- 科学出版社
- 9787030848161
- 1版
- 2026-02
- 工学
- 机械类
- 机电类、机械类
- 本科
内容简介
本书以新工科建设为引领，突出产教融合、理实一体的编写思路，系统介绍测试技术的基础理论与工程应用。全书共分为8章，其中第1～7章为基础理论部分，内容包括信号及其描述、测试系统的基本特性、常用传感器、信号的调理与记录、信号的分析与处理，以及现代测试技术中的虚拟仪器应用等内容。第8章为企业测试技术应用案例，深度融合企业实际工程经验与测试技术理论知识，强化工程背景，培养学生工程实践能力与系统思维。
本书内容设置紧贴应用型、技能型人才培养需求，结构清晰、注重实践，既可作为高等教育及职业教育机电类、机械类及相关专业的教材，也适合成人教育师生及从事测试技术研究与应用的工程技术人员参考使用。
本书内容设置紧贴应用型、技能型人才培养需求，结构清晰、注重实践，既可作为高等教育及职业教育机电类、机械类及相关专业的教材，也适合成人教育师生及从事测试技术研究与应用的工程技术人员参考使用。
目录
目 录
第1章 绪论 1
1.1 测试技术概述及其重要性 2
1.2 测试技术课程学习的内容及任务 3
1.3 测试系统的组成 6
1.4 测试技术的发展 7
1.5 本课程的特点与学习要求 10
本章小结 11
第2章 信号及其描述 12
2.1 信号和信息 12
2.2 信号的分类 13
2.2.1 确定性信号和非确定性信号 13
2.2.2 连续信号和离散信号 16
2.2.3 能量信号和功率信号 16
2.2.4 时域信号和频域信号 17
2.3 周期信号的描述 17
2.3.1 周期信号的时域参数描述 17
2.3.2 周期信号的频域描述 18
2.4 非周期信号的描述方法 23
2.4.1 傅里叶变换 24
2.4.2 傅里叶变换的主要性质 26
2.4.3 几种典型信号的频谱 31
2.5 随机信号的描述 36
2.5.1 随机信号的概念及分类 36
2.5.2 随机过程的主要统计参数 38
习题 39
本章小结 40
第3章 测试系统的基本特性 41
3.1 线性系统及其主要性质 42
3.1.1 测试系统概述 42
3.1.2 线性系统主要性质 43
3.2 测试系统的静态特性 45
3.2.1 测试系统静态特性的定义 45
3.2.2 测试系统的静态特性指标 45
3.2.3 测试系统主要静态特性参数的测定 49
3.3 测试系统的动态特性 51
3.3.1 传递函数 51
3.3.2 频率响应函数 52
3.3.3 脉冲响应函数 54
3.3.4 一阶系统及二阶系统的特性 55
3.4 测试系统在典型输入下的响应 60
3.4.1 测试系统对单位脉冲信号输入的响应 60
3.4.2 测试系统对单位阶跃信号输入的响应 62
3.4.3 测试系统对正弦输入的响应 63
3.4.4 测试系统动态特性参数的测定 65
3.5 测试系统实现不失真测量的条件 67
3.5.1 不失真测量的概念 67
3.5.2 不失真测量的条件 68
3.5.3 一阶系统和二阶系统的不失真分析 69
习题 70
本章小结 71
第4章 常用传感器 72
4.1 传感器概述 73
4.1.1 传感器的定义 73
4.1.2 常用传感器分类 74
4.1.3 传感器的应用 75
4.1.4 传感器的选用原则 76
4.1.5 传感器的发展趋势 78
4.2 电阻式传感器 80
4.2.1 电阻应变式传感器 80
4.2.2 变阻式传感器 84
4.3 电感式传感器 86
4.3.1 自感型传感器 86
4.3.2 互感型传感器 90
4.4 电容式传感器 92
4.5 压电式传感器 97
4.6 磁电式传感器 101
4.6.1 磁电感应式传感器 101
4.6.2 霍尔式传感器 105
4.7 光电式传感器 106
4.7.1 光电效应传感器 107
4.7.2 红外传感器 115
4.7.3 光纤传感器 117
4.7.4 固体图像传感器 120
习题 122
本章小结 123
第5章 信号的调理与记录 124
5.1 电桥 125
5.1.1 直流电桥 125
5.1.2 交流电桥 128
5.2 信号的放大与隔离 129
5.2.1 基本放大器 130
5.2.2 测量放大器 131
5.2.3 隔离放大器 132
5.3 调制与解调 133
5.3.1 幅值调制与解调 134
5.3.2 频率调制与解调 138
5.4 滤波器 140
5.4.1 滤波器分类 141
