機(jī)電工程測(cè)試與信號(hào)分析

高等學(xué)校適用教材:本書介紹了測(cè)試技術(shù)和信號(hào)分析的基本理論、基本方法、最新發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用，涉及測(cè)量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)、測(cè)試裝置的基本特性等。

第1章緒論

第一節(jié)概述

一、測(cè)試與信息

二、測(cè)試技術(shù)的內(nèi)容與作用

三、測(cè)試技術(shù)的發(fā)展

第二節(jié)測(cè)量方法和測(cè)量誤差

一、測(cè)量方法

二、測(cè)量誤差

第三節(jié) 系統(tǒng)的相似性和機(jī)電模擬

一、相似系統(tǒng)

二、變量的分類

三、機(jī)電模擬

第四節(jié)測(cè)量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)

一、系統(tǒng)、輸入和輸出

二、開環(huán)測(cè)量系統(tǒng)和閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)

三、反饋測(cè)量系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)

第五節(jié)動(dòng)態(tài)測(cè)試的特點(diǎn)和研究方法

思考與練習(xí)題

第2章信號(hào)及其描述

第一節(jié)概述

一、信號(hào)與信息

二、信號(hào)的分類

三、信號(hào)的描述

第二節(jié)周期信號(hào)與離散頻譜

一、周期信號(hào)的傅里葉三角函數(shù)展開式

二、周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式

三、周期信號(hào)的強(qiáng)度表述

第三節(jié)非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜

一、傅里葉變換

二、傅里葉變換的主要性質(zhì)

三、幾種典型信號(hào)的頻譜

第四節(jié)隨機(jī)信號(hào)

一、概述

二、隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)

思考與練習(xí)題

第3章測(cè)試裝置的基本特性

第一節(jié)概述

第二節(jié)測(cè)試裝置的基本特性

一、線性系統(tǒng)及其主要性質(zhì)

二、測(cè)試裝置的靜態(tài)特性

三、測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性

第三節(jié)實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件

第四節(jié)測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試

一、頻率響應(yīng)法

二、階躍響應(yīng)法

第五節(jié)測(cè)試裝置的負(fù)載效應(yīng)和適配

一、負(fù)載效應(yīng)

二、測(cè)試裝置與被測(cè)信號(hào)的適配

思考與練習(xí)題

第4章常用傳感器

第一節(jié)概述

第二節(jié)電阻式傳感器

一、變阻器式傳感器

二、電阻應(yīng)變式傳感器

第三節(jié)電感式傳感器

一、可變磁阻式

二、渦流式

三、差動(dòng)變壓器式

第四節(jié)電容式傳感器

一、極距變化型

二、面積變化型

三、介質(zhì)變化型

四、兩種測(cè)量電路

第五節(jié)壓電式傳感器

一、壓電效應(yīng)

二、壓電式傳感器及其等效電路

三、測(cè)量電路

第六節(jié)磁電式傳感器

一、動(dòng)圈式

二、磁阻式

第七節(jié)光電式傳感器

一、光敏元件

二、光電式傳感器

第八節(jié)其他類型的傳感器

一、霍爾傳感器

二、熱敏電阻

三、氣敏電阻

四、超聲波探頭

五、光導(dǎo)纖維傳感器

六、固態(tài)圖像傳感器

思考與練習(xí)題

第5章信號(hào)的中間變換和變換裝置

第一節(jié)概述

第二節(jié)電橋

一、直流電橋

二、交流電橋

第三節(jié)調(diào)制與解調(diào)

一、調(diào)幅與解調(diào)

二、調(diào)頻與解調(diào)

第四節(jié)濾波器

一、濾波器特性及描述

二、實(shí)際濾波器的應(yīng)用

第五節(jié)模擬―數(shù)字轉(zhuǎn)換器

一、數(shù)―模轉(zhuǎn)換器

二、模―數(shù)轉(zhuǎn)換器

思考與練習(xí)題

第6章信號(hào)的記錄

第一節(jié)概述

第二節(jié)顯式記錄

一、光線示波器

二、筆式記錄儀

第三節(jié)隱式記錄

一、磁記錄

二、光盤記錄

思考與練習(xí)題

第7章信號(hào)的分析與處理

第一節(jié)概述

第二節(jié)信號(hào)的時(shí)域分析

一、時(shí)域分解

二、時(shí)域相關(guān)分析

第三節(jié)信號(hào)的頻域分析

一、自功率譜密度函數(shù)和互功率譜密度函數(shù)

二、應(yīng)用舉例

第四節(jié)模擬信號(hào)分析

一、統(tǒng)計(jì)誤差

二、均值、均方值、均方根值的測(cè)量與估計(jì)

三、概率密度的估計(jì)

