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第一章 绪论 1

第一节 测试技术的重要性 1

第二节 测试过程和测试系统的一般组成 1

第三节 测试技术的发展 2

第四节 本课程的学习要求 4

第二章 传感器原理与测量电路 5

第一节 传感器概述 5

一、传感器的分类 5

二、传感器的性能要求 7

三、传感器的选用原则 7

四、传感器的发展趋势 9

第二节 机械式传感器 9

第三节 电阻式传感器 10

一、变阻器式传感器 10

二、电阻应变式传感器 11

第四节 电感式传感器 15

一、自感型传感器 15

二、互感型（差动变压器式）传感器 17

三、压磁式传感器 19

第五节 电容式传感器 20

一、变换原理及类型 20

二、特点与应用 22

第六节 压电式传感器 24

一、压电效应 24

二、压电材料 25

三、压电式传感器及其等效电路 26

四、测量电路 27

第七节 磁电式传感器 28

一、动圈式 28

二、磁阻式 28

三、霍尔式传感器 29

第八节 光电式传感器 30

一、光电效应及光电器件 30

二、光电式传感器的形式 32

第九节 新型传感器 33

一、热敏电阻 33

二、气敏传感器 34

三、湿敏传感器 34

四、水分传感器 35

五、集成传感器 35

六、光纤传感器 36

本章典型例题详解 36

习题 40

第三章 信号及其描述 46

第一节 概述 46

一、信号的分类 46

二、信号的描述 47

第二节 周期信号 48

一、周期信号的时域描述和频域描述 48

二、周期信号的强度表述 52

第三节 非周期信号 53

一、非周期信号的特征 53

二、非周期信号的描述——傅里叶积分 54

三、傅里叶变换的主要性质 56

四、几种典型信号的频谱 57

第四节 随机信号 61

一、随机过程的一般关系 61

二、随机信号的分类 62

三、随机过程的主要统计参数 62

本章典型例题详解 66

习题 73

第四章 测试系统的特性 80

第一节 测试系统及其主要性质 80

一、线性系统 80

二、线性系统的性质 80

三、测试装置的特性 81

第二节 测试系统的静态特性 82

一、非线性度 82

二、灵敏度 83

三、分辨力 83

四、回程误差 83

五、漂移 83

六、信噪比 83

第三节 测试系统的动态特性 84

一、拉普拉斯变换（拉氏变换） 84

二、传递函数 84

三、频率响应函数 85

四、脉冲响应函数 86

五、环节的串联和并联 87

第四节 常见测试系统的动态特性 88

一、一阶系统 88

二、二阶系统 90

第五节 测试系统静态特性和动态特性的测定 93

一、测试系统静态特性的测定 94

二、测试系统动态特性的测定 95

第六节 实现不失真测试的条件 96

第七节 测量误差的基本概念 98

一、真值 98

二、误差 99

三、误差的分类 99

四、测量不确定度 100

本章典型例题详解 101

习题 106

第五章 信号调理、处理和记录 113

第一节 电桥 113

一、直流电桥 113

二、交流电桥 115

三、带感应耦合臂的电桥 117

第二节 调制与解调 117

一、调幅及其解调 118

二、调频及其解调 121

第三节 滤波器 123

一、滤波器的分类 124

二、理想滤波器 124

三、实际RC调谐式滤波器 127

四、恒带宽比滤波器和恒带宽滤波器 130

五、开关电容滤波器 133

第四节 信号的指示和记录装置 135

一、动圈式磁电指示机构 135

二、光线示波器 136

三、伺服式记录仪 136

四、采用阴极射线管的信号显示和记录装置 137

五、数字式波形存储记录仪 137

六、磁记录器 138

本章典型例题详解 143

习题 150

第六章 信号处理初步 161

第一节 数字信号处理的基本步骤 161

第二节 信号数字化出现的问题 162

一、概述 162

二、时域采样、混叠和采样定理 164

三、量化和量化误差 166

四、截断、泄漏和窗函数 167

五、频域采样、时域周期延拓和栅栏效应 167

六、频率分辨力、整周期截断 167

七、常用的窗函数 168

第三节 相关分析及其应用 170

一、两随机变量的相关系数 170

二、信号的自相关函数 171

三、信号的互相关函数 173

四、相关函数估计 176

第四节 功率谱分析及其应用 177

一、自功率谱密度函数 177

二、互谱密度函数 180

本章典型例题详解 183

习题 186

第七章 计算机辅助测试系统 193

第一节 数据采集装置 193

一、基本组成 193

二、多通道数据采集系统 196

第二节 计算机辅助测试技术中的总线 197

一、GPIB（IEEE-488）总线 197

二、VXI总线 198

三、PXI总线 200

第三节 数字信号分析仪 200

一、数字信号分析仪的组成 200

二、数字信号分析的步骤 201

三、数字信号分析仪的类型 202

第四节 虚拟仪器 202

一、虚拟仪器的概念 202

二、VI的构成 203

三、基于网络的VI 204

四、VI的应用与特点 205

五、LabVIEW简介 206

六、LabVIEW虚拟测试系统的应用举例 211

本章典型例题详解 213

习题 213

第八章 测试系统及其工程应用 216

第一节 应变、力和转矩的测量 216

一、应变、应力的测量 216

二、切削力的测量 218

三、转矩的测量 220

第二节 振动测试 222

一、振动基本知识 222

二、振动的激励 223

三、激振器 224

四、常用测振传感器 225

五、振动的测量 228

六、测振装置的校准 229

第三节 温度的测量 230

一、温度标准与测量方法 230

二、热电偶温度计 231

三、热电阻温度计 235

四、热辐射测温仪 238

第四节 湿度的测量 241

一、湿度 241

二、干湿球湿度计 242

三、电阻式湿度计 243

四、电容式湿度计 243

五、单片智能化湿度／温度传感器 244

第五节 位移的测量 245

一、常用位移传感器 245

二、厚度的测量 245

三、物位的测量 247

第六节 流体参量的测量 251

一、压力的测量 251

二、流量的测量 254

本章典型例题详解 259

习题 264

第九章 信号分析与处理编程实验 270

第一节 Matlab使用简介 270

一、Matlab的安装 270

二、Matlab的基本用法 270

三、Matlab编程简介 272

第二节 信号分析初步 275

一、信号序列的产生 275

二、序列的运算 276

三、周期信号的叠加与分解 277

第三节 测试系统动态特性仿真 278

第四节 信号时域分析 280

一、时域统计指标分析 280

二、相关函数及应用 281

第五节 信号的频谱分析 282

第六节 信号的调理 284

一、信号的提取 284

二、滤波器设计 284

参考文献 286

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