5.4.2 滤波器性能分析 141
5.4.3 RC调谐式滤波器 144
5.4.4 恒带宽比和恒带宽滤波器 146
5.4.5 无源滤波器与有源滤波器 148
5.4.6 数字滤波器 151
5.5 信号显示和记录 152
5.5.1 信号显示和记录概述 152
5.5.2 信号显示和记录的类型及特点 153
习题 154
本章小结 155
第6章 信号的分析与处理 156
6.1 信号的时域分析 157
6.1.1 特征值分析 157
6.1.2 概率密度函数分析 159
6.2 信号的相关分析 162
6.2.1 相关系数 162
6.2.2 自相关分析 163
6.2.3 互相关分析 166
6.2.4 互相关技术的工程应用 168
6.3 信号的频域分析 171
6.3.1 巴塞伐尔定理 171
6.3.2 功率谱分析及其应用 172
6.3.3 相干函数 176
6.3.4 倒频谱分析 177
6.4 数字信号处理基础 180
6.4.1 时域采样和采样定理 181
6.4.2 截断、泄漏和窗函数 183
习题 185
本章小结 186
第7章 现代测试技术中的虚拟仪器应用 187
7.1 虚拟仪器概述 188
7.1.1 虚拟仪器的基本概念 188
7.1.2 虚拟仪器的组成 188
7.1.3 LabVIEW简介 190
7.1.4 LabVIEW程序设计基础 190
7.2 基于LabVIEW虚拟仪器测试技术基础案例 192
7.2.1 LabVIEW概述 192
7.2.2 用公式生成测试波形 193
7.2.3 信号互相关分析 193
7.2.4 快速傅里叶变换分析 194
7.2.5 幅值谱、相位谱分析 195
7.2.6 自功率谱分析 195
7.2.7 谐波分析 196
7.2.8 Butterworth低通滤波器 197
7.3 基于LabVIEW虚拟仪器测试技术综合案例 197
7.3.1 基于USB-6009的模拟量采集虚拟仪器程序开发（虚拟硬件） 198
7.3.2 基于USB-6009的模拟量采集虚拟仪器程序开发（实体硬件） 201
7.3.3 基于百度飞桨的图像分类虚拟仪器测试程序开发 203
7.3.4 虚拟仪器程序调用DeepSeek 209
习题 215
本章小结 215
第8章 测试技术工程应用 216
8.1 我国自主研发的测试平台 217
8.2 设备振动测试 221
8.2.1 振动的基本知识 221
8.2.2 振动传感器、激励及激振器 223
8.2.3 振动测试系统及其标定 227
8.3 风力发电机风轮叶片测试 229
8.3.1 气动性能试验 229
8.3.2 固有特性试验 231
8.3.3 静力试验 232
8.4 新能源汽车测试 234
本章小结 239
参考文献 240
第1章 绪论 1
1.1 测试技术概述及其重要性 2
1.2 测试技术课程学习的内容及任务 3
1.3 测试系统的组成 6
1.4 测试技术的发展 7
1.5 本课程的特点与学习要求 10
本章小结 11
第2章 信号及其描述 12
2.1 信号和信息 12
2.2 信号的分类 13
2.2.1 确定性信号和非确定性信号 13
2.2.2 连续信号和离散信号 16
2.2.3 能量信号和功率信号 16
2.2.4 时域信号和频域信号 17
2.3 周期信号的描述 17
2.3.1 周期信号的时域参数描述 17
2.3.2 周期信号的频域描述 18
2.4 非周期信号的描述方法 23
2.4.1 傅里叶变换 24
2.4.2 傅里叶变换的主要性质 26
2.4.3 几种典型信号的频谱 31
2.5 随机信号的描述 36
2.5.1 随机信号的概念及分类 36
2.5.2 随机过程的主要统计参数 38
习题 39
本章小结 40
第3章 测试系统的基本特性 41
3.1 线性系统及其主要性质 42
3.1.1 测试系统概述 42
3.1.2 线性系统主要性质 43
3.2 测试系统的静态特性 45
3.2.1 测试系统静态特性的定义 45
3.2.2 测试系统的静态特性指标 45
3.2.3 测试系统主要静态特性参数的测定 49
3.3 测试系统的动态特性 51
3.3.1 传递函数 51
3.3.2 频率响应函数 52
3.3.3 脉冲响应函数 54
3.3.4 一阶系统及二阶系统的特性 55
3.4 测试系统在典型输入下的响应 60
3.4.1 测试系统对单位脉冲信号输入的响应 60
3.4.2 测试系统对单位阶跃信号输入的响应 62
