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目录3

第一部分 测试技术的理论基础3

1 绪论3

1.1 测试技术的发展与研究的内容3

1.2　测量的本质和基本前提6

1.3　标准及其单位7

1.3.1 国际单位制及其基本单位7

1.3.2 国际单位制的导出单位8

1.3.3　单位的十进制倍数和小数10

习题11

2　测试信号分析与处理12

2.1　信号与测试系统12

2.2　信号描述13

2.2.1　信号的定义14

2.2.2　信号的分类15

2.2.3　信号的时域和频域描述方法20

2.2.4　周期信号的频域描述21

2.2.5　周期信号的功率30

2.2.6　非周期信号的频域描述33

2.2.7　随机信号描述65

2.3　数字信号处理88

2.3.1 离散傅里叶变换89

2.3.2 离散傅里叶变换的性质95

2.3.3　采样定理96

2.3.4 泄漏与加窗处理99

2.3.5　栅栏效应102

2.3.6　快速傅里叶变换105

习题114

3.1　概述118

3　测试系统特性分析118

3.2　测量误差119

3.3　测试系统的静态特性120

3.4　测试系统的动态特性123

3.4.1　线性系统的数学描述123

3.4.2 用传递函数或频率响应函数描述系统的传递特性125

3.5 测试系统实现精确测量的条件148

3.6　测试系统的负载效应151

3.6.1 负载效应151

3.6.2　一阶系统的互联153

3.6.3　二阶系统的互联155

习题159

4.1　被测量获取的基本概念161

4　被测量的获取161

4.2　传感器的分类162

4.3 电阻式传感器165

4.3.1 工作原理165

4.3.2 滑动触点式变阻器165

4.3.3　应变式传感器168

4.4 电阻式温度计176

4.5　热敏电阻178

4.6 电感式传感器179

4.6.1 自感式180

4.6.2 互感式188

4.6.3　磁弹性测力传感器193

4.6.4　压磁式互感传感器195

4.7.1 间隙变化型196

4.7 电容式传感器196

4.7.2 面积变化型198

4.7.3　介质变化型200

4.8　压电传感器205

4.8.1 压电效应205

4.8.2　压电传感器工作原理及测量电路210

4.8.3 压电传感器的应用215

4.9　磁电式传感器222

4.9.1 动圈式和动铁式传感器223

4.9.2　磁阻式传感器226

4.9.3 涡流-磁电式相对加速度传感器227

4.10　光电传感器227

4.10.1 外光电效应228

4.10.2 内光电效应231

4.10.3　光生伏打效应236

4.10.4 光电器件的应用237

4.11 气敏传感器239

4.12　红外辐射检测242

4.12.1 红外辐射242

4.12.2　红外探测器243

4.12.3　红外检测应用244

4.13 固态图像传感器249

4.14　霍尔传感器254

4.14.1　作用原理254

4.14.2　霍尔效应的应用256

4.15　光纤传感器259

4.15.1　光纤基本原理259

4.15.2　光纤传感器结构及特性265

4.16.1 MEMS技术与微型传感器269

4.16　微型传感器269

4.16.2　压阻式微型传感器271

4.16.3 电容式微型传感器277

4.16.4 电感式微型传感器281

4.16.5 热敏电阻式微型传感器282

4.16.6 隧道效应式传感器283

习题285

5　测试信号的转换与调理288

5.1 电桥288

5.1.1　直流电桥288

5.1.2　交流电桥292

5.1.3 变压器式电桥295

5.1.4 电桥使用中应注意的问题296

5.2　调制与解调299

5.2.1　幅值调制与解调300

5.2.2　频率调制与解调310

5.3 滤波316

5.3.1　概述316

5.3.2　滤波器的一般特性320

5.3.3　滤波器类型324

5.3.4　滤波器的综合运用332

5.3.5　其他种类的滤波341

5.4　模拟／数字转换器342

5.4.1 量化342

5.4.2　A/D转换器343

5.4.3　抗混滤波器347

5.4.4　数字／模拟（D/A）转换器349

习题351

6.1　概述354

