本書主要介紹與機(jī)械工程相關(guān)的測(cè)試技術(shù)的基本概念、基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)。全書圍繞測(cè)試系統(tǒng)的組成，講述常用傳感器的原理與應(yīng)用、測(cè)試信號(hào)調(diào)理電路、
信號(hào)分析與處理、測(cè)試系統(tǒng)的特性、
計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)、機(jī)械工程中常見量的測(cè)試和機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)等內(nèi)容。
本書以典型案例教學(xué)為主線，貫穿整個(gè)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程，強(qiáng)化工程實(shí)際應(yīng)用，突出學(xué)生能力培養(yǎng)，重點(diǎn)介紹如何根據(jù)具體測(cè)試任務(wù)制定和優(yōu)化測(cè)試方案、恰當(dāng)選擇器件和部件、合理設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)各模塊、構(gòu)建滿足特定功能和技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試系統(tǒng)、正確處理測(cè)試數(shù)據(jù)等，力求體現(xiàn)先進(jìn)性、實(shí)用性，注重反映當(dāng)今測(cè)試技術(shù)發(fā)展的新成果和新動(dòng)向。
本教材適用于普通高等院校機(jī)械類、近機(jī)械類各專業(yè)測(cè)試技術(shù)課程使用，同時(shí)可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)（第2版）》是教育部高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃教材
教育部高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)于2007年會(huì)同中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、清華大學(xué)出版社組成中國(guó)機(jī)械工程學(xué)科教程研究組。研究組構(gòu)造了機(jī)械工程本科專業(yè)教育的知識(shí)體系和框架，建立了良好的課程知識(shí)體系，出版了《中國(guó)機(jī)械工程學(xué)科教程》。
本書采用測(cè)試知識(shí)邊界再設(shè)計(jì)的方法，根據(jù)機(jī)械類、近機(jī)械類專業(yè)測(cè)試技術(shù)教材大綱編寫，體現(xiàn)了《中國(guó)機(jī)械工程學(xué)科教程》中的思想，是中國(guó)機(jī)械工程學(xué)科教程配套系列教材編審委員會(huì)的立項(xiàng)項(xiàng)目。
本書定位為面向普通院校機(jī)械類、近機(jī)械類各專業(yè)測(cè)試技術(shù)課程的教材。按照應(yīng)用型高級(jí)人才的培養(yǎng)目標(biāo)和強(qiáng)化工程實(shí)際應(yīng)用能力培養(yǎng)的要求，本書更加注重測(cè)試技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用，從工程應(yīng)用角度審視信號(hào)測(cè)試的整體問(wèn)題。隨著測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，許多測(cè)試器件都已商品化，而無(wú)需重新設(shè)計(jì)。因此，盡量刪減元器件的內(nèi)部工作原理，而將測(cè)試方案的制定和優(yōu)化、器件的選擇和應(yīng)用等內(nèi)容作為重點(diǎn)進(jìn)行講解。
本書以學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo)，組織安排相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，以典型工程實(shí)際案例教學(xué)為主線，貫穿整個(gè)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程。在內(nèi)容的編排上遵循由淺入深、由具體到抽象、循序漸進(jìn)的規(guī)律。按傳感器、調(diào)理電路、信號(hào)分析與處理、測(cè)試系統(tǒng)特性等順序安排內(nèi)容，依次對(duì)測(cè)試系統(tǒng)各組成部分的原理、功能、應(yīng)用等做了介紹，重點(diǎn)放在原理和應(yīng)用，然后針對(duì)機(jī)械工程中常見的被測(cè)量的測(cè)試方法進(jìn)行講解，使教材的整體章節(jié)系統(tǒng)與工程實(shí)際中的測(cè)試系統(tǒng)緊密地結(jié)合起來(lái)。在內(nèi)容的具體編寫上，立足于測(cè)試技術(shù)理論知識(shí)和工程實(shí)際應(yīng)用的恰當(dāng)結(jié)合，強(qiáng)化工程實(shí)際應(yīng)用，內(nèi)容全面、豐富，重點(diǎn)突出，層次清楚，既注重基礎(chǔ)理論，又強(qiáng)調(diào)知識(shí)的綜合應(yīng)用，力求體現(xiàn)先進(jìn)性、實(shí)用性，注意反映當(dāng)今測(cè)試技術(shù)發(fā)展的新成就和新動(dòng)向。