四、自相關(guān)函數(shù)的估計(jì)

五、功率譜的估計(jì)

六、模擬信號(hào)估計(jì)方法存在的一些問題

第五節(jié)數(shù)字信號(hào)分析初步

一、數(shù)字信號(hào)處理的一般步驟

二、時(shí)域采樣、混疊和采樣定理

三、截?cái)唷⑿孤┖痛昂瘮?shù)

四、離散傅里葉變換

五、快速傅里葉變換和數(shù)字濾波簡介

第六節(jié)信號(hào)的時(shí)頻分析簡介

思考與練習(xí)題

第8章振動(dòng)的測(cè)量

第一節(jié)概述

一、振動(dòng)量的測(cè)量

二、振動(dòng)系統(tǒng)特性的測(cè)量

第二節(jié)振動(dòng)的激勵(lì)

一、穩(wěn)態(tài)正弦激振

二、隨機(jī)激振

三、瞬態(tài)激振

第三節(jié)激振器

一、電動(dòng)式激振器

二、電磁式激振器

三、電液式激振器

第四節(jié)振動(dòng)的測(cè)量方法及測(cè)振傳感器

一、磁電式速度計(jì)

二、壓電式加速度計(jì)

三、壓電式力傳感器

四、阻抗頭

第五節(jié)振動(dòng)的分析方法與儀器

一、基于帶通濾波器的頻譜分析儀

二、利用相關(guān)濾波的振動(dòng)分析儀

三、跟蹤濾波器

第9章力和扭矩的測(cè)量

第一節(jié)概述

第二節(jié)力的測(cè)量

一、力的測(cè)量方法

二、測(cè)力傳感器

第三節(jié)切削力的測(cè)量

一、幾種典型的測(cè)力儀

二、切削測(cè)力儀的定標(biāo)

第四節(jié)扭矩的測(cè)量

一、平衡力扭矩測(cè)量法

二、電阻應(yīng)變扭矩測(cè)量法

三、光電式相位位移扭矩測(cè)量法

四、壓磁式扭矩測(cè)量法

第10章壓力和流量的測(cè)量

第一節(jié)概述

第二節(jié)壓力的測(cè)量

一、彈性壓力敏感元件

二、常用壓力傳感器

第三節(jié)流量的測(cè)量

一、轉(zhuǎn)子流量計(jì)

二、差壓式流量計(jì)

三、靶式流量計(jì)

四、渦輪流量計(jì)

五、容積式流量計(jì)

第11章溫度的測(cè)量

第一節(jié)概述

第二節(jié)常用的溫度測(cè)量方法

一、測(cè)溫方法分類

二、測(cè)溫方法的選擇

第三節(jié)常用的測(cè)溫傳感器

一、熱膨脹式溫度計(jì)

二、電阻溫度計(jì)

三、熱電偶溫度計(jì)

四、輻射式溫度計(jì)

第12章機(jī)電工程中常用的信號(hào)分析設(shè)備和技術(shù)

第一節(jié)概述

第二節(jié)頻譜分析儀

一、模擬式頻譜分析儀

二、數(shù)字式頻譜分析儀

第三節(jié)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)

一、數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)

二、信號(hào)分析中基本參數(shù)的選擇

第四節(jié)機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)

一、信號(hào)的測(cè)取

二、信息的提取

三、譜分析在設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用舉例

四、時(shí)頻分析在柴油機(jī)故障診斷中的應(yīng)用舉例

五、小波分析在機(jī)電液系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用舉例

第五節(jié)聲信號(hào)的測(cè)量和分析技術(shù)

一、聲信號(hào)的幾個(gè)基本物理量

二、噪聲的主觀評(píng)價(jià)參數(shù)

三、聲源識(shí)別中的信號(hào)分析

參考文獻(xiàn)2100433B

書名： 機(jī)電工程測(cè)試與信號(hào)分析

作者：王建民

出版日期：2004

頁數(shù)：281

關(guān)鍵詞：機(jī)電工程 測(cè)試技術(shù) 高等學(xué)校 信號(hào)分析 曲云霞 王建民

分類： 工業(yè)技術(shù) >總論

動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)DH5922N為通用型動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)，應(yīng)用范圍廣泛，可完成應(yīng)力應(yīng)變、振動(dòng)（加速度、速度、位移）、沖擊、聲學(xué)、溫度（各。 2100433B

第1章 緒論 1

1.1 信息、信號(hào)、信號(hào)處理技術(shù)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 1

