭转试验机78

8 弹簧试验机80

8.1弹簧拉压试验机80

8.2扭转弹簧试验机81

8.3弹簧高频疲劳试验机83

9.2试验机结构85

9三轴试验机85

9.1试验机工作原理85

9.3操纵台88

9.4试验机主要技术参数88

9.5试验机安装、使用与维护89

10 大型结构试验机89

10.1大型结构试验机主机结构原理89

10.2液压控制系统90

10.3测量装置90

10.4主要技术参数（以岛津30 000kN92

试验机为例）92

11摩擦磨损试验机93

11.1柱销－圆板式摩擦磨损试验机94

11.2四球式长时抗磨损试验机96

11.3万能摩擦磨损试验机98

12.1介质腐蚀试验机种类100

12.2介质腐蚀试验机组成与结构100

12介质腐蚀试验机100

12.3试验机安装与调整102

12.4试验机使用与维护102

12.5其它几种腐蚀试验装置102

13杯突试验机103

第5章非金属材料试验机105

1橡胶材料试验机105

1.1橡胶拉伸试验机105

1.2电子式拉力试验机106

1.3橡胶疲劳试验机107

1.4屈挠龟裂试验机108

1.5扭转疲劳生热试验机108

1.6橡胶松弛试验机108

1.7橡胶万能摩擦、磨损试验机110

2塑料试验机111

2.1双轴向电子拉伸试验机111

2.2塑料应力松弛试验机113

2.3流变仪115

2.4毛细管流变仪116

3.1纸张象限秤（仪）119

3 纸与纸板试验机119

3.3纸张平滑度测定仪120

3.2纸张厚度测定仪（厚度计）120

3.4纸张、纸板抗张强度试验机122

3.5纸与纸板耐破度测定仪123

3.6纸张撕裂度测定仪124

3.7电动耐折度测定仪125

3.8纸板戳穿强度测定仪126

4砖瓦试验机127

5 纤维与复合材料试验机129

5.1纤维与复合材料试验机种类129

5.2多功能纤维电子强伸仪130

6液压式木材万能试验机132

6.1试验机工作原理与结构132

6.4操作与维护134

6.3安装与试车134

6.2试验机主要技术参数134

7涂料、油墨试验机135

7.1粘度计135

7.2流动度测定器135

7.3粒度测定器136

7.4覆盖能力测定器136

7.5涂膜厚度测定器136

7.6涂膜干燥时间测定器137

7.7附着力测定器137

7.8漆膜冲击器137

7.10涂膜硬度计138

7.9磨损试验器138

8 水泥与混凝土试验机139

8.1水泥试验机139

8.2混凝土试验机140

8.3电动抗折仪141

9土壤试验机142

9.1土工用土壤力学性能试验方法142

9.2单面剪切试验仪142

9.4三轴压缩试验机144

9.3无侧限抗压强度试验仪144

9.5特种剪切试验仪145

10岩石试验机145

10.1岩石试验方法与岩石试验机146

10.2岩石蠕（流）变仪146

10.3典型产品的技术参数148

第6章力值的复现及其传递149

1 力值计量器具的检定149

1.1力值计量器具的分类149

1.2力值检定的不确定度要求149

1.3力值检定的环境要求149

1.4力值检定的过程和步骤150

1.5力值检定中的寄生效应和重叠效应150

1.6力值计量器具检定系统150

2力基准机和力标准机152

2.1静重式力基、标准机152

2.2杠杆式力标准机152

2.3液压式力基、标准机153

2.4叠加式力标准机155

3.3光学式标准测力仪156

3.4水银箱式标准测力仪156

3.2百分表式标准测力仪156

3标准测力仪156

3.1电阻应变式标准测力仪156

4 扭矩基、标准机和标准扭矩仪157

4.1扭矩基、标准机157

3.5多分量测力仪157

4.2扭矩仪和标准扭矩仪158

4.3扭矩扳子和扭矩扳子检定仪158

4.4转矩测量装置158

5.1摆锤式基、标准冲击机159

5.2标准冲击块159

冲击块159

5 摆锤式基、标准冲击机和标准159

附录160

附录1 国家计量检定规程目录160

附录2 国家计量检定系统目录161

附录3 国家计量技术规范目录161

附录4 国家计量基准、标准操作161

