機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)（第3版）

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(cè)試方法的分類(lèi)與系統(tǒng)組成 4
　　1. 2. 1　測(cè)試方法的分類(lèi) 4
　　1. 2. 2　測(cè)試系統(tǒng)的組成 5
　1. 3　測(cè)試技術(shù)的發(fā)展 6
　　1. 3. 1　傳感器技術(shù)的發(fā)展 6
　　1. 3. 2　計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展 8
　1. 4　本課程的研究?jī)?nèi)容 11
　思考題與習(xí)題 11
2　機(jī)械測(cè)試信號(hào)分析 12
　2. 1　信號(hào)的表示與分類(lèi) 12
　　2. 1. 1　信號(hào)的表示 12
　　2. 1. 2　信號(hào)的分類(lèi) 13
　2. 2　信號(hào)的時(shí)域分析 14
　　2. 2. 1　時(shí)域信號(hào)特征參數(shù) 14
　　2. 2. 2　時(shí)域相關(guān)分析 15
　2. 3　信號(hào)的頻譜分析 17
　　2. 3. 1　周期信號(hào)的頻譜分析 18
　　2. 3. 2　非周期信號(hào)的頻譜分析 22
　　2. 3. 3　隨機(jī)信號(hào)的頻譜分析 27
　2. 4　信號(hào)的時(shí)頻分析 30
　2. 5　機(jī)械信號(hào)的測(cè)量誤差與信號(hào)預(yù)處理 33
　　2. 5. 1　測(cè)量誤差及其分類(lèi) 33
　　2. 5. 2　信號(hào)的預(yù)處理 35
　思考題與習(xí)題 36
3　測(cè)量系統(tǒng)的基本特性 38
　3. 1　測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性 38
　3. 2　一般測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 41
　　3. 2. 1　線(xiàn)性定常系統(tǒng)及其基本特性 41
　　3. 2. 2　測(cè)量系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù) 43
　3. 3　典型測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 44
　　3. 3. 1　理想測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 44
　　3. 3. 2　一階測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 46
　　3. 3. 3　二階測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 47
　3. 4　動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差及補(bǔ)償 49
　　3. 4. 1　測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差 49
　　3. 4. 2　動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差的補(bǔ)償方法 52
　思考題與習(xí)題 54
4　參數(shù)式傳感器及其應(yīng)用 55
　4. 1　電阻式傳感器 55
　　4. 1. 1　電阻應(yīng)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(diào)
理技術(shù) 62
　　4. 1. 4　電阻式傳感器的應(yīng)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(hào)的調(diào)理技術(shù) 71
　　4. 2. 3　電感式傳感器的應(yīng)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(yīng)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(hào)調(diào)理 86
　　4. 4. 3　電渦流傳感器的應(yīng)用 87
　思考題與習(xí)題 90
5　發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 91
　5. 1　壓電式傳感器 91
　　5. 1. 1　壓電效應(yīng)與壓電材料 91
Ⅹ　
　　5. 1. 2　壓電元件及其等效電路 92
　　5. 1. 3　壓電傳感器的調(diào)理電路 93
　　5. 1. 4　壓電式傳感器的應(yīng)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(cè)
量電路 98
　　5. 2. 2　磁電式傳感器的應(yīng)用 99
　5. 3　霍爾傳感器 101
　　5. 3. 1　霍爾效應(yīng)和霍爾傳感器 101
　　5. 3. 2　霍爾元件的測(cè)量電路和誤差
補(bǔ)償 102
　　5. 3. 3　霍爾傳感器的應(yīng)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(bǔ)償 108
　　5. 4. 4　熱電勢(shì)的測(cè)量 109
　　5. 4. 5　熱電偶的分類(lèi)及應(yīng)用 110
　5. 5　紅外探測(cè)器 111
　　5. 5. 1　紅外探測(cè)器基本工作原理 112
　　5. 5. 2　紅外線(xiàn)探測(cè)器的應(yīng)用 113
　思考題與習(xí)題 115
6　光電檢測(cè)技術(shù) 117
　6. 1　光電檢測(cè)器的工作原理與性能
比較 117
　　6. 1. 1　常用光電檢測(cè)器的工作原理 118
　　6. 1. 2　光電檢測(cè)器性能比較 121
　6. 2　典型光電檢測(cè)方法及系統(tǒng)應(yīng)用 122
　　6. 2. 1　光源及其特性 123
　　6. 2. 2　非相干光電檢測(cè)方法及應(yīng)用 124
　　6. 2. 3　相干光電檢測(cè)方法及應(yīng)用 129
　6. 3　固態(tài)圖像傳感器及其應(yīng)用 131
　　6. 3. 1　固態(tài)圖像傳感器測(cè)量原理 131
　　6. 3. 2　固態(tài)圖像傳感器的應(yīng)用 133
　6. 4　光纖傳感器測(cè)量技術(shù) 135
　　6. 4. 1　光纖傳感器基本原理 135
　　6. 4. 2　光纖傳感器的應(yīng)用 137
　思考題與習(xí)題 138
7　無(wú)損檢測(cè)技術(shù) 139
　7. 1　超聲波檢測(cè)技術(shù) 139
　　7. 1. 1　超聲波檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介 139
　　7. 1. 2　超聲波無(wú)損檢測(cè)原理 140