1.2 機(jī)電工程中的信號(hào)處理技術(shù) 3

1.3 工程測(cè)試、控制系統(tǒng)與信號(hào)處理 3

1.4 本書宗旨及內(nèi)容安排 5

1.5 習(xí)題 6

第2章 信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念 7

2.1 系統(tǒng)分析與信號(hào) 7

2.2 信號(hào)的分類 8

2.2.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào) 8

2.2.2 周期信號(hào)和非周期信號(hào) 9

2.2.3 能量有限信號(hào)和能量無限信號(hào) 10

2.3 典型信號(hào) 10

2.3.1 典型連續(xù)非奇異信號(hào) 10

2.3.2 典型奇異信號(hào) 14

2.3.3 典型離散信號(hào) 16

2.4 信號(hào)的運(yùn)算 19

2.4.1 信號(hào)的移位、反褶與尺度變化 19

2.4.2 信號(hào)相加和相乘 20

2.4.3 信號(hào)的周期延拓 20

2.4.4 信號(hào)的抽樣 21

2.5 信號(hào)的分解 22

2.5.1 直流分量與交流分量 23

2.5.2 偶分量與奇分量 23

2.5.3 實(shí)部分量與虛部分量 23

2.6 系統(tǒng)的分類 23

2.6.1 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 23

2.6.2 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)與離散時(shí)間系統(tǒng) 25

2.6.3 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)與即時(shí)系統(tǒng) 26

2.6.4 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng) 26

2.6.5 時(shí)不變系統(tǒng)與時(shí)變系統(tǒng) 27

2.6.6 因果系統(tǒng)與非因果系統(tǒng) 27

2.7 習(xí)題 28

第3章 確定性信號(hào)的分析 31

3.1 周期信號(hào)的分析 31

3.1.1 定義 31

3.1.2 工程上常用的周期信號(hào) 31

3.1.3 周期信號(hào)的時(shí)域分析 32

3.1.4 周期信號(hào)的頻域分析 36

3.1.5 周期信號(hào)的有限項(xiàng)傅里葉級(jí)數(shù) 43

3.1.6 信號(hào)的重構(gòu)和吉伯斯現(xiàn)象 45

3.2 非周期信號(hào)的分析——傅里葉變換(Fourier Translation) 46

3.2.1 傅里葉變換 46

3.2.2 頻譜密度函數(shù)F(ω) 48

3.2.3 傅里葉變換存在的條件 48

3.2.4 典型非周期信號(hào)的頻譜 49

3.2.5 傅里葉變換的性質(zhì) 52

3.2.6 周期信號(hào)的傅里葉變換 56

3.3 能量譜 59

3.4 卷積 61

3.4.1 卷積及其物理意義 61

3.4.2 卷積定理 65

3.5 脈沖抽樣信號(hào)的傅里葉變換 68

3.5.1 時(shí)域抽樣 68

3.5.2 頻域抽樣 71

3.6 要點(diǎn)和復(fù)習(xí)題 72

3.7 習(xí)題 73

第4章 隨機(jī)信號(hào)分析 77

4.1 隨機(jī)信號(hào)及其分析方法 77

4.1.1 隨機(jī)信號(hào)與隨機(jī)過程 77

4.1.2 隨機(jī)過程及其描述 78

4.1.3 隨機(jī)過程的研究方法 81

4.2 隨機(jī)過程的概率分布 82

4.2.1 隨機(jī)過程X(t)的一維概率分布 82

4.2.2 隨機(jī)過程X(t)的二維(聯(lián)合)概率分布 82

4.2.3 隨機(jī)過程X(t)的n維(聯(lián)合)分布函數(shù) 83

4.3 隨機(jī)過程的數(shù)字特征 83

4.3.1 隨機(jī)過程的數(shù)學(xué)期望和方差 83

4.3.2 隨機(jī)過程的協(xié)方差函數(shù)和相關(guān)函數(shù) 85

4.3.3 兩個(gè)隨機(jī)過程的數(shù)字特征 86

4.4 平穩(wěn)隨機(jī)過程 87

4.4.1 平穩(wěn)隨機(jī)過程的定義 87

4.4.2 平穩(wěn)過程的數(shù)字特征 87

4.4.3 各態(tài)歷經(jīng)(遍歷）過程 89

4.5 平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)通過線性系統(tǒng) 92

4.5.1 平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)通過線性連續(xù)系統(tǒng) 93

4.5.2 白噪聲通過線性系統(tǒng) 99

4.5.3 隨機(jī)序列通過線性系統(tǒng) 100

4.6 平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)分析以及MATLAB實(shí)現(xiàn) 101

4.6.1 隨機(jī)信號(hào)的數(shù)字特征及MATLAB實(shí)現(xiàn) 101

4.6.2 隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域分析——相關(guān)函數(shù)和協(xié)方差 104

