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機械測試系統原理與應用 版權信息
- ISBN：9787030158246
- 條形碼：9787030158246 ; 978-7-03-015824-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
機械測試系統原理與應用 內容簡介
《機械測試系統原理與應用》全面系統地論述了測試系統及其基本特性，測試系統中的傳感器，測試系統中的數據采集，信號分析與數據處理，振動測試系統，噪聲測試系統，應變測試系統，力、轉速、轉矩及功率測量系統，壓力測量系統，流量測量系統。為了使讀者對測試系統有一個“一體化”的了解，測量傳感器分散在各測量系統中予以介紹。
機械測試系統原理與應用 目錄
目錄
前言
緒論 1
0.1 測試技術的任務和重要性 1
0.2 測試過程和測試系統的組成 3
0.3 課程的對象和要求 4
第1章 測試系統及其基本特性 7
1.1 測試系統的組成 7
1.2 測試系統的數學描述 10
1.3 線性系統的主要特性 12
1.4 測試系統的靜態特性 13
1.4.1 靜態傳遞方程與定度曲線 14
1.4.2 靈敏度 14
1.4.3 線性度 15
1.4.4 回程誤差 15
1.4.5 穩定性 16
1.5 測試系統的動態特性 16
1.5.1 測試系統動態傳遞特性的頻域描述 17
1.5.2 測試系統動態傳遞特性的時域描述 23
1.5.3 測試系統動態特性參數的識別 25
1.6 測試系統的級聯 30
1.7 測試系統不失真傳遞信號的條件 31
習題 33
參考文獻 34
第2章 測試系統中的信號分析 35
2.1 信號酸類 35
2.1.1 信號的概念及其描述方法 35
2.1.2 信號分類 36
2.1.3 信號分析中的常用函數 40
2.2 信號的時域統計分析 41
2.2.1 均值 42
2.2.2 均方值 42
2.2.3 方差 42
2.3 信號的幅值域分析 42
2.3.1 概率密度函數 42
2.3.2 概率分布函數 44
2.4 信號的頻域分析 44
2.4.1 周期信號的頻譜 45
2.4.2 非周期信號的頻譜 50
2.4.3 隨機信號的頻譜 58
2.5 信號的相關分析 61
2.5.1 相關函數 61
2.5.2 相關函數的性質 62
2.5.3 隨機信號的相關函數與其頻譜的關系 65
2.6 卷積 66
2.6.1 含有單位脈沖函數扠δ(t)的卷積 67
2.6.2 時域卷積定理 67
2.6.3 頻域卷積定理 69
2.6.4 卷積與相關之間的關系 70
習題 71
參考文獻 72
第3章 測試系統中的數據采集與處理 73
3.1 數據采集原理 73
3.1.1 采樣定理 74
3.1.2 量化 78
3.1.3 編碼 80
3.2 數據采集系統 82
3.2.1 數據采集系統的基本組成 82
3.2.2 數據采集系統的主要性能指標 84
3.2.3 數據采集系統的結構形式 85
3.3 信號調理原理 89
3.3.1 放大 89
3.3.2 濾波 91
3.3.3 隔離 93
3.4 數字信號處理 94
3.4.1 離散傅里葉變換 94
3.4.2 快速傅里葉變換(FFT) 98
3.4.3 基于DFT的數字信號處理 99
3.4.4 FFT分析儀簡介 100
3.5 數字信號處理中的若干問題 102
3.5.1 FFT的譜分析極限 102
3.5.2 頻率混疊現象及其抑制 103
3.5.3 信號的截斷與泄漏 105
3.5.4 常用窗函數及其特性 108
習題 110
參考文獻 111
第4章 振動測試系統 112
4.1 測振傳感器 112
4.1.1 壓電式加速度傳感器 112
4.1.2 電阻應變式與壓阻式加速度傳感器 117
4.1.3 磁電式速度傳感器 118
4.1.4 渦流式位移傳感器 119
4.2 振動測試系統 120
4.2.1 振動測試基本方法 120
4.2.2 測振系統的定度和校準 124
4.2.3 測試方案的制定和測試系統的選擇 126
4.3 振動測試的應用 126
4.3.1 瞬態激振測試 126
4.3.2 機械阻抗測試 129
