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| 內容簡介： |
本书是在总结多年教学经验和工程实践的基础上，为适应现代高等教育改革需要，参考同类教材的优点编写而成。本书以机械系统测试任务为驱动，以“信号”和“测试装置”为核心展开测试技术相关知识的阐述。
本书共10章，内容包括：简支梁振动及其固有频率测量、信号及其描述、数字信号处理、信号分析与处理、测试系统的传输特性、常用传感器与敏感元件、电信号的调理与记录、振动测试系统、计算机与现代测试技术。
本书适用于高等院校机械类本科生和研究生的“机械工程测试技术”课程教材或教学参考书，也可供职业院校和成人教育相关专业选用。
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| 目錄：
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第1章 绪论 001
1.1 测试技术概况 001
1.1.1 测试和测量系统 001
1.1.2 测试技术的发展概况 004
1.1.3 本书主要内容、学习方法及目的 005
1.2 与测量相关的一些基本概念 006
本章小结 022
思考题与习题 022
第2章 简支梁振动及其固有频率测量 023
2.1 振动的基本理论 023
2.1.1 振动及其分类 023
2.1.2 单自由度系统的振动 024
2.1.3 两自由度系统的振动 030
2.1.4 多自由度系统的振动 033
2.1.5 简支梁的横向自由振动 036
2.2 机械系统固有频率的测量方法 038
2.2.1 自由振动法 038
2.2.2 强迫振动法 039
2.3 简支梁振动测试系统概述 040
本章小结 041
思考题与习题 041
第3章 信号及其描述 042
3.1 信号的分类 042
3.2 信号的时域描述和频域描述 048
3.2.1 信号的时域描述 048
3.2.2 信号的频域描述 049
3.3 周期信号与离散频谱 052
3.3.1 傅里叶级数的三角函数展开式 052
3.3.2 傅里叶级数的复指数函数展开式 057
3.3.3 周期信号的强度表述 060
3.4 瞬变非周期信号与连续频谱 061
3.4.1 傅里叶变换 062
3.4.2 傅里叶变换的主要性质 065
3.5 几种典型信号的频谱 068
3.5.1 矩形窗函数的频谱 068
3.5.2 单位脉冲函数及其频谱 068
3.5.3 正、余弦函数的频谱 070
3.5.4 周期单位脉冲序列的频谱 070
3.6 随机信号 071
3.6.1 随机信号的概念 071
3.6.2 随机信号的分类 072
本章小结 072
思考题与习题 073
第4章 数字信号处理 074
4.1 数字信号处理的基本步骤 074
4.2 信号数字化出现的问题 076
4.2.1 采样、频率混叠与采样定理 076
4.2.2 量化和量化误差 080
4.2.3 截断、泄漏和窗函数 081
4.2.4 频域采样和栅栏效应 084
4.3 快速傅里叶变换的原理 088
4.3.1 离散傅里叶变换（DFT） 088
4.3.2 快速傅里叶变换（FFT） 089
4.4 离散信号的频谱分析 090
本章小结 093
思考题与习题 093
第5章 信号分析与处理 094
5.1 信号的时域分析 094
5.1.1 信号的时域统计参数 094
5.1.2 概率密度函数 096
5.2 相关分析及其应用 098
5.2.1 两个随机变量的相关系数 098
5.2.2 信号的自相关函数 099
5.2.3 信号的互相关函数 104
5.2.4 相关函数估计 108
5.3 功率谱分析及其应用 109
5.3.1 自功率谱密度函数 109
5.3.2 互谱密度函数 115
5.3.3 相干函数 116
5.4 现代信号分析方法简介 118
5.4.1 功率谱估计的现代方法 118
5.4.2 时频分析 119
5.4.3 统计信号处理 120
本章小结 120
思考题与习题 120
第6章 测试系统的传输特性 122
6.1 测试装置的基本要求 122
6.2 线性系统及其主要特性 123
6.2.1 线性系统定义 123
6.2.2 线性系统的主要特性 123
6.3 测试系统的静态特性 125
6.3.1 基本概念 125
6.3.2 静态特性的评定指标 125
6.4 测试系统的动态特性 127
6.4.1 测试系统动态特性的数学描述 127
6.4.2 典型系统的动态特性 133
6.4.3 测试装置对典型输入的响应 142
6.4.4 实现不失真测量的条件 144
6.5 测量系统特性参数的测定 146
6.5.1 测试系统静态特性参数的测定 146
6.5.2 测试系统动态特性参数的测定 147
6.6 负载效应 149
6.6.1 负载效应 150
6.6.2 减轻负载效应的措施 151
6.7 测量装置的抗干扰 151
6.7.1 测量装置的干扰源 152
6.7.2 供电系统的干扰及其抗干扰 152
6.7.3 信道通道的干扰及其抗干扰 153
6.7.4 接地设计 153
本章小结 155
思考题与习题 155
第7章 常用传感器与敏感元件 157
7.1 概述 157
7.1.1 传感器的定义与组成 157
7.1.2 常用传感器分类 158
