測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　本書是原《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》一書的改版，講述測(cè)試技術(shù)的理論、方法和應(yīng)用。作為清華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院平臺(tái)課“測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)”的教材。全書共分7章，介紹測(cè)試技術(shù)的理論基礎(chǔ)，包括測(cè)量的本質(zhì)，信號(hào)理論，測(cè)試信號(hào)的分析和處理，測(cè)試系統(tǒng)的特性描述，精確測(cè)試的原則和實(shí)現(xiàn)條件，典型傳感器的作用原理和應(yīng)用，信號(hào)的調(diào)理與輸出，以及虛擬測(cè)試儀器技術(shù)。
　　本書可作為高等院校機(jī)械、儀器、測(cè)控、自動(dòng)化、信息技術(shù)等專業(yè)的教材，也可作為工程技術(shù)人員的專業(yè)參考書。

書籍目錄

第1章　緒論
1.1測(cè)試技術(shù)的發(fā)展與研究的內(nèi)容
1.2測(cè)量的本質(zhì)和基本前提
1.3標(biāo)準(zhǔn)及其單位
1.3.1國際單位制及其基本單位
1.3.2國際單位制的導(dǎo)出單位
1.3.3單位的十進(jìn)制倍數(shù)和小數(shù)
習(xí)題
第2章　測(cè)試信號(hào)分析與處理
2.1信號(hào)與測(cè)試系統(tǒng)
2.2信號(hào)描述
2.2.1信號(hào)的定義
2.2.2信號(hào)的分類
2.2.3信號(hào)的時(shí)域和頻域描述方法
2.2.4周期信號(hào)的頻域描述
2.2.5周期信號(hào)的功率
2.2。6非周期信號(hào)的頻域描述
2.2.7隨機(jī)信號(hào)描述
2.3數(shù)字信號(hào)處理
2.3.1離散傅里葉變換
2.3.2離散傅里葉變換的性質(zhì)
2.3.3采樣定理
2.3.4泄漏與加窗處理
2.3.5柵欄效應(yīng)
2.3.6快速傅里葉變換
習(xí)題
第3章　測(cè)試系統(tǒng)特性分析
3.1概述
3.2測(cè)量誤差
3.3測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性
3.4測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性
3.4.1線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述
3.4.2用傳遞函數(shù)或頻率響應(yīng)函數(shù)描述系統(tǒng)的傳遞特性
3.5測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量的條件
3.6測(cè)試系統(tǒng)的負(fù)載效應(yīng)
3.6.1負(fù)載效應(yīng)
3.6.2一階系統(tǒng)的互聯(lián)
3.6.3二階系統(tǒng)的互聯(lián)
習(xí)題
第4章　被測(cè)量的獲取
4.1被測(cè)量獲取的基本概念
4.2傳感器的分類
4.3電阻式傳感器
4.3.1工作原理
4.3.2滑動(dòng)觸點(diǎn)式變阻器
4.3.3應(yīng)變式傳感器
4.4電阻式溫度計(jì)
4.5熱敏電阻
4.6電感式傳感器
4.6.1自感式
4.6.2互感式
4.6.3磁彈性測(cè)力傳感器
4.6.4壓磁式互感傳感器
4.7電容式傳感器
4.7.1間隙變化型
4.7.2面積變化型
4.7.3介質(zhì)變化型
4.8壓電傳感器
4.8.1壓電效應(yīng)
4.8.2壓電傳感器工作原理及測(cè)量電路
4.8.3壓電傳感器的應(yīng)用
4.9磁電式傳感器
4.9.1動(dòng)圈式和動(dòng)鐵式傳感器
4.9.2磁阻式傳感器
4.9.3渦流—磁電式相對(duì)加速度傳感器
4.10.1紅外輻射
4.10.2紅外探測(cè)器
4.10.3紅外檢測(cè)應(yīng)用
4.11固態(tài)圖像傳感器
4.12霍爾傳感器
4.12.1作用原理
4.12.2霍爾效應(yīng)的應(yīng)用
習(xí)題
第5章　測(cè)試信號(hào)的轉(zhuǎn)換與調(diào)理
5.1電橋
5.1.1直流電橋
5.1.2交流電橋
5.1.3變壓器式電橋
5.1.4電橋使用中應(yīng)注意的問題
5.2調(diào)制與解調(diào)
5.2.1幅值調(diào)制與解調(diào)
5.2.2頻率調(diào)制與解調(diào)
5.3濾波
5.3.1概述
5.3.2濾波器的——般特性
5.3.3濾波器類型
5.3.4濾波器的綜合運(yùn)用
5.3.5其他種類的濾波
5.4模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換器
5.4.1量化
5.4.2a／d轉(zhuǎn)換器
5.4.3抗混濾波器
5.4.4數(shù)字／模擬(d／a)轉(zhuǎn)換器
習(xí)題
第6章　信號(hào)的輸出
6.1概述
6.2信號(hào)輸出的形式及分類
6.3顯示和指示類信號(hào)輸出
6.3.1模擬指示
6.3.2數(shù)碼顯示
6.3.3圖視顯示
6.4記錄類信號(hào)輸出
6.4.1硬拷貝記錄
6.4.2模擬記錄
