機械工程測試技術(第2版)（簡體書）

本書是“十二五”普通高等教育本科規劃教材，是為適應機械工程及自動化學科高等教育改革之需而編寫的。
本書包括上、下兩篇。上篇為測試基礎，內容包括緒論、信號的分類與描述、常用傳感器的變換原理、信號的調理、計算機數據采集與分析系統、測試系統的特性、測量誤差的分析與數據處理、信號的分析與處理；下篇為實用測試技術，內容包括力及扭矩的測量、振動的測量、位移與厚度的測量、噪聲的測量、溫度的測量。
本書適合高等院校機械工程及自動化專業的教學，也可供工程技術人員參考。

目錄
前言
上篇測 試 基 礎
第1章緒論2
1.1測試技術的任務2
1.2測試技術的主要內容3
1.3測試系統的組成3
1.4測試技術的發展4
1.5測試技術課程學習要求5
第2章信號的分類與描述6
2.1信號的分類及描述方法6
2.1.1信號的分類6
2.1.2信號的描述方法9
2.2週期信號的頻譜――傅裡葉級數9
2.2.1三角函數展開式9
2.2.2傅裡葉級數的複指數展開式12
2.3非週期信號的頻譜14
2.3.1概述14
2.3.2瞬變信號的頻譜――傅裡葉
變換14
2.3.3傅裡葉變換的主要性質16
2.4幾種典型信號的頻譜20
2.4.1單位脈衝函數信號及其頻譜20
2.4.2單邊指數函數信號的頻譜22
2.4.3正、余弦函數信號的頻譜23
2.4.4週期矩形脈衝函數信號的頻譜24
2.4.5符號函數信號的頻譜26
2.4.6階躍函數信號的頻譜27
習題28
第3章常用傳感器的變換原理30
3.1傳感器概述30
3.1.1傳感器的定義與組成30
3.1.2傳感器的分類31
3.1.3傳感器的主要技術指標及其
選擇32
3.1.4傳感器技術的主要應用及發展
趨勢34
3.2電阻式傳感器35
3.2.1電阻應變傳感器36
3.2.2變阻式傳感器40
3.3電感傳感器42
3.3.1自感式傳感器43
3.3.2互感式傳感器45
3.4電容傳感器48
3.5壓電傳感器53
3.6磁電式傳感器56
3.6.1磁電感應傳感器56
3.6.2霍爾傳感器58
3.7光電傳感器60
3.7.1光電效應及光電器件60
3.7.2光電傳感器的類型與應用62
3.8光纖傳感器64
3.9新型傳感器65
3.9.1微機械傳感器65
3.9.2智能傳感器67
3.9.3無線傳感器網絡68
習題71
第4章信號的調理72
4.1電橋72
4.1.1直流電橋73
4.1.2交流電橋76
4.2調製與解調78
4.2.1幅值調製與解調78
4.2.2頻率調製與解調83
4.3信號的放大與衰減85
4.3.1信號放大器的主要特性85
4.3.2基本放大器87
4.3.3信號衰減88
4.4濾波器89
4.4.1濾波器分類89
4.4.2理想濾波器與實際濾波器90
4.4.3實際濾波電路93
習題96
第5章計算機數據采集與分析系統98
5.1數據采集與分析系統的構成98
5.2信號數字化處理中的主要問題99
5.2.1採樣99
5.2.2量化102
5.2.3洩漏和窗函數102
5.2.4頻域採樣和柵欄效應106
5.3離散傅裡葉變換107
5.4虛擬儀器108
5.4.1虛擬儀器的組成108
5.4.2虛擬儀器的分類與應用109
5.5基於計算機的數據采集系統設計111
5.5.1基本原則111
5.5.2系統設計的一般步驟111
習題112
目錄機械工程測試技術第2版第6章測試系統的特性113
6.1測試系統及其主要性質113
6.1.1測試系統概述113
6.1.2線性系統及其主要性質114
6.2測試系統的靜態特性115
6.2.1線性度116
6.2.2靈敏度116
6.2.3分辨率（分辨力）116
6.2.4滯後117
6.2.5重複性誤差117
6.2.6其他特性117
6.2.7測試系統靜態特性參數的
測定118
6.3測試系統的動態特性119
6.3.1傳遞函數119
6.3.2脈衝響應函數121
6.3.3頻率響應函數123
6.3.4一階系統和二階系統的動態
特性124
6.3.5測試系統在典型輸入下的響應127
6.3.6測試系統動態特性參數的測定129
6.4實現不失真測試的條件133
6.5測試系統的抗干擾性及負載效應135
6.5.1測試系統的抗干擾性135
6.5.2負載效應141
習題147
第7章測量誤差分析與數據處理148
7.1誤差的基本概念148
7.1.1測量誤差的分類與精度148
7.1.2有效數字及其運算規則150
7.1.3誤差的表示方法151
7.2隨機誤差152
7.2.1隨機誤差分佈規律152
7.2.2隨機誤差統計分析153
7.2.3可疑數據的取捨159
7.3系統誤差161
7.3.1系統誤差對測量結果的影響162
7.3.2系統誤差的識別與修正163
7.3.3消除系統誤差的措施167
7.4間接測量中的誤差計算167
7.4.1間接測量參量的估計值168
