傳感器與測試技術

1 測量系統(tǒng)的基礎知識
1.1 概述
1.1.1 工程測試技術的基本任務
1.1.2 測量系統(tǒng)的組成
1.2 信號的描述和變換
1.2.1 信號的分類和描述
1.2.2 周期信號的頻譜
1.2.3 非周期信號的頻譜
1.2.4 傅里葉變換的常用性質
1.2.5 幾種典型信號的頻譜
1.3 測量誤差和準確度
1.3.1 誤差的分類及其定義
1.3.2 測量準確度
1.4 傳感器的分類和命名法
1.4.1 傳感器的分類
1.4.2 傳感器命名法
習題

2 測量系統(tǒng)的特性
2.1 測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性
2.1.1 系統(tǒng)性特性
2.1.2 統(tǒng)計性特性
2.1.3 靜態(tài)校準
2.2 測量系統(tǒng)的動態(tài)特性
2.2.1 線性系統(tǒng)傳輸特性的數(shù)學描述
2.2.2 一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)的動態(tài)特性
2.2.3 測量系統(tǒng)對典型輸入的響應
2.2.4 測量系統(tǒng)動態(tài)特性參數(shù)的測定
2.3 實現(xiàn)不失真測試的條件
2.4 傳感器的負載效應和二端口網(wǎng)絡
2.4.1 傳感器的等效電路和負載誤差
2.4.2 二端口網(wǎng)絡
2.5 測量儀器的選擇
2.5.1 傳感器的選擇和安裝
2.5.2 放大器、電源和其他裝置的選擇
習題

3 測量誤差的分析與處理
3.1 系統(tǒng)誤差
3.1.1 系統(tǒng)誤差的分類
3.1.2 系統(tǒng)誤差的修正
3.2 隨機誤差
3.2.1 隨機誤差的分布規(guī)律
3.2.2 隨機誤差的統(tǒng)計分析
3.3 測試數(shù)據(jù)的處理
3.3.1 可疑數(shù)據(jù)的取舍
3.3.2 最小二乘線性擬合
3.3.3 用數(shù)據(jù)變換做線性回歸
3.4 測量結果的不確定度分析
3.4.1 間接測量不確定度的傳遞
3.4.2 不確定度中的系統(tǒng)不確定度和隨機不確定度處理
3.4.3 測量實驗最終結果的不確定度
習題

4 信號的調理與顯示記錄裝置
4.1 電橋
4.1.1 概述
4.1.2 直流電橋
4.1.3 交流電橋
4.2 信號的放大與衰減
4.2.1 信號放大器的主要特性
4.2.2 使用運算放大器的放大器
4.2.3 信號衰減
4.3 調制與解調
4.3.1 幅值調制與解調
4.3.2 頻率調制與解調
4.4 濾波器
4.4.1 濾波器的分類
4.4.2 恒帶寬比和恒帶寬濾波器
4.5 信號的顯示記錄裝置
4.5.1 指針式記錄儀
4.5.2 數(shù)字顯示原理
4.5.3 圖像顯示裝置
4.5.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
4.6 模擬信號的傳輸
4.6.1 低電平電壓信號的傳輸
4.6.2 電流信號的傳輸
習題

5 計算機數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)
5.1 數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的構成
5.1.1 數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的基本構成
5.1.2 虛擬儀器
5.2 信號數(shù)字化的基本原理
5.2.1 采樣和采樣定理
5.2.2 量化及量化誤差
5.2.3 窗函數(shù)的選擇
5.2.4 頻域采樣和柵欄效應
5.3 快速傅里葉變換原理
5.3.1 離散的傅里葉變換
5.3.2 傅里葉變換的快速算法（FFT）
5.3.3 FFT的逆變換（IFFT）
5.4 數(shù)據(jù)采集器件
5.4.1 數(shù)模（D/A）轉換器A/D）
5.4.2 模數(shù)（A/D）轉換器
習題

6 信號的分析與處理
6.1 信號的時域分析
6.1.1 信號的時域統(tǒng)計參數(shù)
6.1.2 概率密度函數(shù)的應用
6.2 信號的相關分析
6.2.1 相關系數(shù)
6.2.2 自相關函數(shù)分析
6.2.3 互相關函數(shù)分析
6.2.4 互相關函數(shù)的工程應用
6.3 信號的頻域分析
6.3.1 功率譜密度函數(shù)
6.3.2 功率譜的應用
6.3.3 相干函數(shù)
6.3.4 倒頻譜分析及其應用
習題

7 常用位移傳感器的變換原理
7.1 電位器式位移傳感器
7.2 電感式位移傳感器
7.2.1 可變磁阻式位移傳感器
7.2.2 LVDT位移傳感器
7.3 電容式位移傳感器
7.3.1 電容式位移傳感器的工作原理
7.3.2 電容傳感器的特點
7.4 霍爾式位移傳感器
7.4.1 霍爾效應
7.4.2 霍爾元件及其位移傳感器
7.5 光柵式位移傳感器
7.5.1 光柵式位移傳感器的基本原理
7.5.2 光柵的光學系統(tǒng)
7.6 磁柵式位移傳感器
7.6.1 磁尺和磁頭
7.6.2 測量電路
7.7 激光干涉儀
7.7.1 激光干涉法測距原理
7.7.2 雙頻激光干涉儀
7.8 軸角編碼器
7.8.1 光電軸角編碼器的工作原理
7.8.2 循環(huán)碼盤
7.9 厚度測量儀表
7.9.1 非接觸式測厚儀
7.9.2 接觸式測厚儀
習題

8 應變和力傳感器的原理與應用
8.1 電阻應變式傳感器的工作原理
8.1.1 金屬粘貼式電阻應變計
8.1.2 壓阻式傳感器
8.2 電阻應變計的應用
8.2.1 電阻應變計的工作特性及選擇
8.2.2 電阻應變計的安裝
8.3 應力測量
8.3.1 電阻應變儀
8.3.2 單向應力測量
8.3.3 平面應力狀態(tài)下主應力的測量
8.4 常用力傳感器
8.4.1 電阻應變式力傳感器
8.4.2 壓電式力傳感器
8.4.3 壓磁式力傳感器
8.5 傳動軸扭矩的測量
8.5.1 應變式扭矩測量
8.5.2 扭矩信號的傳輸
8.5.3 扭矩的校準
習題
……

9 機械振動傳感器及其應用
10 噪聲的測量
11 溫度傳感器
12 流體參數(shù)的測量
13 光學量傳感器
部分習題參考答案
主要參考文獻