本書是在總結多年教學經驗和工程實踐的基礎上，為適應現(xiàn)代高等教育改革需要，參考同類教材的優(yōu)點編寫而成。本書以機械系統(tǒng)測試任務為驅動，以“信號”和“測試裝置”為核心展開測試技術相關知識的闡述。
本書共10章，內容包括：簡支梁振動及其固有頻率測量、信號及其描述、數(shù)字信號處理、信號分析與處理、測試系統(tǒng)的傳輸特性、常用傳感器與敏感元件、電信號的調理與記錄、振動測試系統(tǒng)、計算機與現(xiàn)代測試技術。
本書適用于高等院校機械類本科生和研究生的“機械工程測試技術”課程教材或教學參考書，也可供職業(yè)院校和成人教育相關專業(yè)選用。
第1章 緒論 001
1.1 測試技術概況 001
1.1.1 測試和測量系統(tǒng) 001
1.1.2 測試技術的發(fā)展概況 004
1.1.3 本書主要內容、學習方法及目的 005
1.2 與測量相關的一些基本概念 006
本章小結 022
思考題與習題 022
第2章 簡支梁振動及其固有頻率測量 023
2.1 振動的基本理論 023
2.1.1 振動及其分類 023
2.1.2 單自由度系統(tǒng)的振動 024
2.1.3 兩自由度系統(tǒng)的振動 030
2.1.4 多自由度系統(tǒng)的振動 033
2.1.5 簡支梁的橫向自由振動 036
2.2 機械系統(tǒng)固有頻率的測量方法 038
2.2.1 自由振動法 038
2.2.2 強迫振動法 039
2.3 簡支梁振動測試系統(tǒng)概述 040
本章小結 041
思考題與習題 041
第3章 信號及其描述 042
3.1 信號的分類 042
3.2 信號的時域描述和頻域描述 048
3.2.1 信號的時域描述 048
3.2.2 信號的頻域描述 049
3.3 周期信號與離散頻譜 052
3.3.1 傅里葉級數(shù)的三角函數(shù)展開式 052
3.3.2 傅里葉級數(shù)的復指數(shù)函數(shù)展開式 057
3.3.3 周期信號的強度表述 060
3.4 瞬變非周期信號與連續(xù)頻譜 061
3.4.1 傅里葉變換 062
3.4.2 傅里葉變換的主要性質 065
3.5 幾種典型信號的頻譜 068
3.5.1 矩形窗函數(shù)的頻譜 068
3.5.2 單位脈沖函數(shù)及其頻譜 068
3.5.3 正、余弦函數(shù)的頻譜 070
3.5.4 周期單位脈沖序列的頻譜 070
3.6 隨機信號 071
3.6.1 隨機信號的概念 071
3.6.2 隨機信號的分類 072
本章小結 072
思考題與習題 073
第4章 數(shù)字信號處理 074
4.1 數(shù)字信號處理的基本步驟 074
4.2 信號數(shù)字化出現(xiàn)的問題 076
4.2.1 采樣、頻率混疊與采樣定理 076
4.2.2 量化和量化誤差 080
4.2.3 截斷、泄漏和窗函數(shù) 081
4.2.4 頻域采樣和柵欄效應 084
4.3 快速傅里葉變換的原理 088
4.3.1 離散傅里葉變換（DFT） 088
4.3.2 快速傅里葉變換（FFT） 089
4.4 離散信號的頻譜分析 090
本章小結 093
思考題與習題 093
第5章 信號分析與處理 094
5.1 信號的時域分析 094
5.1.1 信號的時域統(tǒng)計參數(shù) 094
5.1.2 概率密度函數(shù) 096
5.2 相關分析及其應用 098
5.2.1 兩個隨機變量的相關系數(shù) 098
5.2.2 信號的自相關函數(shù) 099
5.2.3 信號的互相關函數(shù) 104
5.2.4 相關函數(shù)估計 108
5.3 功率譜分析及其應用 109
5.3.1 自功率譜密度函數(shù) 109
5.3.2 互譜密度函數(shù) 115
5.3.3 相干函數(shù) 116
5.4 現(xiàn)代信號分析方法簡介 118
5.4.1 功率譜估計的現(xiàn)代方法 118
5.4.2 時頻分析 119
5.4.3 統(tǒng)計信號處理 120
本章小結 120
思考題與習題 120
第6章 測試系統(tǒng)的傳輸特性 122
6.1 測試裝置的基本要求 122
6.2 線性系統(tǒng)及其主要特性 123
6.2.1 線性系統(tǒng)定義 123