7.2 机械式传感器及仪器 161
7.3 常用传感器及应用 162
7.3.1 电阻式传感器 162
7.3.2 电容式传感器 170
7.3.3 压电式传感器 176
7.3.4 半导体磁敏传感器 181
7.4 传感器的选用原则 184
本章小结 185
思考题与习题 186
第8章 电信号的调理与记录 187
8.1 电桥 187
8.1.1 直流电桥 187
8.1.2 交流电桥 190
8.1.3 带感应耦合臂的电桥 192
8.2 调制与解调 193
8.2.1 幅值调制与解调 194
8.2.2 频率调制与解调 198
8.3 滤波器 200
8.3.1 概述 200
8.3.2 实际滤波电路 202
8.3.3 带通滤波器在信号频率分析中的应用 204
8.4 信号的放大 206
8.4.1 基本放大电路 207
8.4.2 仪器放大器 207
8.4.3 可编程增益放大器 208
8.5 测试信号的显示与记录 209
8.5.1 信号的显示 209
8.5.2 信号的记录 210
本章小结 210
思考题与习题 211
第9章 振动测试系统 213
9.1 振动测试系统组成 213
9.2 激励信号与激振实验设备 214
9.2.1 激励信号 214
9.2.2 激励实验设备 215
9.3 振动测量传感器 217
9.3.1 涡流式位移传感器 217
9.3.2 电容式传感器 218
9.3.3 磁电式速度计 218
9.3.4 压电式加速度计 219
9.3.5 阻抗头 224
9.3.6 激光多普勒振动测量系统 225
9.4 测试系统的标定 226
本章小结 228
思考题与习题 228
第10章 计算机与现代测试技术 229
10.1 计算机测试系统 229
10.1.1 计算机测试系统的组成 229
10.1.2 计算机测试系统的特征 230
10.2 测试总线与接口 231
10.2.1 GPIB总线系统 231
10.2.2 V线系统 233
10.2.3 P线 235
10.3 虚拟仪器 236
10.3.1 虚拟仪器的概念 236
10.3.2 虚拟仪器的组成 237
10.3.3 虚拟仪器的特点及应用 240
10.4 远程测试的发展现状 240
10.4.1 远程测试的发展现状 240
10.4.2 发展趋势 243
10.5 网络化测试技术 244
10.5.1 网络化测试技术的概念和发展 244
10.5.2 网络化测试系统的结构 245
10.5.3 网络化测试的特点 247
10.6 计算机与网络测试技术的发展 248
本章小结 249
思考题与习题 249
参考文献 250
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| 內容試閱：
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本书结合工程实例讲解测试系统中涉及的概念、理论和方法。在论述上力求深入浅出，从理论到实践，从数学逻辑到物理概念，简明易懂，重点突出，以对实例的讨论引导学生和读者钻研，便于自学。
本书以机械工程领域典型测试工程应用——简支梁固有频率的测量为目标，以测试任务驱动的整个测试环节中涉及的概念、理论、方法为教学内容，以实验环节作为收官，完成相应课程的教学。
本书主要内容是由一个实例和两条主线构成，实例是简支梁振动及固有频率测量，两条主线的核心分别是信号和测试装置。第一条主线以信号为核心，内容包括信号分类、信号描述、信号数字化处理、信号分析与处理等；第二条主线以测试装置为核心，主要讲解测试装置的传输特性及信号的失真分析、常用传感器、电信号的调理与记录、计算机与现代测试系统等。
本书共分为10章。第1章介绍了测试的基本内容、任务，测试系统的一般组成，测试技术的应用、发展现状及与测量相关的一些基本概念；第2章介绍了简支梁振动的基本理论及固有频率的测量方法，提出了测试任务；第3～5章主要论述了信号的分类、描述、数字化过程及信号的分析与处理；第6章介绍了测试系统的静态、动态特性及不失真测量；第7章介绍了常用传感器的工作原理、测量电路及应用实例；第8章主要介绍了传感器输出电信号的放大、调制解调、滤波等调理环节；第9章是针对第2章提出的测试任务，利用第3～8章介绍的理论和方法，构建振动测试系统；第10章介绍了现代测试的关键技术及发展趋势。
“机械工程测试技术”是一门实践性很强的课程，课程教学需要32～40学时，其中实验需要6～10学时。第5章结束后开设“数字信号分析与处理”实验；第8章结束后开设“测试装置静态特性标定”实验；第9章结束后开设“简支梁固有频率测量”实验。本教材将实例中涉及的概念、原理、方法等问题融入两条主线，最后再以实验验证来结束课程，形成一个由理论到实践的教学闭环。
本书第1、3、4、5章由刘辉编写，第2、9、10章由吕志杰编写，第6、8章由逄波编写，第7章由李凡冰编写，全书由刘辉统稿。王立强、薛磊、党迪、孙中阳在整个编写过程中做了大量工作，在此表示衷心的感谢！本书获得山东建筑大学教材建设基金资助，在此一并表示诚挚的感谢！
由于编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请广大同行和读者批评指正。
编者
2024年2月
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