4.3.3 振動模態測試 133
習題 136
參考文獻 138
第5章 噪聲測試系統 139
5.1 聲學基本概念 139
5.1.1 聲波和噪聲 139
5.1.2 噪聲的物理度量 140
5.1.3 聲壓級的疊加、扣除和平均 143
5.2 噪聲的頻譜和頻帶 147
5.2.1 窄帶頻譜和聲壓譜級 148
5.2.2 頻帶聲壓級與倍頻程頻譜 148
5.3 噪聲的主觀評價 152
5.3.1 純音的主觀評價 152
5.3.2 寬度噪聲的主觀評價 153
5.4 聲(壓)級測量和常用儀器 156
5.4.1 測量傳聲器 157
5.4.2 聲級計 160
5.4.3 工業噪聲現場測量 163
5.5 聲強測量 165
5.5.1 聲強測量原理 165
5.5.2 聲強測量儀器 167
5.5.3 聲強測量的應用 170
習題 171
參考文獻 172
第6章 應變測試系統 173
6.1 應變片及電阻應變式傳感器 173
6.1.1 金屬線材的應變效應 173
6.1.2 應變片的工作原理 174
6.1.3 應變片的主要參數及其選用 176
6.1.4 電阻應變式傳感器 177
6.2 應變測量電路 180
6.2.1 直流電橋 180
6.2.2 交流電橋 182
6.2.3 調制與解調 183
6.3 布片與組橋 188
6.4 提高應變測量精度的措施 191
習題 194
參考文獻 196
第7章 轉速、轉矩及功率測量系統 197
7.1 轉速測量 197
7.1.1 離心式轉速測量 197
7.1.2 磁性轉速測量 197
7.1.3 測速發電機 198
7.1.4 頻率輸出的轉速測量 201
7.2 轉矩及功率測量 204
7.2.1 轉矩測量傳感器 204
7.2.2 轉矩及功率測量系統 207
習題 209
參考文獻 210
第8章 溫度測量系統 211
8.1 熱電偶測溫系統 211
8.1.1 測溫原理 211
8.1.2 系統結構 213
8.1.3 測溫系統的正確使用 214
8.2 熱電阻測溫系統 215
8.2.1 測溫原理 215
8.2.2 系統結構 219
8.2.3 系統的正確使用 220
8.3 其他接觸式測溫系統 221
8.3.1 數字式測溫系統 221
8.3.2 膨脹式測溫系統 222
8.4 非接觸式測溫系統 223
8.4.1 紅外測溫系統 223
8.5 半導體PN結測溫系統 229
習題 230
參考文獻 230
第9章 流量測量系統 232
9.1 流量測量的基本知識 232
9.1.1 流量測量基本概念 232
9.1.2 管內流動基本知識 233
9.2 流量測量儀表 237
9.2.1 流量測量儀表的分類 237
9.2.2 流量測量儀表的測量特性 237
9.2.3 靶式流量計 238
9.2.4 渦輪流量計 240
9.2.5 電磁流量計 242
9.2.6 旋渦流量計 245
9.3 流量儀器的標定 249
9.3.1 流量儀表的校驗方法 249
9.3.2 流量標準裝置的作用 251
9.3.3 液體流量標準裝置 251
9.3.4 靜態容積法液體流量計標定 252
9.3.5 標準流量計法 255
9.3.6 現場在線流量校驗裝置 255
習題 257
參考文獻 257
第10章 力、壓力測量系統 258
10.1 概述 258
10.1.1 力的基本概念 258
10.1.2 壓力的基本概念 259
10.1.3 基本的力、壓力測量系統 260
10.2 應變式力、壓力測量系統 262
10.2.1 測力傳感器彈性元件及計算公式 262
10.2.2 應變式測力傳感器舉例 264
10.2.3 應變式壓力傳感器 265
10.3 壓電式力、壓力測量系統 267
10.3.1 壓電效應與壓電材料 268
10.3.2 壓電敏感元件 268
10.3.3 壓電式傳感器的等效電路和前置放大器 269
10.3.4 壓電式力傳感器與壓力傳感器 271
10.3.5 壓電式力、壓力測量系統構成與應用實例 274
10.4 壓磁式測力系統 276
10.4.1 壓磁效應與壓磁元件 276
10.4.2 壓磁式力傳感器工作原理 277
10.4.3 壓磁式力傳感器結構 277
10.5 位移式測力系統 278
