音頻檢測(cè)技術(shù)與儀器

柏逢明，男，1956年10月出生，教授，博士?，F(xiàn)任長(zhǎng)春理工大學(xué)電子信息工程學(xué)院自動(dòng)化系副主任，檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置學(xué)科帶頭人。主要從事非線性混濁理論、音頻檢測(cè)技術(shù)及無(wú)線電應(yīng)用的教學(xué)與科研工作。近幾年來(lái)共完成省部級(jí)科研項(xiàng)目12項(xiàng)、教學(xué)研究項(xiàng)目6項(xiàng)，獲軍品科研國(guó)防發(fā)明專利和民品實(shí)用新型專利各1項(xiàng)，獲吉林省科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng)。目前在研項(xiàng)目1項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文87篇。

第1章緒論

1.1音頻檢測(cè)方法及音頻檢測(cè)系統(tǒng)

1.2國(guó)外音頻檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展概況

1.3國(guó)內(nèi)音頻檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展概況

1.4音頻檢測(cè)與現(xiàn)代聲學(xué)

1.4.1音頻檢測(cè)與聲學(xué)理論的關(guān)系

1.4.2聲學(xué)的基礎(chǔ)與檢測(cè)研究

1.4.3聲學(xué)研究方法與光學(xué)研究方法的比較

1.4.4聲學(xué)的分支學(xué)科

1.4.5聲學(xué)儀器

1.4.6聲學(xué)與生命科學(xué)

1.4.7聲學(xué)與環(huán)境

1.5音頻檢測(cè)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨向

第2章音頻檢測(cè)理論與評(píng)價(jià)

2.1音頻振動(dòng)與介質(zhì)中的聲波

2.1.1音頻檢測(cè)的振動(dòng)理論

2.1.2音頻檢測(cè)的波動(dòng)理論

2.2振動(dòng)理論與波動(dòng)理論的區(qū)別與相關(guān)性

2.3關(guān)于聲學(xué)的物理度量

2.4有關(guān)聲音的主觀評(píng)價(jià)

第3章音頻檢測(cè)聲波傳輸理論

3.1音頻信號(hào)中波形的概念

3.1.1縱波與橫波

3.1.2平面波

3.1.3球面波

3.1.4表面波

3.1.5板波

3.2聲波在界面上的反射與折射

3.2.1液一固界面

3.2.2固體、液體一空氣界面

3.2.3聲波在多層平面中的穿透

3.3聲波在一般固體中的傳播

3.3.1各向同性彈性介質(zhì)中的波動(dòng)方程

3.3.2表面波在半無(wú)限大固體表面的傳播

3.3.3聲波在棒中的傳播

3.4聲波在金屬介質(zhì)內(nèi)部的傳播

3.4.1彈性模量對(duì)聲波在金屬中傳播的相互作用與影響

3.4.2內(nèi)耗對(duì)聲波在金屬中傳播的相互作用與影響

第4章共振頻率、內(nèi)耗與彈性介質(zhì)相互作用機(jī)理

4.1聲學(xué)振動(dòng)激勵(lì)的H向應(yīng)分析(頻譜分析)

4.2音頻共振測(cè)量原理

4.2.1圓柱體金屬試棒的共振頻率

4.2.2變截面非規(guī)則金屬試件的共振頻率

4.3音頻能量(幅度)衰減檢測(cè)原理

4.4音頻檢測(cè)參數(shù)與球墨鑄鐵組織的作用機(jī)理

4.4.1聲波與石墨的作用原理

4.4.2聲波繞射與石墨形態(tài)的關(guān)系

第5章音頻檢測(cè)方法

5.1傳統(tǒng)音頻檢測(cè)方法

5.1.1主動(dòng)敲擊檢測(cè)法(主觀判斷法)

5.1.2被動(dòng)音頻捕捉法(聲音識(shí)別判斷法)

5.1.3脈沖激振測(cè)量法

5.1.4“速度共振”相位判別法

5.2現(xiàn)代音頻檢測(cè)方法

5.2.1電磁脈沖激勵(lì)法

5.2.2聲級(jí)計(jì)

5.2.3聲波掃頻法

5.2.4聲成像技術(shù)

5.2.5聲發(fā)射技術(shù)

5.2.6AU技術(shù)

5。3音頻檢測(cè)方法的技術(shù)條件

5.3.1環(huán)境因素的影響

5.3.2音頻檢測(cè)被檢對(duì)象的材料品質(zhì)