4.6.3 隨機(jī)信號(hào)的頻域分析——功率譜估計(jì) 108

4.7 系統(tǒng)傳遞函數(shù)估計(jì) 121

4.8 相干函數(shù) 124

4.9 運(yùn)用功率譜分析提取微弱信號(hào)實(shí)驗(yàn) 126

4.10 要點(diǎn)和復(fù)習(xí)題 138

4.11 習(xí)題 138

第5章 模擬信號(hào)的數(shù)字化 141

5.1 模擬信號(hào)的數(shù)字化過程 142

5.2 采樣定理 145

5.2.1 頻混現(xiàn)象 145

5.2.2 采樣頻率 146

5.2.3 信號(hào)復(fù)原 146

5.3 信號(hào)的預(yù)處理 148

5.3.1 信號(hào)編排（野點(diǎn)剔除） 148

5.3.2 信號(hào)檢驗(yàn) 149

5.3.3 信號(hào)準(zhǔn)備 150

5.4 要點(diǎn)和復(fù)習(xí)題 154

5.5 習(xí)題 154

第6章 離散時(shí)間信號(hào)的分析 155

6.1 離散時(shí)間信號(hào)的z域分析 155

6.1.1 z變換的定義 155

6.1.2 z變換的收斂域 155

6.1.3 常用序列及其z變換 156

6.1.4 z變換的性質(zhì) 158

6.2 離散傅里葉變換 158

6.2.1 離散時(shí)間信號(hào)的z變換與傅里葉變換的關(guān)系 159

6.2.2 離散傅里葉變換的定義 160

6.2.3 離散傅里葉變換的性質(zhì) 161

6.3 快速傅里葉變換（FFT） 162

6.3.1 快速傅里葉變換算法 162

6.3.2 利用快速傅里葉變換（FFT）進(jìn)行譜分析 164

6.3.3 利用FFT計(jì)算線性卷積——快速卷積 166

6.4 窗函數(shù) 168

6.4.1 引入窗函數(shù)的必然性 168

6.4.2 常用窗函數(shù)的特點(diǎn) 170

6.4.3 窗函數(shù)的選擇 175

6.5 要點(diǎn)和復(fù)習(xí)題 175

6.6 習(xí)題 176

第7章 數(shù)字濾波器 177

7.1 數(shù)字濾波器的基本概念 177

7.1.1 濾波器基本原理 177

7.1.2 濾波器的分類 178

7.1.3 濾波器的技術(shù)要求 178

7.2 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 179

7.2.1 IIR濾波器 179

7.2.2 FIR濾波器 186

7.3 要點(diǎn)和復(fù)習(xí)題 189

7.4 習(xí)題 189

第8章 信號(hào)分析與處理技術(shù)的工程應(yīng)用 190

8.1 測(cè)試信號(hào)幅值域分析及工程應(yīng)用 190

8.1.1 信號(hào)幅值的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù) 190

8.1.2 測(cè)試信號(hào)幅值域分析的工程應(yīng)用實(shí)例分析 194

8.2 測(cè)試信號(hào)相關(guān)分析及工程應(yīng)用 205

8.2.1 工程測(cè)試信號(hào)相關(guān)分析的重要性 205

8.2.2 相關(guān)函數(shù)的物理意義 206

8.2.3 相關(guān)函數(shù)的性質(zhì) 208

8.2.4 測(cè)試信號(hào)相關(guān)分析的工程應(yīng)用 210

8.3 測(cè)試信號(hào)頻譜分析及工程應(yīng)用 217

8.3.1 自譜密度函數(shù)的導(dǎo)出和定義 218

8.3.2 雙邊和單邊自功率譜密度函數(shù) 218

8.3.3 自功率譜密度函數(shù)的物理意義 219

8.3.4 自功率譜密度函數(shù)的性質(zhì) 219

8.3.5 頻譜分析的幾種常用描述方法 221

8.3.6 測(cè)試信號(hào)頻域分析的工程應(yīng)用 222

8.4 要點(diǎn)和復(fù)習(xí)題 227

8.5 習(xí)題 227

參考文獻(xiàn) 229 2100433B

緒論

第1章 信號(hào)描述及分析基礎(chǔ)

1.1 概述

1.2 周期信號(hào)及其頻譜

1.3 非周期信號(hào)及其頻譜

1.4 隨機(jī)信號(hào)

思考題與習(xí)題

第2章 測(cè)試系統(tǒng)的基本特性

2.1 概述

2.2 測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性

2.3 測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性

2.4 典型測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析

2.5 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件

2.6 測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)試

思考題與習(xí)題

第3章 常用傳感器工作原理與測(cè)量電路

3.1 傳感器概述

3.2 應(yīng)變式電阻傳感器

3.3 電容式傳感器2100433B