10.5.1 電容式壓力傳感器 278
10.5.2 電感式壓力傳感器 279
10.5.3 渦流式壓力傳感器 279
10.6 力、壓力測量系統的標定 280
10.6.1 壓力測量系統的靜態標定 280
10.6.2 壓力測量系統的動態標定 281
10.6.3 力測量系統的標定 285
習題 286
參考文獻 286
前言
緒論 1
0.1 測試技術的任務和重要性 1
0.2 測試過程和測試系統的組成 3
0.3 課程的對象和要求 4
第1章 測試系統及其基本特性 7
1.1 測試系統的組成 7
1.2 測試系統的數學描述 10
1.3 線性系統的主要特性 12
1.4 測試系統的靜態特性 13
1.4.1 靜態傳遞方程與定度曲線 14
1.4.2 靈敏度 14
1.4.3 線性度 15
1.4.4 回程誤差 15
1.4.5 穩定性 16
1.5 測試系統的動態特性 16
1.5.1 測試系統動態傳遞特性的頻域描述 17
1.5.2 測試系統動態傳遞特性的時域描述 23
1.5.3 測試系統動態特性參數的識別 25
1.6 測試系統的級聯 30
1.7 測試系統不失真傳遞信號的條件 31
習題 33
參考文獻 34
第2章 測試系統中的信號分析 35
2.1 信號酸類 35
2.1.1 信號的概念及其描述方法 35
2.1.2 信號分類 36
2.1.3 信號分析中的常用函數 40
2.2 信號的時域統計分析 41
2.2.1 均值 42
2.2.2 均方值 42
2.2.3 方差 42
2.3 信號的幅值域分析 42
2.3.1 概率密度函數 42
2.3.2 概率分布函數 44
2.4 信號的頻域分析 44
2.4.1 周期信號的頻譜 45
2.4.2 非周期信號的頻譜 50
2.4.3 隨機信號的頻譜 58
2.5 信號的相關分析 61
2.5.1 相關函數 61
2.5.2 相關函數的性質 62
2.5.3 隨機信號的相關函數與其頻譜的關系 65
2.6 卷積 66
2.6.1 含有單位脈沖函數扠δ(t)的卷積 67
2.6.2 時域卷積定理 67
2.6.3 頻域卷積定理 69
2.6.4 卷積與相關之間的關系 70
習題 71
參考文獻 72
第3章 測試系統中的數據采集與處理 73
3.1 數據采集原理 73
3.1.1 采樣定理 74
3.1.2 量化 78
3.1.3 編碼 80
3.2 數據采集系統 82
3.2.1 數據采集系統的基本組成 82
3.2.2 數據采集系統的主要性能指標 84
3.2.3 數據采集系統的結構形式 85
3.3 信號調理原理 89
3.3.1 放大 89
3.3.2 濾波 91
3.3.3 隔離 93
3.4 數字信號處理 94
3.4.1 離散傅里葉變換 94
3.4.2 快速傅里葉變換(FFT) 98
3.4.3 基于DFT的數字信號處理 99
3.4.4 FFT分析儀簡介 100
3.5 數字信號處理中的若干問題 102
3.5.1 FFT的譜分析極限 102
3.5.2 頻率混疊現象及其抑制 103
3.5.3 信號的截斷與泄漏 105
3.5.4 常用窗函數及其特性 108
習題 110
參考文獻 111
第4章 振動測試系統 112
4.1 測振傳感器 112
4.1.1 壓電式加速度傳感器 112
4.1.2 電阻應變式與壓阻式加速度傳感器 117
4.1.3 磁電式速度傳感器 118
4.1.4 渦流式位移傳感器 119
4.2 振動測試系統 120
4.2.1 振動測試基本方法 120
4.2.2 測振系統的定度和校準 124
4.2.3 測試方案的制定和測試系統的選擇 126
4.3 振動測試的應用 126
4.3.1 瞬態激振測試 126
4.3.2 機械阻抗測試 129
4.3.3 振動模態測試 133
習題 136
參考文獻 138
第5章 噪聲測試系統 139
5.1 聲學基本概念 139
5.1.1 聲波和噪聲 139
5.1.2 噪聲的物理度量 140
5.1.3 聲壓級的疊加、扣除和平均 143
5.2 噪聲的頻譜和頻帶 147
5.2.1 窄帶頻譜和聲壓譜級 148
5.2.2 頻帶聲壓級與倍頻程頻譜 148
5.3 噪聲的主觀評價 152
5.3.1 純音的主觀評價 152