5.3.3被檢對(duì)象的支撐條件與振型節(jié)點(diǎn)

5.3.4被檢對(duì)象的音頻激勵(lì)條件

第6章音頻檢測(cè)系統(tǒng)與傳感器選擇

6.1音頻檢測(cè)系統(tǒng)組成與工作原理

6.1.1音頻檢測(cè)基本原理

6.1.2檢測(cè)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)及其單元功能

6.1.3音頻檢測(cè)系統(tǒng)及其工作過(guò)程

6.2傳感器與信號(hào)轉(zhuǎn)換

6.2.1傳感器的工作原理

6.2.2電感式傳感器

6.2.3壓電式傳感器

6.2.4電容式傳感器

6.2.5音頻檢測(cè)中常用傳感器比較

6.3音頻檢測(cè)系統(tǒng)的組建與性能評(píng)定

6.3.1音頻檢測(cè)系統(tǒng)性能評(píng)定

6.3.2音頻檢測(cè)系統(tǒng)的組建原則

第7章音頻檢測(cè)儀器及單元接口電路設(shè)計(jì)

7.1音頻檢測(cè)儀器組成與設(shè)計(jì)特點(diǎn)

7.1.1音頻檢測(cè)儀器的組成及特點(diǎn)

7.1.2音頻檢測(cè)儀器的設(shè)計(jì)方法

7.2音頻檢測(cè)儀器總體設(shè)計(jì)方案

7.2.1等精度頻率計(jì)數(shù)音頻檢測(cè)儀器

7.2.2頻率內(nèi)耗音頻檢測(cè)綜合測(cè)試儀器

7.3音頻檢測(cè)儀器工作原理與結(jié)構(gòu)

7.3.1頻率計(jì)數(shù)音頻檢測(cè)儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

7.3.2頻率內(nèi)耗音頻檢測(cè)儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

7.4音頻檢測(cè)儀器單元電路設(shè)計(jì)

7.4.1小信號(hào)放大器

7.4.2測(cè)量信號(hào)的濾波

7.5音頻信號(hào)檢波與峰值保持電路

7.5.1音頻檢測(cè)通用檢波電路

7.5.2音頻檢測(cè)內(nèi)耗值的檢波電路

7.6音頻檢測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

7.6.1通用接口方式

7.6.2ICM7226專用計(jì)數(shù)芯片與8031單片機(jī)接口

7.6.3顯示系統(tǒng)

7.6.4打印系統(tǒng)設(shè)計(jì)

7.7音頻檢測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

7.7.1主程序

7.7.2頻率計(jì)算子程序

7.7.3內(nèi)耗計(jì)算子程序

第8章音頻檢測(cè)系統(tǒng)中的非線性校正處理和補(bǔ)償

8.1音頻檢測(cè)系統(tǒng)非線性特征及補(bǔ)償方法

8.1.1關(guān)于檢測(cè)系統(tǒng)非線性特性的概念

8.1.2傳感器非線性特性的補(bǔ)償方法

8.2傳感器非線性硬件校正方法

8.2.1傳感器非線性校正電路

8.2.2實(shí)用線性化器??對(duì)數(shù)放大器設(shè)計(jì)

8.3音頻檢測(cè)技術(shù)中的溫度補(bǔ)償技術(shù)

8.3.1關(guān)于溫度補(bǔ)償?shù)母拍?

8.3.2溫度補(bǔ)償原理

8.4非線性數(shù)字域校正的新方法

8.4.1數(shù)字域線性化工作原理

8.4.2數(shù)字域線性化校正電路

8.4.3EPROM數(shù)據(jù)編碼的求法

8.5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在非線性校正中的應(yīng)用

8.5.1計(jì)算法

8.5.2查表法

8.5.3插值法

8.6音頻檢測(cè)技術(shù)中的自補(bǔ)償技術(shù)

8.6.1頻率自補(bǔ)償

8.6.2溫度自補(bǔ)償

第9章音頻檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)