技术规范目录161

附录5 国际法制计量组织国际建议161

目录161

参考文献162

2.3高效率163

第7章概述163

3 硬度计量测试工作的现状与发展163

2.4可比性163

第2篇硬度计量测试163

2.2易行性163

2.1非破坏性163

2硬度试验的特点和应用163

1硬度与硬度试验163

3.1硬度试验全过程自动化164

3.2在线自动测量164

3.3非金属材料硬度测量164

3.4发展硬度检定测试技术，加强硬度164

量值管理164

4硬度量值检定系统164

第8章布氏硬度试验及硬度计165

1布氏硬度试验法165

1.1布氏硬度试验及其应用165

1.2布氏硬度试验误差分析170

2布氏硬度计188

2.1普通布氏硬度计188

2.2光学布氏硬度计192

2.3 HBZ-3000A型自动布氏硬度计193

第9章洛氏和表面洛氏硬度试验及硬度计198

1 洛氏硬度试验法及其应用198

1.1洛氏硬度试验199

1.2表面洛氏硬度试验法及其应用201

1.3洛氏及表面洛氏硬度试验误差分析204

2 洛氏硬度计209

2.1普通洛氏硬度计209

2.2电动洛氏硬度计212

2.3光学布洛维硬度计214

2.4HRS-150型数显洛氏硬度计216

2.5 CSS-144型微机自动洛氏硬度计218

2.6HSRU-45型光学表面洛氏硬度计221

第10章维氏和显微硬度试验及硬度计223

1 维氏硬度试验法及其应用223

1.1维氏硬度试验223

1.2显微硬度试验227

1.3显微维氏硬度试验227

1.4努普硬度试验230

1.5维氏及显微硬度试验误差分析232

2 维氏与显微硬度计236

2.1 HV-5型小负荷维氏硬度计236

2.2 HV-120型维氏硬度计238

2.3 HX-200型显微硬度计240

2.4 HX-1000型、HXD-1000型显微242

硬度计242

第11章 肖氏与里氏硬度试验及硬度计248

1 肖氏与里氏硬度试验248

1.1肖氏硬度试验248

1.2里氏硬度试验251

2 肖氏、里氏及超声硬度计263

2.1 HS-19A型肖氏硬度计263

2.2里氏硬度计264

2.3 HRS-1型超声硬度计268

第12章非金属硬度试验及硬度计273

1 非金属硬度试验273

1.1塑料洛氏硬度试验273

1.2塑料球压痕硬度试验276

1.3邵氏硬度试验277

1.4橡胶国际硬度试验279

1.6巴克尔硬度试验283

1.5赵氏硬度试验283

2非金属硬度计285

2.1 P.HBI-62.5A型、P.HBI-98A型285

塑料球压痕硬度计285

2.2 XHA型小负荷橡胶硬度计286

2.3 XHS型邵氏橡胶硬度计287

1.1洛氏及表面洛氏金刚石压头290

1 金刚石压头290

第13章 金刚石压头和标准硬度块290

1.2金刚石圆锥体压头的检验291

1.3维氏及显微维氏金刚石压头293

1.4努普压头295

2 球压头295

3标准硬度块296

3.1制造要求296

3.2硬度特性297

基准装置300

1.1检定系统框图300

1 布氏硬度计量器具检定系统与300

国家基准装置300

第14章硬度计量器具检定系统与300

1.2计量基准器具301

1.3计量标准器具301

1.4工作计量器具301

1.5基准布氏硬度计302

2 金属洛氏硬度计量器具检定系统302

及基准装置302

2.3计量标准器具303

2.2计量基准器具303

2.1检定系统框图303

2.4工作计量器具304

2.5洛氏硬度基准装置304

3 金属表面洛氏硬度计量器具检定305

系统及基准装置305

3.1检定系统框图305

3.2计量基准器具306

3.3计量标准器具306

3.4工作计量器具307

3.5表洛硬度基准装置307

4.1检定系统框图308

基准装置308

4 维氏硬度计量器具检定系统及308

4.3计量标准器具309

4.4工作计量器具309

4.5维氏硬度基准装置309

4.2计量基准器具309

5 显微硬度计量器具检定系统及311

基准装置311

5.1检定系统框图311