3.4.3 测试系统对正弦输入的响应 63
3.4.4 测试系统动态特性参数的测定 65
3.5 测试系统实现不失真测量的条件 67
3.5.1 不失真测量的概念 67
3.5.2 不失真测量的条件 68
3.5.3 一阶系统和二阶系统的不失真分析 69
习题 70
本章小结 71
第4章 常用传感器 72
4.1 传感器概述 73
4.1.1 传感器的定义 73
4.1.2 常用传感器分类 74
4.1.3 传感器的应用 75
4.1.4 传感器的选用原则 76
4.1.5 传感器的发展趋势 78
4.2 电阻式传感器 80
4.2.1 电阻应变式传感器 80
4.2.2 变阻式传感器 84
4.3 电感式传感器 86
4.3.1 自感型传感器 86
4.3.2 互感型传感器 90
4.4 电容式传感器 92
4.5 压电式传感器 97
4.6 磁电式传感器 101
4.6.1 磁电感应式传感器 101
4.6.2 霍尔式传感器 105
4.7 光电式传感器 106
4.7.1 光电效应传感器 107
4.7.2 红外传感器 115
4.7.3 光纤传感器 117
4.7.4 固体图像传感器 120
习题 122
本章小结 123
第5章 信号的调理与记录 124
5.1 电桥 125
5.1.1 直流电桥 125
5.1.2 交流电桥 128
5.2 信号的放大与隔离 129
5.2.1 基本放大器 130
5.2.2 测量放大器 131
5.2.3 隔离放大器 132
5.3 调制与解调 133
5.3.1 幅值调制与解调 134
5.3.2 频率调制与解调 138
5.4 滤波器 140
5.4.1 滤波器分类 141
5.4.2 滤波器性能分析 141
5.4.3 RC调谐式滤波器 144
5.4.4 恒带宽比和恒带宽滤波器 146
5.4.5 无源滤波器与有源滤波器 148
5.4.6 数字滤波器 151
5.5 信号显示和记录 152
5.5.1 信号显示和记录概述 152
5.5.2 信号显示和记录的类型及特点 153
习题 154
本章小结 155
第6章 信号的分析与处理 156
6.1 信号的时域分析 157
6.1.1 特征值分析 157
6.1.2 概率密度函数分析 159
6.2 信号的相关分析 162
6.2.1 相关系数 162
6.2.2 自相关分析 163
6.2.3 互相关分析 166
6.2.4 互相关技术的工程应用 168
6.3 信号的频域分析 171
6.3.1 巴塞伐尔定理 171
6.3.2 功率谱分析及其应用 172
6.3.3 相干函数 176
6.3.4 倒频谱分析 177
6.4 数字信号处理基础 180
6.4.1 时域采样和采样定理 181
6.4.2 截断、泄漏和窗函数 183
习题 185
本章小结 186
第7章 现代测试技术中的虚拟仪器应用 187
7.1 虚拟仪器概述 188
7.1.1 虚拟仪器的基本概念 188
7.1.2 虚拟仪器的组成 188
7.1.3 LabVIEW简介 190
7.1.4 LabVIEW程序设计基础 190
7.2 基于LabVIEW虚拟仪器测试技术基础案例 192
7.2.1 LabVIEW概述 192
7.2.2 用公式生成测试波形 193
7.2.3 信号互相关分析 193
7.2.4 快速傅里叶变换分析 194
7.2.5 幅值谱、相位谱分析 195
7.2.6 自功率谱分析 195
7.2.7 谐波分析 196
7.2.8 Butterworth低通滤波器 197
7.3 基于LabVIEW虚拟仪器测试技术综合案例 197
7.3.1 基于USB-6009的模拟量采集虚拟仪器程序开发（虚拟硬件） 198
7.3.2 基于USB-6009的模拟量采集虚拟仪器程序开发（实体硬件） 201
7.3.3 基于百度飞桨的图像分类虚拟仪器测试程序开发 203
7.3.4 虚拟仪器程序调用DeepSeek 209
习题 215
本章小结 215
第8章 测试技术工程应用 216
8.1 我国自主研发的测试平台 217
8.2 设备振动测试 221
8.2.1 振动的基本知识 221
8.2.2 振动传感器、激励及激振器 223
8.2.3 振动测试系统及其标定 227
8.3 风力发电机风轮叶片测试 229
8.3.1 气动性能试验 229
8.3.2 固有特性试验 231
8.3.3 静力试验 232
8.4 新能源汽车测试 234
本章小结 239
参考文献 240
