《机械工程电测技术基础》

绪论1

第一章信号及其描述1

1-1信号的分类1

一、确定性信号1

二、非确定性信号2

1-2周期信号3

一、周期信号3

二、付里叶级数和周期信号的分解4

1-3非周期信号11

一、非周期信号和付里叶积分13

二、付里叶变换的特性17

1-4 确定性信号的描述26

1-5随机信号27

一、随机过程的一般关系27

二、各态历经过程29

第二章测量装置的基本特性32

2-1测量概述32

一、测量误差33

二、选择测量装置应当考虑的一此因素34

2-2测量装置的基本特性37

一、线性系统37

二、测量装置的静态特性38

三、测量装置的动态特性40

2-3常见测量装置的动态特性52

一、相似系统52

二、常见测量装置的频率响应53

三、常见测量装置的瞬态响应56

四、H（jω）、τ、ωn和D的影响62

2-4 测量装置特性参数测定简介64

第三章常用传感器的变换原理69

3-1传感器的分类和性能要求70

一、分类70

二、传感器应具有的性能73

3-2电阻式传感器73

一、电位器式传感器73

二、电阻应变式传感器78

三、热电阻式传感器90

3-3电感式传感器99

一、可变磁阻式传感器99

二、涡流式电感传感器103

三、差动变压器式电感传感器106

3-4电容式传感器109

一、极距变化型109

二、面积变化型111

3-5 压磁式传感器113

3-6 压电式传感器115

3-7热电式传感器120

一、热电效应120

二、接触电势121

三、同一导体中的温差电势122

3-8 磁电式传感器124

3-9光电式传感器126

一、外光电效应及光电管126

二、内光电效应及光导管128

三、光生伏打效应及光敏晶体管130

四、光电式传感器及其应用131

第四章测量装置的一些中间变换器134

4-1电桥134

一、直流电桥135

二、交流电桥139

三、变压器电桥142

四、平衡电桥143

4-2滤波器144

一、理想滤波器144

二、实际滤波器145

4-3 放大器156

4-4调制与解调159

一、电桥调幅与相敏检波160

二、谐振调频器与鉴频器164

4-5模拟数字转换器167

一、概述167

二、A/D和D/A转换器的基本技术指标168

三、D/A转换器172

四、A/D转换器176

第五章示波器与记录器182

5-1阴极射线示波器182

一、示波器放大器184

二、锯齿波振荡器或时基发生器185

三、同步187

四、亮度或Z轴变换188

五、外部水平输入188

5-2显示记录仪器189

一、电位计式记录仪189

二、检流计式记录仪189

5-3磁带记录器200

一、工作原理200

二、记录方式204

三、走带速度206

第六章信号分析207

6-1相关分析及其应用208

一、相关208

二、自相关函数210

三、互相关函数214

四、自相关、互相关函数的测量与估计220

6-2功率谱分析及其应用221

一、自功率谱密度函数221

二、互谱密度函数227

6-3数字信号处理233

一、数字信号处理的基本步骤233

二、量化和量化误差235

三、采样、混叠和采样定理235

四、截断、泄漏和窗函数239

五、离散付里叶变换及其快速算法241

六、离散的谱密度估算243

七、应用举例248

第七章位移测量251

7-1常用的位移传感器251

一、电阻式位移传感器254

二、电阻应变式位移传感器255

三、电感式位移传感器256

四、电容式位移传感器260

五、旋转变压器式角位移传感器261

六、微动同步器式角位移传感器264

七、光栅式数字位移传感器265

7-2位移测量应用实例272

一、回转轴误差运动的测量272

二、运动部件移动不均匀性的测量281

三、物位的测量284

第八章振动的测试286

8-1概述288

一、旋转机械的动平衡288

二、机床频率响应测试290

8-2单自由度系统的受迫振动292

一、由作用在质量上的力所引起的受迫振动293

二、由基础运动所引起的受迫振动294

8-3振动的激励297

一、稳态正弦激振297

二、随机激振298

三、瞬态激振299

8-4激振器302

一、电动式激振器302

二、电磁式激振器304

三、电液式激振器306

8-5振动的测量方法及测振传感器307

一、磁电式速度计309

二、压电式加速度计311

三、伺服式加速度计314

四、阻抗头316

五、测振仪器的合理选择317

8-6振动的分析方法与仪器318

一、基于带通滤波器的频谱分析仪319

二、用相关滤波的振动分析仪321

三、跟踪滤波323

四、数字信号处理方法326

8-7机械系统振动参数的估计327

一、自由振动法327

二、共振法328

第九章应变和力的测量331

9-1应变仪331

一、应变仪的组成332

二、应变片的布置和接桥方法333

三、在平面应力状态下测定主应力335

四、提高应变测量精确度的措施336

五、测点的选择338

9-2常用测力传感器的结构339

一、电阻应变式339

二、差动变压器式341

三、电容式341

四、测力传感器的定度342

9-3多向测力传感器347

一、电阻应变式347

二、压电式350

第十章噪声的测量351

10-1基本概念351

一、噪声的物理置度351

二、噪声的主观评价354

10-2噪声测量常用仪器361

一、传声器361

二、声级计368

三、声级计的校准369

10-3噪声测量中的若干问题373

一、一般的现场测量373

二、声功率测量375

三、声压相加376

第十一章温度的测量379

11-1温度标准及基本测置方法379

一、温标379

二、测温法分类380

11-2接触式测温方法383

一、接触式测温仪器383

二、接触式测温误差分析393

11-3非接触式测温方法397

一、热辐射的基本概念397

二、热辐射的基本定律399

三、辐射温度计402

四、红外测温403

11-4切削温度的测量406

一、测量切削温度的方法406

二、用热电偶测温时的寄生热电势411

三、用热电偶法测定切削温度时的定度413