5.2计量基准器具311

5.5显微硬度基准装置312

5.4工作计量器具312

5.3计量标准器具312

6 肖氏硬度（D标尺）计量器具313

检定系统及基准装置313

6.1检定系统框图313

6.2计量基准器具314

6.3计量标准器具314

6.4工作计量器具315

6.5肖氏硬度基准装置315

附录2 国家计量检定系统目录316

附录1 国家计量检定规程目录316

附录316

附录5 国际法制计量组织国际建议317

目录317

附录3 国家计量技术规范目录317

技术规范目录317

附录4 国家计量基准、副基准操作317

参考文献318

2.1录波比较法319

2.2李沙育图形法319

第3篇振动、冲击计量与测试319

第15章概述319

1 振动参数的测量319

2振动频率的测量319

2.3频闪法320

2.4频率计法321

2.5机械测频法323

3相位的测量323

3.1示波器测量法323

3.2电压表测量相移法325

3.3数字相位计法326

4振动幅值的电测量327

4.1电压参数的三值转换327

4.2电压表测量振动波形的误差327

5 振动位移幅值的测量331

5.2直读式光学测振法333

5.1机械式测振仪333

5.3激光干涉位移测量法335

6振动速度的测量343

6.2非电量测速法346

6.3互换测速法346

6.4平均速度测量法346

6.1加速度积分测速法346

6.S相关测速法347

6.6多普勒效应测速法349

6.7空间滤波器测速法354

7振型的测定356

7.1砂型法357

7.2探针法357

7.3激光全息摄影法357

7.4传感器逐点读数测定法357

7.5谱分析法358

7.6振型测定的试验模态分析法358

8 振动结构特性参数常用测量方法359

8.1振动系统固有频率的测量360

8.2衰减系数及相对阻尼系数的测量361

8.3质量与刚度的测量363

9机械阻抗的测量364

9.1激励方法的选择365

9.3机械阻抗测试系统的构成368

9.2安装与支承方法368

9.4提高测试准确度的方法369

9.5标定与检验370

第16章振动传感器372

1 振动传感器的分类372

2 压电传感器377

2.1压电传感器的材料及性能377

2.2压电传感器的结构形式与特点377

2.3压电传感器的工作原理386

2.4压电传感器的安装与使用387

2.5压电传感器的技术参数391

3 应变式加速度传感器409

3.1压阻应变加速度计409

3.2互感式传感器（差动变压器式）416

4.1电动式传感器421

4 电磁感应式传感器421

4.2涡流式传感器426

4.3电容式传感器436

5 伺服式传感器440

5.1伺服加速度传感器工作原理441

5.2伺服加速度传感器的分类441

5.3伺服传感器的结构与应用441

6 其他常用振动传感器452

6.1机械式传感器452

6.2频率式传感器453

第17章振动冲击传感器校准方法457

1 概述457

1.1校准方法ISO、GB与JJG的说明457

1.2校准方法分类458

1.3系统校准与部分校准458

1.4误差表达方式458

2振动传感器灵敏度静态校准459

2.1传感器静态位移校准459

2.2传感器静态力值校准459

2.3传感器恒加速度校准460

3利用地球重力场校准462

3.1倾斜支架与翻倒试验462

3.2分度头标定与地球重力场低频校准463

3.3机械式重力法标定466

3.4利用地球重力场校准466

4.1读数显微镜灵敏度校准法468

4.2光栅板灵敏度校准法468

4 振动传感器灵敏度稳态校准方法468

4.3光学干涉条纹计数校准法469

4.4光学干涉贝塞尔函数校准法469

4.5互易法校准470

4.6比较法校准472

5振动传感器工作特性的测试474

5.1频率响应和安装谐振频率的测试474

5.2逐点正弦振动频响校准474

5.3自动扫描校准法475

5.4随机振动传递函数法频响校准476

5.5传感器固有频率和安装共振频率477

的测试477

5.6振动传感器横向灵敏度的测试478

6.1瞬变温度灵敏度的测试482