6.2.2 線性系統(tǒng)的主要特性 123
6.3 測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性 125
6.3.1 基本概念 125
6.3.2 靜態(tài)特性的評定指標 125
6.4 測試系統(tǒng)的動態(tài)特性 127
6.4.1 測試系統(tǒng)動態(tài)特性的數(shù)學描述 127
6.4.2 典型系統(tǒng)的動態(tài)特性 133
6.4.3 測試裝置對典型輸入的響應 142
6.4.4 實現(xiàn)不失真測量的條件 144
6.5 測量系統(tǒng)特性參數(shù)的測定 146
6.5.1 測試系統(tǒng)靜態(tài)特性參數(shù)的測定 146
6.5.2 測試系統(tǒng)動態(tài)特性參數(shù)的測定 147
6.6 負載效應 149
6.6.1 負載效應 150
6.6.2 減輕負載效應的措施 151
6.7 測量裝置的抗干擾 151
6.7.1 測量裝置的干擾源 152
6.7.2 供電系統(tǒng)的干擾及其抗干擾 152
6.7.3 信道通道的干擾及其抗干擾 153
6.7.4 接地設計 153
本章小結 155
思考題與習題 155
第7章 常用傳感器與敏感元件 157
7.1 概述 157
7.1.1 傳感器的定義與組成 157
7.1.2 常用傳感器分類 158
7.2 機械式傳感器及儀器 161
7.3 常用傳感器及應用 162
7.3.1 電阻式傳感器 162
7.3.2 電容式傳感器 170
7.3.3 壓電式傳感器 176
7.3.4 半導體磁敏傳感器 181
7.4 傳感器的選用原則 184
本章小結 185
思考題與習題 186
第8章 電信號的調理與記錄 187
8.1 電橋 187
8.1.1 直流電橋 187
8.1.2 交流電橋 190
8.1.3 帶感應耦合臂的電橋 192
8.2 調制與解調 193
8.2.1 幅值調制與解調 194
8.2.2 頻率調制與解調 198
8.3 濾波器 200
8.3.1 概述 200
8.3.2 實際濾波電路 202
8.3.3 帶通濾波器在信號頻率分析中的應用 204
8.4 信號的放大 206
8.4.1 基本放大電路 207
8.4.2 儀器放大器 207
8.4.3 可編程增益放大器 208
8.5 測試信號的顯示與記錄 209
8.5.1 信號的顯示 209
8.5.2 信號的記錄 210
本章小結 210
思考題與習題 211
第9章 振動測試系統(tǒng) 213
9.1 振動測試系統(tǒng)組成 213
9.2 激勵信號與激振實驗設備 214
9.2.1 激勵信號 214
9.2.2 激勵實驗設備 215
9.3 振動測量傳感器 217
9.3.1 渦流式位移傳感器 217
9.3.2 電容式傳感器 218
9.3.3 磁電式速度計 218
9.3.4 壓電式加速度計 219
9.3.5 阻抗頭 224
9.3.6 激光多普勒振動測量系統(tǒng) 225
9.4 測試系統(tǒng)的標定 226
本章小結 228
思考題與習題 228
第10章 計算機與現(xiàn)代測試技術 229
10.1 計算機測試系統(tǒng) 229
10.1.1 計算機測試系統(tǒng)的組成 229
10.1.2 計算機測試系統(tǒng)的特征 230
10.2 測試總線與接口 231
10.2.1 GPIB總線系統(tǒng) 231
10.2.2 VXI總線系統(tǒng) 233
10.2.3 PXI總線 235
10.3 虛擬儀器 236
10.3.1 虛擬儀器的概念 236
10.3.2 虛擬儀器的組成 237
10.3.3 虛擬儀器的特點及應用 240
10.4 遠程測試的發(fā)展現(xiàn)狀 240
10.4.1 遠程測試的發(fā)展現(xiàn)狀 240
10.4.2 發(fā)展趨勢 243
10.5 網絡化測試技術 244
10.5.1 網絡化測試技術的概念和發(fā)展 244
10.5.2 網絡化測試系統(tǒng)的結構 245
10.5.3 網絡化測試的特點 247
10.6 計算機與網絡測試技術的發(fā)展 248
本章小結 249
思考題與習題 249
參考文獻 250
書單推薦