7.4.2間接測量誤差計算168
7.5測試數據處理169
7.5.1最小二乘線性擬合169
7.5.2曲線回歸轉化為直線回歸170
習題170
第8章信號的分析與處理171
8.1信號的時域分析171
8.1.1信號的時域統計參數171
8.1.2信號的概率密度函數174
8.2信號的相關分析177
8.2.1相關係數177
8.2.2自相關函數分析178
8.2.3互相關函數分析181
8.2.4相關函數的應用183
8.3信號的頻域分析186
8.3.1功率譜密度函數187
8.3.2功率譜的應用189
8.3.3相干函數192
8.3.4倒頻譜分析及其應用194
8.4現代信號分析方法與處理技術197
8.4.1從傅裡葉變換到時頻分析197
8.4.2信號分辨率198
8.4.3瞬時頻率200
8.4.4非平穩隨機信號201
8.4.5可化為平穩隨機信號處理的
非平穩隨機信號202
8.4.6其他時頻分析方法203
習題205下篇實用測試技術
第9章力及扭矩的測量208
9.1電阻應變計的應用209
9.1.1電阻應變計的工作特性及選擇209
9.1.2電阻應變計的安裝212
9.2應力測量215
9.2.1應變儀的使用216
9.2.2單向應力測量217
9.2.3平面應力狀態下主應力的測量222
9.2.4常用測力裝置225
9.3扭矩測量231
9.3.1應變式扭矩測量的機理231
9.3.2扭矩測量信號的傳輸232
9.3.3扭矩的標定233
9.3.4電參數法測量扭矩234
9.4應力測量實例235
9.4.1軋製力測量235
9.4.2壓電式切削力測量系統235
習題236
第10章振動的測量239
10.1概述239
10.1.1振動測量的內容與目的240
10.1.2振動測量系統的基本組成和各
部分的功能240
10.2測振傳感器241
10.2.1測振傳感器的分類及原理241
10.2.2常用測振傳感器244
10.2.3接觸式測振傳感器的校準250
10.3常用的測振放大器252
10.3.1電壓放大器252
10.3.2電荷放大器254
10.4振動的激勵與激振器256
10.4.1振動的激勵256
10.4.2激振器257
10.5振型的測量方法及振動測量實例260
10.5.1振型的測量方法260
10.5.2振動測量實例261
習題264
第11章位移與厚度的測量265
11.1常用位移傳感器265
11.2光柵式傳感器266
11.2.1光柵式傳感器的基本原理和
分類267
11.2.2光柵的光學系統270
11.2.3計量光柵的種類272
11.3光電盤傳感器和編碼盤傳感器273
11.3.1光電盤傳感器273
11.3.2編碼盤傳感器274
11.4感應同步器280
11.4.1感應同步器的結構280
11.4.2感應同步器的基本工作原理281
11.4.3輸出信號的處理方式282
11.4.4感應同步器的參數分析285
11.5激光干涉儀287
11.5.1基本工作原理287
11.5.2雙頻激光干涉儀288
11.6位移測量實例――回轉軸徑向運動
誤差的測量291
11.7厚度測量293
11.7.1非接觸式測厚儀293
11.7.2接觸式測厚儀295
習題296
第12章噪聲的測量297
12.1聲音的特徵297
12.2基本聲學參數298
12.2.1聲壓與聲壓級298
12.2.2聲功率與聲功率級299
12.2.3聲強與聲強級299
12.2.4級的合成300
12.3噪聲的頻譜分析301
12.4噪聲的主觀量與評價302
12.4.1純音的等響曲線、響度及
響度級302
12.4.2寬帶噪聲的響度303
12.4.3聲級計的頻率計權網絡304
12.4.4等效連續聲級與噪聲評價
標準305
12.5噪聲測量儀器306
12.5.1傳聲器306
12.5.2聲級計307
12.5.3聲級計的校準308
12.6噪聲測量技術309
12.6.1聲功率的測量和計算309
12.6.2噪聲測量應注意的問題310
12.6.3噪聲測量環境的影響及環境噪聲
的修正311
12.7機床噪聲測量實例312
12.7.1機床噪聲源及噪聲標準312
12.7.2機床噪聲聲壓級測量313
習題314
第13章溫度的測量315
13.1溫度標準與測量方法315
13.1.1溫度和溫標315
13.1.2溫度測量方法316
13.2接觸式測溫傳感器317
13.2.1熱電偶317
13.2.2熱電阻溫度計321
13.2.3熱敏電阻和集成溫度傳感器323
13.2.4機械溫度傳感器326
13.3非接觸式測溫326
13.3.1熱輻射原理326
13.3.2紅外測溫327
13.3.3全輻射溫度計330
13.3.4光學高溫計330
13.3.5比色高溫計332
13.4溫度測量實例332
13.4.1機床溫升測量332
13.4.2切削溫度測量333
習題334
參考文獻335