目 錄
第1章 緒論 1
1.1 測試技術的含義與重要作用 1
1.1.1 測試技術的含義 1
1.1.2 測試技術的重要作用 1
1.2 測試方法的分類與測試系統的組成 2
1.2.1 測試方法的分類 2
1.2.2 測試系統的組成 3
1.3 測試技術的應用概述 4
1.3.1 工業自動化中的應用 4
1.3.2 產品質量檢驗及新產品開發中的應用 5
1.3.3 設備運行狀態監測中的應用 5
1.3.4 家電產品中的應用 6
1.3.5 汽車工業中的應用 7
1.3.6 專用設備中的應用 7
1.3.7 環境監測中的應用 8
1.3.8 樓宇自動化和智能化中的應用 9
1.3.9 軍事國防中的應用 9
1.4 測試技術的發展 9
1.4.1 傳感器技術的發展 10
1.4.2 計算機測試技術的發展 11
1.5 本課程的特點及學習要求 13
1.6 本章小結 14
1.7 習題 15
第2章 測試信號及其分析 16
2.1 信號的概念與分類 16
2.1.1 信號的概念 16
2.1.2 信號的分類 17
2.2 信號的時域分析 20
2.2.1 時域信號特征參數 20
2.2.2 時域相關分析 21
2.3 信號的頻譜分析 23
2.3.1 周期信號的頻譜分析 24
2.3.2 非周期信號的頻譜分析 28
2.3.3 隨機信號的頻譜分析 35
2.4 信號的時頻分析 38
2.5 本章小結 40
2.6 習題 41
第3章 測試系統的基本特性 43
3.1 測試系統及其主要性質 44
3.1.1 測試系統定義與基本要求 44
3.1.2 線性測試系統的基本性質 44
3.2 測試系統的靜態特性 46
3.3 一般測試系統的動態特性 51
3.3.1 測量系統頻率響應函數 51
3.3.2 實現不失真測量的條件 52
3.4 常見測試系統的動態特性 54
3.4.1 一階測量系統的動態特性 54
3.4.2 二階測量系統的動態特性 56
3.5 動態測量誤差及其補償 59
3.5.1 測量系統的動態測量誤差 59
3.5.2 動態測量誤差的補償方法 62
3.6 傳感器與測量系統的標定 62
3.6.1 傳感器與測量系統的靜態標定 63
3.6.2 傳感器與測量系統的動態標定 63
3.7 本章小結 67
3.8 習題 67
第4章 常用傳感器 69
4.1 概述 69
4.1.1 傳感器的定義 69
4.1.2 傳感器結構組成 70
4.1.3 傳感器的分類 70
4.2 參數式傳感器 71
4.2.1 電阻式傳感器 71
4.2.2 電容式傳感器 77
4.2.3 電感式傳感器 82
4.2.4 電渦流傳感器 86
4.3 發電式傳感器 89
4.3.1 壓電式傳感器 89
4.3.2 磁電式傳感器 94
4.3.3 霍爾傳感器 98
4.3.4 熱電偶傳感器 101
4.3.5 紅外探測器 105
4.4 其他常用傳感器 108
4.4.1 薄膜傳感器 108
4.4.2 超聲波傳感器 109
4.4.3 工業CT成像 111
4.5 本章小結 112
4.6 習題 113
第5章 信號變換與調理 115
5.1 電橋 116
5.1.1 直流電橋 116
5.1.2 交流電橋 119
5.2 信號的調制和解調 120
5.2.1 概述 120
5.2.2 幅值調制和解調 121
5.2.3 頻率調制和解調 123
5.3 放大器 124
5.3.1 運算放大器 125
5.3.2 電荷放大器 125
5.3.3 測量放大器 126
5.3.4 交流放大器 127
5.4 濾波器 127
5.4.1 濾波器的分類 128
5.4.2 理想濾波器 128
5.4.3 實際濾波器的性能參數 129
5.4.4 無源濾波器 130
5.4.5 有源濾波器 132
5.4.6 數字濾波器 133
5.5 本章小結 134
5.6 習題 135
第6章 光電檢測技術及其應用 137
6.1 概述 137
6.2 光電檢測器的工作原理與性能比較 137
6.2.1 常用光電檢測器的工作原理 138
6.2.2 光電檢測器性能比較 141
6.3 典型光電檢測方法及系統應用 142
6.3.1 光源及其特性 142
6.3.2 非相干光電檢測方法及應用 143
6.3.3 相干光電檢測方法及應用 148
6.4 固態圖像傳感器及其應用 150
6.4.1 固態圖像傳感器測量原理 150
6.4.2 固態圖像傳感器的應用 152
6.5 光纖傳感器及其應用 155
6.5.1 光纖傳感器基本原理 155
6.5.2 光纖傳感器的應用 157
6.6 本章小結 159
6.7 習題 159
第7章 物聯網傳感技術及其應用 160
7.1 RFID技術 160
7.1.1 RFID系統的組成 161
7.1.2 RFID系統工作原理 163
7.1.3 RFID技術的應用 166
7.2 智能傳感器技術 167
7.2.1 智能傳感器的組成 168
7.2.2 智能傳感器的功能與特點 169
7.2.3 智能傳感器的應用 170
7.3 MEMS傳感器技術 172
7.3.1 MEMS傳感器的制造 172
7.3.2 典型MEMS傳感器 173
7.3.3 MEMS傳感器的應用 177
7.4 無線傳感器網絡技術 178
7.4.1 無線傳感器網絡的組成 178
7.4.2 無線傳感器網絡關鍵技術 180
7.4.3 無線傳感器網絡的應用 181
7.5 本章小結 181
7.6 習題 182
第8章 數字信號采集與計算機測試系統 183
8.1 數據采集技術 183
8.1.1 模擬信號的數字化處理 184
8.1.2 采樣定理及頻率混淆 185
8.1.3 截斷、泄漏和窗函數 186
8.1.4 數據的采集與保持 188
8.1.5 A/D轉換器類型及性能指標 190
8.1.6 A/D通道方案的確定 191
8.2 智能儀器 194
8.2.1 智能儀器的硬件結構 195
8.2.2 智能儀器的軟件功能 196
8.2.3 智能儀器的自動測量功能 197
8.3 虛擬儀器 199
8.3.1 虛擬儀器的概念 199
8.3.2 虛擬儀器的體系結構 200
8.3.3 虛擬儀器軟件的開發環境 202
8.3.4 虛擬儀器設計舉例 204
8.4 本章小結 205
8.5 習題 206
第9章 測試系統設計與應用實例 207
9.1 測試系統設計的基本知識 207
9.1.1 測試系統基本架構 207
9.1.2 測試系統設計的基本原則及步驟 210
9.2 測試系統設計實例 213
9.2.1 汽車懸架減振器異響聲測試系統設計 213
9.2.2 工業設備的溫度和壓力監測系統設計 217
9.2.3 機械結構模態分析試驗系統設計 220
9.3 本章小結 225
9.4 習題 225
參考文獻 227