全書共分8章。首先從我們身邊的測(cè)試技術(shù)談起，介紹了測(cè)試系統(tǒng)的基本概念、基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)，然后圍繞著測(cè)試系統(tǒng)的組成，講述了常用傳感器的原理與應(yīng)用、測(cè)試信號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)分析與處理、計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)的特性、測(cè)試系統(tǒng)的干擾及其抑制、機(jī)械工程中常見量的測(cè)試等內(nèi)容，每章均附有習(xí)題。
本書由河南科技大學(xué)的教師編寫。第1章由韓建海執(zhí)筆，第2、5章和8.3節(jié)、8.4節(jié)由郭愛芳執(zhí)筆，第4章和第6章由尚振東執(zhí)筆，第3章由王恒迪執(zhí)筆，第7章由韓紅彪執(zhí)筆，8.1節(jié)、8.2節(jié)由蔡海潮執(zhí)筆，馬偉在大綱制定、內(nèi)容安排、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面做了大量工作。全書由韓建海、馬偉擔(dān)任主編，負(fù)責(zé)統(tǒng)稿，尚振東、郭愛芳、王恒迪和韓紅彪擔(dān)任副主編，協(xié)助統(tǒng)稿。
全書由清華大學(xué)的王伯雄教授主審。王教授對(duì)書稿的編寫提出了不少寶貴的意見和建議，在此表示衷心的感謝。
本書在編寫過(guò)程中參閱了同行專家學(xué)者和一些院校的教材、資料和文獻(xiàn)，在此向文獻(xiàn)作者致以誠(chéng)摯的謝意。由于編者水平有限，書中難免存在不足之處和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)廣大讀者不吝指正。
編者
2010年4月
第1章緒論
1.1測(cè)試技術(shù)概述
1.2測(cè)試系統(tǒng)的組成
1.3測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.4本書主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求
習(xí)題與思考題
第2章傳感器
2.1傳感器概述
2.1.1傳感器的組成與分類
2.1.2傳感器的選擇
2.2能量控制型傳感器
2.2.1電阻式傳感器
2.2.2電容式傳感器
2.2.3電感式傳感器
2.3能量轉(zhuǎn)換型傳感器
2.3.1壓電式傳感器
2.3.2磁電式傳感器
2.3.3熱電偶傳感器
2.3.4霍爾傳感器
2.4光電傳感器
2.4.1光電器件
2.4.2光纖傳感器
2.4.3光柵傳感器
2.4.4電荷耦合器件
2.4.5紅外傳感器
2.5智能傳感器
2.5.1智能傳感器的組成與功能
2.5.2智能傳感器的應(yīng)用
2.6項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題與思考題
項(xiàng)目設(shè)計(jì)
第3章信號(hào)轉(zhuǎn)換與調(diào)理
3.1信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換
3.1.1信號(hào)放大
3.1.2信號(hào)轉(zhuǎn)換
3.2測(cè)量電橋
3.2.1直流電橋
3.2.2交流電橋
3.3調(diào)制與解調(diào)
3.3.1調(diào)幅及其解調(diào)
3.3.2調(diào)頻及其解調(diào)
3.4濾波器
3.4.1濾波器的分類
3.4.2濾波器的特性
3.4.3RC無(wú)源濾波器
3.4.4RC有源濾波器
3.4.5恒帶寬濾波器與數(shù)字濾波器簡(jiǎn)介
3.4.6應(yīng)用MATLAB設(shè)計(jì)和分析濾波器
3.5項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題與思考題
項(xiàng)目設(shè)計(jì)
第4章測(cè)試信號(hào)分析與處理
4.1概述
4.1.1信號(hào)的概念和分類
4.1.2信號(hào)分析
4.2信號(hào)的時(shí)域分析
4.2.1信號(hào)的運(yùn)算
4.2.2信號(hào)的波形變換
4.2.3信號(hào)的時(shí)域統(tǒng)計(jì)參數(shù)
4.2.4相關(guān)分析
4.3信號(hào)的頻域分析
4.3.1周期信號(hào)及其頻譜
4.3.2非周期信號(hào)及其頻譜
4.3.3功率譜分析
4.4數(shù)字信號(hào)分析與處理
4.4.1采樣與采樣定理
4.4.2離散傅里葉變換及其快速算法
4.4.3FFT應(yīng)用中的若干問(wèn)題
4.5現(xiàn)代信號(hào)分析方法簡(jiǎn)介
4.6項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題與思考題
項(xiàng)目設(shè)計(jì)
第5章測(cè)試系統(tǒng)特性分析
5.1測(cè)試系統(tǒng)概述
5.1.1線性系統(tǒng)及其主要性質(zhì)
5.1.2測(cè)量誤差