测试482

6振动传感器环境参数灵敏度的482

6.2温度灵敏度测试483

6.4磁灵敏度的测试484

6.3基座应变灵敏度的测试484

6.5声灵敏度的测试485

6.6安装力矩灵敏度的测试485

6.7密封性的测试486

7 振动冲击计量器具量值传递系统486

1.1振动试验489

1 振动试验及其方法与规范489

第18章振动试验、设备与检测489

1.3振动试验规范490

1.2振动试验方法490

2振动试验设备491

2.1振动试验设备的分类491

2.2机械式振动台492

2.3电动式振动台496

2.4电液式振动台501

2.5其他类型振动台502

2.6激振器503

2.7水平滑台506

2.8振动试验夹具507

2.9振动台的选型与使用510

3.2机械振动台的性能检测512

3 振动台的性能检测512

3.1振动台的技术指标512

3.3电动振动台系统的性能检测515

3.4液压式振动试验台的性能检测519

3.5随机振动试验台的性能检测519

3.6振动台性能检测仪器的要求521

第19章振动计量常用仪表及检测仪器522

1.1信号适调器的功能及分类522

1信号适调器522

1.2电压前置放大器523

1.3电荷前置放大器524

1.4电压、电荷前置放大器的比较525

及使用525

1.5电荷放大器的检定528

1.6电荷放大器的自动检定装置528

2.1微积分电路529

2 微积分电路及滤波器529

2.2滤波器的功能及分类531

2.3滤波器的特征参数532

2.4模拟滤波器535

2.5数字滤波技术537

3 振动冲击测量用记录仪541

3.1电平记录仪541

3.2笔式记录仪541

3.3 X-Y记录仪541

3.4数字记录仪543

3.5光线示波器544

3.6磁带记录仪544

3.7各种记录仪的比较与选择545

4 模拟分析仪及失真度测量仪546

4.1顺序（调谐）式频率分析仪546

4.2并联式频率分析仪546

4.3外差式频率分析仪546

4.4失真度测量仪548

4.5频率分析仪的比较与选择548

4.6模拟式滤波器的使用549

5.1振动计552

5 振动测量仪器552

5.3特斯拉计553

5.2数字式频率计553

5.4数字式电压表554

5.5振动测量仪器的配套554

5.6组合系统的校准555

6 数字式动态信号分析仪556

6.1数字式动态信号分析仪的结构556

6.2动态信号分析仪的应用557

6.3动态信号分析仪的检定561

2 一次冲击校准567

1 概述567

第20章冲击基标准装置与冲击测量567

2.1加速度一次冲击校准装置568

2.2一次冲击校准不确定度的计算569

2.3速度改变法570

2.4冲击力法575

2.5利用长杆谐振的高加速度冲击校准576

2.6 Hopkinson（霍普金森）压缩波法577

2.7激光－多普勒一次冲击校准580

3.1时域峰值响应二次冲击校准583

2.8结论583

3二次冲击校准583

3.2频域二次冲击校准585

4 冲击测量587

4.2测量系统瞬态性能的工程保证590

5冲击测量仪器596

5.1峰值保持电压表596

5.2记忆示波器599

5.3数字波形存贮器599

5.5可编程数字示波器602

5.4数字示波器602

第21章冲击试验设备与检测604

1 冲击试验概述604

1.1冲击试验的重要性604

1.2国内、外冲击与碰撞试验条件604

2 冲击试验方法及规范606

2.1冲击试验方法及其选择606

3 冲击试验设备614

3.1凸轮式机械碰撞台614

3.3落体式冲击试验台615

3.2气液式冲击试验台615

4 冲击试验设备的性能检测617

4.1凸轮式冲击碰撞台的技术指标617

4.2气液式碰撞试验台的技术指标617

4.3气液式碰撞试验台的性能检测617

5.2冲击测量仪的选用620

6 冲击加速度参数的测量误差620

6.1参数测量误差的评估620

5.1冲击测量仪概述620

5 冲击测量仪620

4.4落体式冲击试验台620

6.2总不确定度的计算625

6.3冲击加速度峰值测量误差的评估625