5.3.2 寬度噪聲的主觀評價 153
5.4 聲(壓)級測量和常用儀器 156
5.4.1 測量傳聲器 157
5.4.2 聲級計 160
5.4.3 工業噪聲現場測量 163
5.5 聲強測量 165
5.5.1 聲強測量原理 165
5.5.2 聲強測量儀器 167
5.5.3 聲強測量的應用 170
習題 171
參考文獻 172
第6章 應變測試系統 173
6.1 應變片及電阻應變式傳感器 173
6.1.1 金屬線材的應變效應 173
6.1.2 應變片的工作原理 174
6.1.3 應變片的主要參數及其選用 176
6.1.4 電阻應變式傳感器 177
6.2 應變測量電路 180
6.2.1 直流電橋 180
6.2.2 交流電橋 182
6.2.3 調制與解調 183
6.3 布片與組橋 188
6.4 提高應變測量精度的措施 191
習題 194
參考文獻 196
第7章 轉速、轉矩及功率測量系統 197
7.1 轉速測量 197
7.1.1 離心式轉速測量 197
7.1.2 磁性轉速測量 197
7.1.3 測速發電機 198
7.1.4 頻率輸出的轉速測量 201
7.2 轉矩及功率測量 204
7.2.1 轉矩測量傳感器 204
7.2.2 轉矩及功率測量系統 207
習題 209
參考文獻 210
第8章 溫度測量系統 211
8.1 熱電偶測溫系統 211
8.1.1 測溫原理 211
8.1.2 系統結構 213
8.1.3 測溫系統的正確使用 214
8.2 熱電阻測溫系統 215
8.2.1 測溫原理 215
8.2.2 系統結構 219
8.2.3 系統的正確使用 220
8.3 其他接觸式測溫系統 221
8.3.1 數字式測溫系統 221
8.3.2 膨脹式測溫系統 222
8.4 非接觸式測溫系統 223
8.4.1 紅外測溫系統 223
8.5 半導體PN結測溫系統 229
習題 230
參考文獻 230
第9章 流量測量系統 232
9.1 流量測量的基本知識 232
9.1.1 流量測量基本概念 232
9.1.2 管內流動基本知識 233
9.2 流量測量儀表 237
9.2.1 流量測量儀表的分類 237
9.2.2 流量測量儀表的測量特性 237
9.2.3 靶式流量計 238
9.2.4 渦輪流量計 240
9.2.5 電磁流量計 242
9.2.6 旋渦流量計 245
9.3 流量儀器的標定 249
9.3.1 流量儀表的校驗方法 249
9.3.2 流量標準裝置的作用 251
9.3.3 液體流量標準裝置 251
9.3.4 靜態容積法液體流量計標定 252
9.3.5 標準流量計法 255
9.3.6 現場在線流量校驗裝置 255
習題 257
參考文獻 257
第10章 力、壓力測量系統 258
10.1 概述 258
10.1.1 力的基本概念 258
10.1.2 壓力的基本概念 259
10.1.3 基本的力、壓力測量系統 260
10.2 應變式力、壓力測量系統 262
10.2.1 測力傳感器彈性元件及計算公式 262
10.2.2 應變式測力傳感器舉例 264
10.2.3 應變式壓力傳感器 265
10.3 壓電式力、壓力測量系統 267
10.3.1 壓電效應與壓電材料 268
10.3.2 壓電敏感元件 268
10.3.3 壓電式傳感器的等效電路和前置放大器 269
10.3.4 壓電式力傳感器與壓力傳感器 271
10.3.5 壓電式力、壓力測量系統構成與應用實例 274
10.4 壓磁式測力系統 276
10.4.1 壓磁效應與壓磁元件 276
10.4.2 壓磁式力傳感器工作原理 277
10.4.3 壓磁式力傳感器結構 277
10.5 位移式測力系統 278
10.5.1 電容式壓力傳感器 278
10.5.2 電感式壓力傳感器 279
10.5.3 渦流式壓力傳感器 279
10.6 力、壓力測量系統的標定 280
10.6.1 壓力測量系統的靜態標定 280
10.6.2 壓力測量系統的動態標定 281
10.6.3 力測量系統的標定 285
習題 286
參考文獻 286
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