機械工程測試技術（第3版）

第3 版前言
第2 版前言
第1 版前言
1　緒論 1
　1. 1　課程的意義及目的 1
　　1. 1. 1　本課程的意義 1
　　1. 1. 2　本課程的目的 2
　1. 2　測試方法的分類與系統(tǒng)組成 4
　　1. 2. 1　測試方法的分類 4
　　1. 2. 2　測試系統(tǒng)的組成 5
　1. 3　測試技術的發(fā)展 6
　　1. 3. 1　傳感器技術的發(fā)展 6
　　1. 3. 2　計算機測試技術的發(fā)展 8
　1. 4　本課程的研究內容 11
　思考題與習題 11
2　機械測試信號分析 12
　2. 1　信號的表示與分類 12
　　2. 1. 1　信號的表示 12
　　2. 1. 2　信號的分類 13
　2. 2　信號的時域分析 14
　　2. 2. 1　時域信號特征參數 14
　　2. 2. 2　時域相關分析 15
　2. 3　信號的頻譜分析 17
　　2. 3. 1　周期信號的頻譜分析 18
　　2. 3. 2　非周期信號的頻譜分析 22
　　2. 3. 3　隨機信號的頻譜分析 27
　2. 4　信號的時頻分析 30
　2. 5　機械信號的測量誤差與信號預處理 33
　　2. 5. 1　測量誤差及其分類 33
　　2. 5. 2　信號的預處理 35
　思考題與習題 36
3　測量系統(tǒng)的基本特性 38
　3. 1　測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性 38
　3. 2　一般測量系統(tǒng)的動態(tài)特性 41
　　3. 2. 1　線性定常系統(tǒng)及其基本特性 41
　　3. 2. 2　測量系統(tǒng)頻率響應函數 43
　3. 3　典型測量系統(tǒng)的動態(tài)特性 44
　　3. 3. 1　理想測量系統(tǒng)的動態(tài)特性 44
　　3. 3. 2　一階測量系統(tǒng)的動態(tài)特性 46
　　3. 3. 3　二階測量系統(tǒng)的動態(tài)特性 47
　3. 4　動態(tài)測量誤差及補償 49
　　3. 4. 1　測量系統(tǒng)的動態(tài)測量誤差 49
　　3. 4. 2　動態(tài)測量誤差的補償方法 52
　思考題與習題 54
4　參數式傳感器及其應用 55
　4. 1　電阻式傳感器 55
　　4. 1. 1　電阻應變式傳感器 56
　　4. 1. 2　熱電阻式傳感器 60
　　4. 1. 3　電阻式傳感器的直流電橋調
理技術 62
　　4. 1. 4　電阻式傳感器的應用 66
　4. 2　電感式傳感器 68
　　4. 2. 1　電感式傳感器工作原理 68
　　4. 2. 2　交流信號的調理技術 71
　　4. 2. 3　電感式傳感器的應用 76
　4. 3　電容式傳感器 79
　　4. 3. 1　電容式傳感器工作原理 79
　　4. 3. 2　電容式傳感器的應用 82
　4. 4　電渦流傳感器 84
　　4. 4. 1　電渦流傳感器工作原理 84
　　4. 4. 2　電渦流傳感器的信號調理 86
　　4. 4. 3　電渦流傳感器的應用 87
　思考題與習題 90
5　發(fā)電式傳感器及其應用 91
　5. 1　壓電式傳感器 91
　　5. 1. 1　壓電效應與壓電材料 91
Ⅹ　
　　5. 1. 2　壓電元件及其等效電路 92
　　5. 1. 3　壓電傳感器的調理電路 93
　　5. 1. 4　壓電式傳感器的應用 95
　5. 2　磁電式傳感器 98
　　5. 2. 1　磁電式傳感器基本原理及測
量電路 98
　　5. 2. 2　磁電式傳感器的應用 99
　5. 3　霍爾傳感器 101
　　5. 3. 1　霍爾效應和霍爾傳感器 101
　　5. 3. 2　霍爾元件的測量電路和誤差
補償 102
　　5. 3. 3　霍爾傳感器的應用 104
　5. 4　熱電偶傳感器 105
　　5. 4. 1　熱電偶工作原理 106
　　5. 4. 2　熱電偶基本定律 107
　　5. 4. 3　熱電偶冷端溫度補償 108
　　5. 4. 4　熱電勢的測量 109
　　5. 4. 5　熱電偶的分類及應用 110
　5. 5　紅外探測器 111
　　5. 5. 1　紅外探測器基本工作原理 112
　　5. 5. 2　紅外線探測器的應用 113
　思考題與習題 115
6　光電檢測技術 117
　6. 1　光電檢測器的工作原理與性能
比較 117
　　6. 1. 1　常用光電檢測器的工作原理 118
　　6. 1. 2　光電檢測器性能比較 121
　6. 2　典型光電檢測方法及系統(tǒng)應用 122
　　6. 2. 1　光源及其特性 123
　　6. 2. 2　非相干光電檢測方法及應用 124
　　6. 2. 3　相干光電檢測方法及應用 129
