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第1章　测试系统的构成1

1.1　测试技术的任务和重要性1

1.2　测试系统的构成2

1.3　测试标准体系6

习题与思考题7

第2章　测试系统的基本特征8

2.1　测试系统的主要特性8

2.2　测试系统的静态特性9

2.2.1　静态传递方程与定度曲线9

2.2.2　灵敏度10

2.2.3　线性度10

2.2.4　回程误差11

2.2.5　稳定性11

2.3　测试系统的动态特性12

2.3.1　测试系统动态传递特性的时域描述12

2.3.2　测试系统动态传递特性的频域描述13

2.3.3　测试系统动态特性参数的识别14

2.4　测试系统不失真传递信号的条件18

2.5　测试系统的抗干扰19

习题与思考题22

第3章　传感器定义及分类23

3.1　传感器的定义23

3.2　传感器的组成24

3.3　传感器的分类25

习题与思考题25

第4章　常规传感器原理及应用26

4.1　电阻式传感器26

4.1.1 电位器式电阻传感器26

4.1.2　应变片式电阻传感器32

4.2　电感式传感器43

4.2.1　自感式传感器43

4.2.2　差动变压器式传感器49

4.2.3　电涡流式传感器52

4.2.4　感应同步器55

4.3　电容式传感器58

4.3.1　工作原理和结构类型58

4.3.2　转换电路63

4.3.3　电容式传感器的应用65

4.4　压电式传感器68

4.4.1　压电效应68

4.4.2　压电传感器的等效电路和测量电路70

4.4.3　压电式传感器的应用72

4.5　磁电式传感器74

4.5.1　磁电感应式传感器工作原理75

4.5.2　磁电感应式传感器基本特性76

4.5.3　磁电感应式传感器的测量电路78

4.5.4　磁电感应式传感器的应用78

4.6　热电式传感器79

4.6.1　热电偶温度传感器80

4.6.2　热电阻温度传感器86

4.6.3　热敏电阻温度传感器90

4.7　光电传感器93

4.7.1　光源与光的特性94

4.7.2　光电效应94

4.7.3　光电式传感器的类型101

4.7.4　光电编码器103

4.7.5 固态图像传感器（CCD）105

4.8　霍尔式传感器107

4.8.1　霍尔效应107

4.8.2　霍尔元件结构及测量电路109

4.8.3　霍尔元件基本特性110

4.8.4　霍尔式传感器的应用112

习题与思考题114

第5章　新型传感器原理及应用116

5.1　激光传感器116

5.1.1　激光产生的原理116

5.1.2　激光的特性117

5.1.3　激光器及其特性117

5.1.4　激光探测器的应用118

5.2　光纤传感器119

5.2.1　光纤的结构120

5.2.2　传光原理121

5.2.3　光纤的种类121

5.2.4　光纤传感器分类122

5.2.5　光纤传感器的应用124

5.2.6　光纤传感器的发展趋势125

5.3　智能传感器126

5.3.1　概述126

5.3.2　智能传感器实现的途径128

5.3.3　智能传感器的发展前景131

5.4　MEMS传感器133

习题与思考题135

第6章　传感器的发展趋势及选用原则136

6.1　传感器的发展现状136

6.2　传感器的发展趋势137

6.3　传感器改善性能的途径138

6.4　传感器选用原则139

习题与思考题141

第7章　信号分析基础142

7.1　信号的分类142

7.1.1　信号的概念及其描述方法142

7.1.2　信号分类143

7.2　信号分析中的常用函数145

7.2.1　正弦信号145

7.2.2　单位冲激信号（δ函数）146

7.2.3　单位阶跃函数147

7.2.4　sinc（t）函数147

7.3　信号的时域分析148

7.3.1　均值148

7.3.2　均方值148

7.3.3　方差148

7.3.4　波形图149

7.4　信号的幅值域分析149

7.4.1　概率密度函数149

7.4.2　概率分布函数150

7.4.3　直方图分析150

7.5　信号的频域分析151

7.5.1　频域分析中的基本概念152

