机械工程测试技术基础

1 现代测试技术概述

1.1 测试技术的地位及作用

1.2 测试系统的组成

1.3 现代测试技术的发展动向

1.3.1 传感器的发展趋势

1.3.2 测试技术的发展趋势

复习与思考

2 信号及其描述

2.1 信号的描述和分类

2.2 周期信号

2.3 非周期信号

2.4 随机信号

复习与思考

3 测试装置基本特性

3.1 概述

3.2 测量系统的静态特性

3.3 测量系统的动态特性

3.4 实现不失真测量的条件

3.5 测量系统动态特性参数的测定

复习与思考

4 传感器

4.1 概述

4.2 电阻式传感器

4.2.1 电位器式电阻传感器

4.2.2 应变式电阻传感器

4.2.3 电阻式传感器应用举例

4.2.4 粘合剂和应变片的粘贴技术

4.3 电感式传感器

4.3.1 自感传感器

4.3.2 差动变压器式电感传感器(互感式电感传感器)

4.3.3 电感式传感器的特点及应用

4.4 涡流式传感器

4.4.1 涡电流效应

4.4.2 涡流式传感器的类型

4.4.3 几种典型的涡流传感器

4.4.4 测量电路

4.4.5 涡流式传感器的应用

4.5 电容式传感器

4.5.1 基本工作原理

4.5.2 结构形式

4.5.3 输出特性

4.5.4 电容式传感器的应用

4.6 热敏电阻

4.7 压电式传感器

4.7.1 压电效应

4.7.2 压电材料

4.7.3 压电式传感器及其等效电路

4.7.4 压电式传感器的信号调节电路

4.7.5 压电式传感器的应用

4.8 热电偶

4.9 光电传感器

4.9.1 光电传感器原理

4.9.2 外光电效应器件

4.9.3 内光电效应器件

4.9.4 CCD／CMOS图像传感器

4.9.5 常见光电传感器的应用举例

4.1 0数字式传感器

4.1 0.1 编码器

4.1 0.2 感应同步器

4.1 0.3 计量光栅

4.1 0.4 频率式数字传感器

4.1 0.5 智能传感器简介

复习与思考

5 模拟信号的获取与处理

5.1 概述

5.2 电桥

5.3 信号的调制与解调

5.4 信号的放大与滤波

5.4.1 信号放大

5.4.2 信号滤波

5.5 模拟信号的显示与记录

5.6 数据传输技术

复习与思考

6 数字信号的获取与处理

6.1 数字信号获取与处理系统简介

6.2 模拟信号的数字化

6.3 数字信号的预处理

6.4 数字信号处理

6.4.1 信号的时域截断与泄漏

6.4.2 离散傅里叶变换及FFT

6.4.3 细化FFT

复习与思考

7 信号分析

7.1 常用稳态信号分析方法

7.1.1 时域分析方法

7.1.2 频谱分析方法

7.1.3 倒谱分析方法

7.1.4 相关分析方法

7.1.5 功率谱密度分析

7.1.6 时序分析方法

7.2 常用的非稳态信号分析方法

7.2.1 非稳态信号的时频特性

7.2.2 时频分析基本原理及方法

复习与思考

8 测量误差分析

8.1 测量误差

8.1.1 真值与测量误差

8.1.2 测量误差分类

8.2 系统误差的发现与剔除

8.2.1 系统误差的发现准则

8.2.2 系统误差的消除

8.3 随机误差分析

8.4 粗大误差的判定与剔除

8.5 测量结果误差的估计

8.5.1 表征测量结果质量的指标

8.5.2 直接测量结果的表达及误差估计

8.5.3 间接测量结果的误差估计

8.6 误差分配与测量方案的选择

复习与思考

9 虚拟仪器及LabVIREW技术

9.1 虚拟仪器概述

9.2 虚拟仪器的分类

9.3 虚拟仪器软件LabVIEW

9.4 用LabVIEW进行测试仪器编程实例

9.5 程序调试技术

9.6 LabVIEW测量与控制模块

10 嵌入式系统与开发

10.1 主控计算单元MCU的发展

10.2 单片机基础知识

10.3 ARM基础知识

10.4 MIPS基础知识

10.5 嵌入式操作系统与嵌入式编程

参考文献

本书是一本介绍检测技术和检测系统的专业书，全书共有10章，除第1章现代测试技术概述外，分5个部分。第1部分（第2、3章）主要介绍信号的特性、测试装置的输入输出特性等基础理论知识。第2部分（第4章）介绍9种常用及先进的检测技术： 电阻式、电感式、涡流式、电容式、压电式、热敏电阻式、热电偶式、光电式、数字式检测技术，除了介绍一般性检测原理外，还列举了一些应用实例。第3部分（第5、6章）介绍中间信号获取、调理技术，分模拟信号和数字信号两大类，除了介绍常规的电桥、滤波、放大等信号获取、处理环节外，还综合分析了信号数字化过程中的各种误差种类以及处理等各种提高检测性能的方法和技术。第4部分（第7、8章）介绍信号分析、误差处理技术。第5部分（第9、10章）对现代先进的计算机检测技术作了一个介绍，如虚拟仪器及LabVIEW技术、嵌入式系统与开发等相关内容。本书以应用型本科教育为主要目的，力求知识的全面性、应用性、实用性，是自动化、机械、仪器仪表、测控等专业的必修课教材，也可供其他专业（如力学、化工、生物医学和冶金等）选用。