　6. 3　固態(tài)圖像傳感器及其應用 131
　　6. 3. 1　固態(tài)圖像傳感器測量原理 131
　　6. 3. 2　固態(tài)圖像傳感器的應用 133
　6. 4　光纖傳感器測量技術 135
　　6. 4. 1　光纖傳感器基本原理 135
　　6. 4. 2　光纖傳感器的應用 137
　思考題與習題 138
7　無損檢測技術 139
　7. 1　超聲波檢測技術 139
　　7. 1. 1　超聲波檢測技術簡介 139
　　7. 1. 2　超聲波無損檢測原理 140
　　7. 1. 3　超聲波無損檢測的應用 142
　7. 2　工業(yè)CT 檢測技術 143
　　7. 2. 1　工業(yè)CT 成像技術簡介 143
　　7. 2. 2　工業(yè)CT 工作原理 144
　　7. 2. 3　工業(yè)CT 檢測系統(tǒng)的應用 145
　7. 3　磁粉檢測技術 146
　　7. 3. 1　磁粉檢測技術簡介 146
　　7. 3. 2　磁粉檢測技術原理 147
　　7. 3. 3　磁粉檢測技術的應用 148
　7. 4　滲透檢測技術 149
　　7. 4. 1　滲透檢測技術簡介 149
　　7. 4. 2　滲透檢測技術原理 150
　　7. 4. 3　滲透檢測技術的應用 150
　7. 5　其他技術在無損檢測中的應用 151
　　7. 5. 1　電渦流傳感器在無損檢測中
的應用 151
　　7. 5. 2　霍爾傳感器在無損檢測中的
應用 152
　　7. 5. 3　紅外技術在無損檢測中的
應用 153
　思考題與習題 154
8　計算機測試技術 155
　8. 1　數據采集技術 156
　　8. 1. 1　模擬信號的數字化處理 156
　　8. 1. 2　數據的采集與保持 158
　　8. 1. 3　A-D 轉換器類型及性能指標 160
　　8. 1. 4　A-D 通道方案的確定 161
　8. 2　智能儀器 164
　　8. 2. 1　智能儀器的硬件結構 164
　　8. 2. 2　智能儀器的軟件功能 166
　　8. 2. 3　智能儀器的自動測量功能 167
　　8. 2. 4　智能傳感器 169
　8. 3　虛擬儀器 170
　　8. 3. 1　虛擬儀器的概念 170
　　8. 3. 2　虛擬儀器的體系結構 171
　　8. 3. 3　虛擬儀器軟件的開發(fā)環(huán)境 173
　　8. 3. 4　虛擬儀器設計舉例 175
　8. 4　計算機測試系統(tǒng)設計舉例 176
　思考題與習題 179
Ⅺ　
9　測試系統(tǒng)設計 180
　9. 1　測試系統(tǒng)設計的基本原則 180
　　9. 1. 1　測試系統(tǒng)基本架構 180
　　9. 1. 2　測試系統(tǒng)設計的基本原則及
步驟 183
　9. 2　測試系統(tǒng)的精度設計 186
　　9. 2. 1　測試系統(tǒng)的誤差傳遞 186
　　9. 2. 2　測試系統(tǒng)的誤差分配與校核 188
　9. 3　信號的放大與濾波環(huán)節(jié)設計 189
　　9. 3. 1　信號放大環(huán)節(jié)設計 190
　　9. 3. 2　信號濾波環(huán)節(jié)設計 191
　9. 4　測試系統(tǒng)的抗干擾設計 195
　　9. 4. 1　干擾因素及傳播途徑 195
　　9. 4. 2　常用抗干擾技術 196
　思考題與習題 199
10　典型測試系統(tǒng)設計實例 201
　10. 1　應變測量案例 201
　　10. 1. 1　應變測量方法簡介 201
　　10. 1. 2　塔式起重機結構強度測試 206
　10. 2　溫度測量案例 209
　　10. 2. 1　溫度測量方法簡介 209
　　10. 2. 2　高速機車軸溫測試系統(tǒng) 210
　10. 3　位移測量案例 215
　　10. 3. 1　位移測量方法簡介 215
　　10. 3. 2　潤滑油膜厚度光纖測試系統(tǒng) 216
　10. 4　噪聲測量案例 221
　　10. 4. 1　噪聲測量方法簡介 221
　　10. 4. 2　汽車懸架減振器異響聲分析 226
　10. 5　結構模態(tài)分析案例 230
　　10. 5. 1　模態(tài)分析方法簡介 230
　　10. 5. 2　機床模態(tài)分析實例 234
　10. 6　旋轉機械的網絡化監(jiān)測診斷 237
　　10. 6. 1　設計任務 237
　　10. 6. 2　網絡化監(jiān)測診斷系統(tǒng)方案 237
　　10. 6. 3　傳感器組 238
　　10. 6. 4　CPCI 采集監(jiān)測單元 240
　　10. 6. 5　網絡數據庫 242
　　10. 6. 6　網絡化監(jiān)測診斷軟件平臺 242
參考文獻 245