6.4.3數(shù)字記錄
習(xí)題
第7章　虛擬測(cè)試系統(tǒng)
7.1概述
7.2虛擬儀器的構(gòu)成
7.2.1虛擬儀器的硬件模塊
7.2.2虛擬儀器的軟件模塊
7.3虛擬測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用
習(xí)題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   知識(shí)的獲取往往從測(cè)量開始。人類在其自身的社會(huì)發(fā)展中創(chuàng)造并發(fā)展了測(cè)量學(xué)，人類早期的測(cè)量活動(dòng)涉及對(duì)長度（距離）、時(shí)間、面積和重量等量的測(cè)量。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展，測(cè)量活動(dòng)的范圍不斷擴(kuò)大，測(cè)量的工具和手段不斷精細(xì)和復(fù)雜化，從而也不斷地豐富和完善了測(cè)量的理論。早在公元前3000年，古埃及人出于對(duì)工程和生產(chǎn)的需要便已建立了長度的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)——埃爾，他們將當(dāng)時(shí)統(tǒng)治埃及的法老的自肘關(guān)節(jié)起到其中指指尖的長度加上他手中一根棕櫚枝長的總長度定義為“1埃爾”，并將該長度標(biāo)準(zhǔn)用黑色花崗巖來實(shí)現(xiàn)而作為原始標(biāo)準(zhǔn)。埃及人在建造眾多的祠廟和金字塔的浩大工程中正是使用了這一長度標(biāo)準(zhǔn)。秦始皇在統(tǒng)一六國后便立即建立了統(tǒng)一的度量衡制度，并對(duì)破壞這一制度的人課以嚴(yán)厲的刑罰。這些都說明了測(cè)量對(duì)促進(jìn)當(dāng)時(shí)生產(chǎn)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要性。今天，測(cè)量已滲透到人類活動(dòng)的每個(gè)領(lǐng)域。從我們?nèi)粘Ｉ畹娜恚ㄋ㈦?、煤氣表）、每日的天氣預(yù)報(bào)、醫(yī)院中的病人監(jiān)護(hù)設(shè)施、汽車中的各種指示儀表，直至宇宙飛船的姿態(tài)控制裝置、飛機(jī)的導(dǎo)航儀表，測(cè)量無處不在?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展給測(cè)量學(xué)這一古老的學(xué)科注入了新的活力，現(xiàn)代電子技術(shù)、尤其是信息技術(shù)的發(fā)展更推動(dòng)了測(cè)量學(xué)科的迅猛發(fā)展。因此測(cè)量學(xué)是一門多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科。毫不夸張地說，任何一門學(xué)科都可以在測(cè)量學(xué)科中找到它的蹤跡。反過來說，測(cè)量學(xué)科的發(fā)展也進(jìn)一步促進(jìn)了其他學(xué)科的發(fā)展。 英國物理學(xué)家開爾文勛爵（William Thomson，溫度單位K即以他的名字來命名）說過：“凡存在之物，必以一定的量存在?！彼终f：“我經(jīng)常說，當(dāng)你能測(cè)量你所談及的事物并將它用數(shù)字表達(dá)時(shí)，你對(duì)它便是有所了解的；而當(dāng)你不能測(cè)量它，不能將它用數(shù)字表達(dá)時(shí)，你的知識(shí)是貧瘠的且不能令人滿意的。”開爾文勛爵的這兩段話指出了測(cè)量的廣博性，也指出了測(cè)量的內(nèi)涵及科學(xué)性。的確，凡是要定量地描述事物的特征和性質(zhì)的地方，都離不開測(cè)量。 我們處在一個(gè)廣大的物質(zhì)世界中，面對(duì)眾多的測(cè)量對(duì)象和測(cè)量任務(wù)，被測(cè)的量千差萬別、種類各異。但根據(jù)被測(cè)的物理量隨時(shí)間變化的特性，可將它們總體地分成靜態(tài)量和動(dòng)態(tài)量。靜態(tài)量是指那些靜止的或緩慢變化的物理量，對(duì)這類物理量的測(cè)量稱為靜態(tài)測(cè)量；動(dòng)態(tài)量是指隨時(shí)間快速變化的物理量，對(duì)它們的測(cè)量稱為動(dòng)態(tài)測(cè)量。測(cè)試技術(shù)是關(guān)于測(cè)量和試驗(yàn)的技術(shù)：為了保證加工零件的質(zhì)量，要對(duì)機(jī)床主軸的振動(dòng)特性進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析；飛機(jī)在飛行時(shí)依靠眾多的儀表來測(cè)量和指示航向、速度、加速度、里程等一系列數(shù)據(jù)，從而確保飛機(jī)始終位于正確的航程中；軋鋼過程中對(duì)軋制的帶鋼厚度及寬度尺寸的連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)；旋轉(zhuǎn)機(jī)械因軸承摩擦發(fā)熱而造成的部件熱變形的檢測(cè)……。本書主要研究動(dòng)態(tài)量的測(cè)量，亦即動(dòng)態(tài)測(cè)量的理論、方法及應(yīng)用。

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