●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測試方法的分類與繫統組成4
1.2.1測試方法的分類4
1.2.2測試繫統的組成5
1.3測試技術的發展6
1.3.1傳感器技術的發展6
1.3.2計算機測試技術的發展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測量繫統的基本特性38
3.1測量繫統的靜態特性38
3.2一般測量繫統的動態特性41
3.2.1線性定常繫統及其基本特性41
3.2.2測量繫統頻率響應函數43
3.3典型測量繫統的動態特性44
3.3.1理想測量繫統的動態特性44
3.3.2一階測量繫統的動態特性46
3.3.3二階測量繫統的動態特性47
3.4動態測量誤差及補償49
3.4.1測量繫統的動態測量誤差49
3.4.2動態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
5.1.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.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繫統應用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固態圖像傳感器及其應用131
6.3.1固態圖像傳感器測量原理131
6.3.2固態圖像傳感器的應用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CT檢測技術143
7.2.1工業CT成像技術簡介143
7.2.2工業CT工作原理144
7.2.3工業CT檢測繫統的應用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
8.1.3A-D轉換器類型及性能指標160
8.1.4A-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虛擬儀器的體繫結構171
8.3.3虛擬儀器軟件的開發環境173
8.3.4虛擬儀器設計舉例175
8.4計算機測試繫統設計舉例176
思考題與習題179
9測試繫統設計180
9.1測試繫統設計的基本原則180
9.1.1測試繫統基本架構180
9.1.2測試繫統設計的基本原則及步驟183
9.2測試繫統的精度設計186
9.2.1測試繫統的誤差傳遞186
9.2.2測試繫統的誤差分配與校核188
9.3信號的放大與濾波環節設計189
9.3.1信號放大環節設計190
9.3.2信號濾波環節設計191
9.4測試繫統的抗干擾設計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典型測試繫統設計實例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高速機車軸溫測試繫統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繫統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結構模態分析案例230
10.5.1模態分析方法簡介230
10.5.2機床模態分析實例234
10.6旋轉機械的網絡化監測診斷237
10.6.1設計任務237
10.6.2網絡化監測診斷繫統方案237
10.6.3傳感器組238
10.6.4CPCI采集240
10.6.5網絡數據庫242
10.6.6網絡化監測診斷軟件平臺242
參考文獻245

本書為“十三五” 國家重點出版物出版規劃項目——現代機械工程繫列精品教材, 普通高等教育“十一五” 規劃教材。 全書共十章。首先介紹機械測試信號分析和測量繫統的基本特性等測試技術基礎知識; 接著介紹機械工程中常見的參數式傳感器及其應用和發電式傳感器及其應用; 然後對近年來在機械工程測試中應用比較廣泛的光電檢測技術、無損檢測技術、計算機測試技術進行專門介紹; 後, 從繫統角度介紹了測試繫統的設計方法, 並介紹了機械工程中一些典型測試繫統的設計實例。 本書可作為機械工程學科各專業本科生的教材, 也可供相應專業工程技術人員參考。

工業4. 0 的崛起, 促成了 發展規劃的實施。一些代表工業4. 0 的核心關鍵技術, 如3D 打印、機器人、物聯網、雲計算、大數據、虛擬現實和人工智能等都得到迅猛發展。而支撐這些關鍵技術發展的最基本、最活躍的專業基礎理論知識都離不開測試技術, 這不但表現在測試技術本身的各個組成要素———傳感器、信號調理電路、信號處理以及顯示與記錄設備等都不斷地得到技術革新或更新換代, 朝著智能化、網絡化、微型化和高度集成化方向發展, 而且表現在它與互聯網、計算機技術和通信技術一起廣泛地應用到工農業生產、國防建設、醫療衛生和人民生活的各個領域, 促進了這些領域的變革與發展。 隨著測試技術近年來的快速發展, 作為該行業的高等教育工作者, 我們有責任為機械工程領域的本科生傳授機械工程領域中測試技術的近期新發展。 為此, 我們對原來編寫的《機械工程測試技術》教材進行再次修訂。 在本次修訂中, 等