5.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定
5.3測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性
5.3.1測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型
5.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)
5.4測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性
5.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型
5.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量
5.4.3實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件
5.4.4負(fù)載效應(yīng)
5.5測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)
5.5.1電磁干擾
5.5.2屏蔽、接地與隔離設(shè)計(jì)
5.5.3電源干擾的抑制
5.6項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題與思考題
項(xiàng)目設(shè)計(jì)
第6章計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)
6.1計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的組成
6.2微處理器及其選擇
6.3嵌入式計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)
6.3.1微處理器
6.3.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
6.3.3軟件設(shè)計(jì)
6.4虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)
6.4.1虛擬儀器概述
6.4.2信號(hào)調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡
6.4.3軟件開發(fā)平臺(tái)
6.4.4LabVIEW中的信號(hào)分析與處理工具箱
6.4.5LabVIEW在濾波器設(shè)計(jì)和分析中的應(yīng)用
6.5常用數(shù)據(jù)處理算法
6.5.1概述
6.5.2常用數(shù)據(jù)處理算法
6.6機(jī)器學(xué)習(xí)方法
6.7設(shè)計(jì)項(xiàng)目
習(xí)題與思考題
項(xiàng)目設(shè)計(jì)
第7章機(jī)械工程中常見量的測(cè)量
7.1力、扭矩測(cè)量
7.1.1拉壓力傳感器
7.1.2壓力傳感器
7.1.3扭矩傳感器
7.1.4力、應(yīng)力和壓力測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定
7.2位置、位移等的測(cè)量
7.2.1限位開關(guān)
7.2.2接近開關(guān)
7.2.3物位傳感器
7.2.4位移傳感器
7.3溫度測(cè)量
7.3.1溫度測(cè)量方法
7.3.2溫度傳感器分類
7.3.3常見溫度傳感器
7.3.4溫度傳感器的選擇
7.3.5溫度傳感器的應(yīng)用
7.3.6溫度測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定
7.4振動(dòng)量的測(cè)量
7.4.1概述
7.4.2振動(dòng)測(cè)量方法
7.4.3振動(dòng)量的測(cè)量系統(tǒng)
7.4.4常見的振動(dòng)傳感器
7.4.5加速度傳感器的選擇
7.4.6振動(dòng)測(cè)量的應(yīng)用
7.5項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題與思考題
項(xiàng)目設(shè)計(jì)
第8章機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)
8.1概述
8.1.1機(jī)械故障診斷的內(nèi)容
8.1.2機(jī)械故障診斷技術(shù)
8.2聲發(fā)射診斷技術(shù)
8.2.1聲發(fā)射技術(shù)
8.2.2聲發(fā)射信號(hào)的處理方法
8.2.3聲發(fā)射檢測(cè)儀器
8.3超聲波診斷技術(shù)
8.3.1超聲波概述
8.3.2超聲檢測(cè)技術(shù)
8.3.3超聲波檢測(cè)儀器
8.4滾動(dòng)軸承的故障診斷
8.4.1滾動(dòng)軸承故障的檢測(cè)方法
8.4.2滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷
8.4.3滾動(dòng)軸承故障的聲發(fā)射診斷
8.5項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題與思考題
項(xiàng)目設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
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