6　信号的输出354

6.2　信号输出的形式及分类355

6.3　显示和指示类信号输出355

6.3.1　模拟指示356

6.3.2　数码显示358

6.3.3 图视显示364

6.4　记录类信号输出375

6.4.1　硬拷贝记录376

6.4.2　模拟记录380

6.4.3　数字记录389

习题392

7　虚拟测试系统393

7.1　概述393

7.2　虚拟仪器的概念394

7.3　虚拟仪器的演变与发展395

7.3.1　计算机是动力395

7.3.2　软件是关键396

7.4 VI的构成397

7.5 虚拟仪器图形化语言LabVIEW398

7.5.1 LabVIEW应用程序399

7.5.2 LabVIEW操作模板400

7.6　基于Web的虚拟仪器405

7.6.1　基于Web的VI概述405

7.6.2　主要软件技术406

7.6.3　Web服务器407

7.6.4 实例408

习题409

8.1　概述413

第二部分 典型测试技术的应用413

8　力及其导出量的测量413

8.2　基本测力方法414

8.3　测力传感器417

8.3.1 弹性力传感器417

8.3.2　应变片力传感器419

8.3.3 电感式力传感器424

8.3.4 电容式力传感器425

8.3.5　磁弹性力传感器426

8.3.6　压电力传感器427

8.3.7　振弦式力传感器428

8.4　转矩测量429

8.4.1 应变片转矩传感器429

8.4.3　振弦式转矩传感器430

8.4.2 电感式转矩传感器430

习题431

9　振动测量432

9.1　概述432

9.2　机械振动的电测法及测试系统的构成433

9.3　单自由度系统的受迫振动435

9.3.1 作用在系统质量块上的力引起的受迫振动435

9.3.2 由系统的基础运动引起的受迫振动437

9.4　测振传感器439

9.4.1　磁电式速度传感器440

9.4.2　涡流位移传感器440

9.4.3 电感式振动传感器441

9.4.4 电阻式振动传感器442

9.4.5 电容式加速度传感器443

9.4.7　磁致伸缩式振动传感器444

9.4.6　压电加速度传感器444

9.4.8　激光速度传感器445

9.4.9　频闪测速法446

9.5　激振器447

9.5.1 力锤447

9.5.2　机械惯性式激振器447

9.5.3 电动力式激振器448

9.5.4　液压式激振台451

9.6　测振仪器的校准452

9.6.1　绝对校准法452

9.6.2　相对校准法456

习题457

10　温度的测量458

10.1　温标的定义458

10.2.2 水的三相点460

10.2　温标的复制460

10.2.1 水的冰点460

10.2.3 水的沸点461

10.3　温度传感器462

10.3.1　接触式温度计462

10.3.2　辐射式温度计481

习题487

11　流量的测量489

11.1　流体的特征489

11.2 不同的流量测量方法及仪器491

11.2.1 节流式流量计491

11.2.2 可变面积式流量计（转子流量计）497

11.2.3 涡轮式流量计499

11.2.4　磁流量计501

11.2.5　椭圆轮流量计502

11.2.6　旋转活塞式气体流量计503

11.2.7　叶轮流量计505

11.2.8 涡流式流量计（卡尔曼涡街，涡频流量计）505

11.2.9　流速的测量507

11.2.10　超声波流量测量516

11.2.11 哥氏力质量流量测量法520

习题522

12　声学的测量524

12.1　概述524

12.2　声音的特征526

12.3　基本声学参数529

12.3.1 声压529

12.3.2　声压级530

12.3.3 声功率、声强和声功率级531

12.3.4　声压级的合成532

12.4 心理声学关系534

12.5　声音的测量537

12.5.1　传声器（麦克风）537

12.5.2　声级计543

12.5.3　声音信号的频谱分析544

12.6 工业和环境噪声的测量与分析545

12.6.1 等效声级Leq545

12.6.2 声强的测量547

12.6.3　声压的测量548

12.7 声学测量中应注意的几个问题550

12.8 声学测量仪器的标定551

12.9　结束语553

习题553

参考文献555