7.5.2　周期信号的频谱154

7.5.3　非周期信号的频谱158

7.5.4　随机信号的频谱167

7.5.5　频域分析的应用170

7.6　信号的相关分析171

7.6.1　相关函数171

7.6.2　相关函数的性质及物理含义172

7.6.3 随机信号的相关函数与其频谱的关系174

7.7　卷积及卷积定理174

7.7.1　卷积的定义174

7.7.2　卷积定理175

7.8　时频联合分析方法简介177

7.8.1　短时傅里叶变换177

7.8.2　小波分析178

习题与思考题180

第8章　信号调理182

8.1　放大电路182

8.1.1　反相放大器183

8.1.2　同相放大器183

8.1.3　差动放大器183

8.1.4　交流放大电路184

8.1.5　电荷放大器185

8.1.6　测量放大器186

8.1.7　隔离放大器187

8.2　电桥187

8.2.1　直流电桥187

8.2.2　交流电桥190

8.3　调制与解调191

8.3.1　调制的类型191

8.3.2　调幅及其解调192

8.4　滤波器195

8.4.1　滤波器的分类195

8.4.2　理想滤波器196

8.4.3　实际滤波器196

8.4.4　无源滤波器197

8.4.5　有源滤波器199

习题与思考题200

第9章　数字信号处理202

9.1　数据采集202

9.1.1　数据采集系统的基本组成202

9.1.2　数据采集系统的主要性能指标204

9.1.3　采样过程与采样定理205

9.2　离散傅里叶变换211

9.2.1　离散傅里叶变换（DFT）211

9.2.2　快速傅里叶变换（FFT）212

9.3　DFT变换过程中的问题213

9.3.1　FFT的谱分析极限213

9.3.2　频率混叠现象及其抑制214

9.3.3　信号的截断与泄漏216

9.3.4　常用窗函数及其特性219

习题与思考题220

第10章　振动测试221

10.1　振动测试方法221

10.1.1　振动测试基本方法221

10.1.2　测振系统的定度和校准236

10.1.3　测试方案的制订和测试系统的选择238

10.2　机械阻抗测试系统242

习题与思考题244

第11章　噪声测试245

11.1　噪声测试方法245

11.1.1　声学基本概念245

11.1.2　噪声的物理度量246

11.1.3　多声源噪声级合成、扣除和平均248

11.1.4　噪声的频谱分析252

11.1.5　噪声的主观评价253

11.2　噪声测量仪器及应用257

11.2.1　传声器257

11.2.2　声压测量仪器259

11.2.3　声强测量261

习题与思考题263

第12章　机械参量测试265

12.1　转速、扭矩与功率测试265

12.1.1　转速测量265

12.1.2　扭矩测量技术270

12.1.3　功率测量274

12.2　应力应变测试279

12.2.1　应变测量技术279

12.2.2　应力测量284

12.3　流量压力测量285

12.3.1　流量测量概述285

12.3.2　流量测量传感器285

12.3.3　压力测量技术291

第13章　传感器在工业中的应用298

13.1　传感器在工业机器人中的应用298

13.1.1　零位和极限位置的检测299

13.1.2　位移量的检测299

13.1.3　速度、加速度的检测300

13.1.4　外部信息传感器在电弧焊机器人中的应用301

13.2　传感器在CNC机床与加工中心中的应用303

13.2.1　传感器在位置反馈系统中的应用303

13.2.2　传感器在速度反馈系统中的应用304

13.2.3　传感器在位置检测中的应用305

13.3　传感器在三坐标测量机中的应用306

13.3.1 三坐标测量机的传感检测系统306

13.3.2　三坐标测量机的测量探头307

13.4　传感器在汽车机电一体化中的应用309

13.4.1　汽车用传感器311

13.4.2　传感器在发动机中的典型应用315

13.4.3　传感器在汽车空调系统中的应用318

13.4.4　公路交通用传感器319

13.5　传感器在炼钢转炉监测中的应用322

习题与思考题324

参考文献325