6.4冲击灵敏度的绝对误差626

附录627

附录1 国家计量检定规程目录627

附录2 国家计量检定系统目录627

附录3 国家计量基准、副基准操作628

技术规范目录628

参考文献629

1.2角速度与转速631

1.1角度和角位移631

第4篇转速计量与测试631

1 转速的物理量631

第22章转速的基本概念631

1.3角速度与线速度633

1.4角加速度与离心力、向心力634

1.5平动与转动——物理概念汇总634

2 转速表的分类与准确度分级634

2.1转速表的分类634

2.2转速表的准确度分级636

3.2转速计量器具的量值传递系统637

3.1转速的量值复现方法637

3 转速的量值复现方法与量值传递637

第23章转速测量的基本方法639

1 概述639

2 频闪法640

2.1频闪测速原理640

2.2频闪法评定转速不确定度的性质641

2.3频闪法评定不确定度的误差分析642

2.4频闪盘的使用642

3.2测频法误差分析643

3.1频率测量法原理643

3 转速的频率测量法643

3.3测频法的准确度644

4 转速的周期测量法645

4.1计数器测周期的基本原理645

4.2测周法误差分析645

4.3提高测周法准确度的方法646

4.4测周法在转速测量中的应用646

4.5中界频率、开齿技术及周期倍乘率648

5 低速转台的测量方法648

测量649

5.2光栅和感应同步器用于转速、转角649

5.1光线反射放大法649

5.3激光陀螺和光纤陀螺651

5.4激光衍射测量转速653

5.5散斑测量转速653

5.6塞曼双频激光测量转速654

5.7多普勒效应测转速655

5 ．8空间滤波器测转速655

6 瞬态转速的测量656

6.1转速瞬态测量的原理和方法656

6.3角度传感器测量瞬态转速660

6.2测速发电机测量瞬态转速660

6.4测量瞬时转速的简易方法662

7转差率的测量663

7.1用测量转速的方法测转差率663

7.2测量转子电流频率测转差率664

7.3频闪法测转差率664

7.4数字式转差率测量仪664

2机械式转速表666

2.1离心式转速表666

1 概述666

第24章转速表原理、型号与检定666

2.2定时式转速表671

3 磁电式转速表673

3.1磁电式转速表的工作原理673

3.2磁电式转速表的误差分析674

3.3磁电式转速表型号规格674

3.4车速里程表681

4 频闪式转速表686

4.1机械式频闪测速仪686

4.2数字式频闪测速仪687

5.2转速数字显示仪691

5 电子计数式转速表691

5.1电子计数式转速表工作原理691

5.3手持式数字转速表693

5.4汽车发动机转速表695

5.5电子计数式转速表型号简介696

6 出租车计价器及其检定712

6.1有关出租车计价器的名词术语712

6.2出租车计价器工作原理和使用713

1 标准转速装置714

1.1 BZ-4（JAQUET）转速表校验台714

第25章标准转速装置714

1.2 KTY-1M型转速表校验台718

1.3车速里程表校验仪719

1.4部分速度表校验仪、车速里程表722

校验仪介绍722

2 高准确度标准转速装置725

2.1 GZ-1高准确度标准转速装置725

2.2 CNR-1高准确度标准转速装置727

2.3 GZJY型标准转速装置729

3 检定项目的选择730

1.1概述732

应用732

第26章转速计量的应用732

1 转速图谱在信号特征分析中的732

1.2平均功率谱及平均阶比谱734

1.3时间频率谱阵及时间阶比谱阵735

1.4转速频率谱阵及转速阶比谱阵737

1.5转速频率坎贝尔图及转速阶比坎贝737

尔图737

1.6跟踪频率谱及跟踪阶比谱739

1.8全息谱分析741

1.7跟踪复合功率谱图741

2 转矩－转速特性的应用743

2.1概述743

2.2转矩－转速特性的应用746

2.3各种测功机的特性曲线753

附录755

附录1 国家计量检定规程目录755

附录2 国际法制计量组织国际建议755

目录755

参考文献756