　　7. 1. 3　超聲波無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用 142
　7. 2　工業(yè)CT 檢測(cè)技術(shù) 143
　　7. 2. 1　工業(yè)CT 成像技術(shù)簡(jiǎn)介 143
　　7. 2. 2　工業(yè)CT 工作原理 144
　　7. 2. 3　工業(yè)CT 檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用 145
　7. 3　磁粉檢測(cè)技術(shù) 146
　　7. 3. 1　磁粉檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介 146
　　7. 3. 2　磁粉檢測(cè)技術(shù)原理 147
　　7. 3. 3　磁粉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用 148
　7. 4　滲透檢測(cè)技術(shù) 149
　　7. 4. 1　滲透檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介 149
　　7. 4. 2　滲透檢測(cè)技術(shù)原理 150
　　7. 4. 3　滲透檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用 150
　7. 5　其他技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用 151
　　7. 5. 1　電渦流傳感器在無(wú)損檢測(cè)中
的應(yīng)用 151
　　7. 5. 2　霍爾傳感器在無(wú)損檢測(cè)中的
應(yīng)用 152
　　7. 5. 3　紅外技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)中的
應(yīng)用 153
　思考題與習(xí)題 154
8　計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù) 155
　8. 1　數(shù)據(jù)采集技術(shù) 156
　　8. 1. 1　模擬信號(hào)的數(shù)字化處理 156
　　8. 1. 2　數(shù)據(jù)的采集與保持 158
　　8. 1. 3　A-D 轉(zhuǎn)換器類(lèi)型及性能指標(biāo) 160
　　8. 1. 4　A-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(jié)構(gòu) 164
　　8. 2. 2　智能儀器的軟件功能 166
　　8. 2. 3　智能儀器的自動(dòng)測(cè)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　虛擬儀器的體系結(jié)構(gòu) 171
　　8. 3. 3　虛擬儀器軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境 173
　　8. 3. 4　虛擬儀器設(shè)計(jì)舉例 175
　8. 4　計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 176
　思考題與習(xí)題 179
Ⅺ　
9　測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 180
　9. 1　測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 180
　　9. 1. 1　測(cè)試系統(tǒng)基本架構(gòu) 180
　　9. 1. 2　測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則及
步驟 183
　9. 2　測(cè)試系統(tǒng)的精度設(shè)計(jì) 186
　　9. 2. 1　測(cè)試系統(tǒng)的誤差傳遞 186
　　9. 2. 2　測(cè)試系統(tǒng)的誤差分配與校核 188
　9. 3　信號(hào)的放大與濾波環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) 189
　　9. 3. 1　信號(hào)放大環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) 190
　　9. 3. 2　信號(hào)濾波環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) 191
　9. 4　測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì) 195
　　9. 4. 1　干擾因素及傳播途徑 195
　　9. 4. 2　常用抗干擾技術(shù) 196
　思考題與習(xí)題 199
10　典型測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 201
　10. 1　應(yīng)變測(cè)量案例 201
　　10. 1. 1　應(yīng)變測(cè)量方法簡(jiǎn)介 201
　　10. 1. 2　塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 206
　10. 2　溫度測(cè)量案例 209
　　10. 2. 1　溫度測(cè)量方法簡(jiǎn)介 209
　　10. 2. 2　高速機(jī)車(chē)軸溫測(cè)試系統(tǒng) 210
　10. 3　位移測(cè)量案例 215
　　10. 3. 1　位移測(cè)量方法簡(jiǎn)介 215
　　10. 3. 2　潤(rùn)滑油膜厚度光纖測(cè)試系統(tǒng) 216
　10. 4　噪聲測(cè)量案例 221
　　10. 4. 1　噪聲測(cè)量方法簡(jiǎn)介 221
　　10. 4. 2　汽車(chē)懸架減振器異響聲分析 226
　10. 5　結(jié)構(gòu)模態(tài)分析案例 230
　　10. 5. 1　模態(tài)分析方法簡(jiǎn)介 230
　　10. 5. 2　機(jī)床模態(tài)分析實(shí)例 234
　10. 6　旋轉(zhuǎn)機(jī)械的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)診斷 237
　　10. 6. 1　設(shè)計(jì)任務(wù) 237
　　10. 6. 2　網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)方案 237
　　10. 6. 3　傳感器組 238
　　10. 6. 4　CPCI 采集監(jiān)測(cè)單元 240
　　10. 6. 5　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù) 242
　　10. 6. 6　網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)診斷軟件平臺(tái) 242
參考文獻(xiàn) 245