9.1測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理方法

9.1.1測(cè)量與誤差

9.1.2檢測(cè)數(shù)據(jù)處理方法

9.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析

9.2.1一元線性回歸

9.2.2一元非線性回歸

9.2.3二元線性回歸分析

9.2.4二元非線性回歸分析

9.2.5多元回歸分析

9.3動(dòng)態(tài)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理

9.3.1動(dòng)態(tài)測(cè)量的特征量

9.3.2平穩(wěn)過(guò)程譜密度及其數(shù)據(jù)處理方法

9.3.3非平穩(wěn)過(guò)程及其數(shù)據(jù)處理方法

9.4音頻檢測(cè)參數(shù)實(shí)驗(yàn)回歸分析與數(shù)據(jù)處理

9.4.1球墨鑄鐵動(dòng)態(tài)彈性模量、內(nèi)耗值與力學(xué)性能之間的關(guān)系

9.4.2腔體容積與音頻檢測(cè)參數(shù)的回歸分析

9.5計(jì)算機(jī)模擬非等截面軸桿類零部件音頻檢測(cè)計(jì)算方法

9.5.1數(shù)值計(jì)算求解非等直截面軸桿工件的共振頻率

9.5.2數(shù)值計(jì)算方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

9.6音頻檢測(cè)諧波分析

第10章音頻檢測(cè)技術(shù)中的抗干擾問(wèn)題

10.1音頻檢測(cè)系統(tǒng)中常見的干擾類型與防護(hù)

10.1.1干擾與防護(hù)

10.1.2干擾的類型及防護(hù)

10.2干擾源與耦合方式

lO.2.1噪聲與信噪比

10.2.2噪聲源

10.2.3噪聲電壓的疊加

10.2.4噪聲耦合方式

10.3共模干擾與差模干擾

10.3.1差模干擾

10.3.2共模干擾

10.3.3共模干擾抑制比

10.4音頻檢i貝0儀表的屏蔽與防護(hù)

10.4.1測(cè)量?jī)x表中實(shí)用屏蔽規(guī)則

10.4.2數(shù)字電壓表的屏蔽與防護(hù)分析

10.4.3電子測(cè)量?jī)x表的屏蔽與防護(hù)小結(jié)

10.5接地問(wèn)題

10.5.1音頻檢測(cè)系統(tǒng)中地線的類型

10.5.2接地問(wèn)題的處理

第11章基于虛擬儀器的音頻檢測(cè)系統(tǒng)

11.1音頻檢測(cè)虛擬儀器的原理與構(gòu)成

11.1.1音頻檢測(cè)中的虛擬儀器

11.1.2音頻檢測(cè)虛擬儀器的組成

11.1.3虛擬儀器的特點(diǎn)

11.1.4LabVIEW與虛擬儀器的設(shè)計(jì)方法

11.2音頻信號(hào)分析儀的系統(tǒng)構(gòu)成及原理

11.2.1系統(tǒng)構(gòu)成

11.2.2音頻信號(hào)分析儀的工作原理

11.2.3音頻信號(hào)分析儀的硬件設(shè)計(jì)

11.2.4音頻信號(hào)分析儀的軟件設(shè)計(jì)

11.3基于虛擬儀器的彈體藥室容積音頻檢測(cè)裝置的硬件設(shè)計(jì)與選擇

11.3.1傳感器的選擇

11.3.2數(shù)據(jù)采集卡的選擇

11.4基于虛擬儀器的彈體藥室容積音頻檢測(cè)裝置的軟件設(shè)計(jì)

11.4.1基于虛擬儀器的彈體藥室容積音頻檢測(cè)裝置的軟件設(shè)計(jì)思想

11.4.2基于虛擬儀器的彈體藥室容積音頻檢測(cè)裝置的面板及程序的設(shè)計(jì)

11.4.3子VI的設(shè)計(jì)

第12章音頻檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

12.1軸類件音頻檢測(cè)應(yīng)用

12.1.1金屬材料內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)及缺陷檢測(cè)

12.1.2金屬力學(xué)性能無(wú)損檢測(cè)

12.2非規(guī)則腔體容積音頻檢測(cè)技術(shù)與儀器

12.2.1腔體容積音頻檢測(cè)基本原理

12.2.2檢測(cè)系統(tǒng)與工作原理

12.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

12.2.4結(jié)論

12.3導(dǎo)彈及飛行目標(biāo)音頻法距離探測(cè)技術(shù)應(yīng)用

12.3.1導(dǎo)彈脫靶量音頻檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

12.3.2基于瞬時(shí)頻率估計(jì)的被動(dòng)聲學(xué)飛機(jī)測(cè)距應(yīng)用

12.4滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的故障診斷

12.4.1滾動(dòng)軸承的振動(dòng)

12.4.2滾動(dòng)軸承故障的頻率成分分析

12.4.3滾動(dòng)軸承疲勞故障的音頻在線監(jiān)測(cè)與診斷

12.4.4結(jié)論

12.5音頻法預(yù)測(cè)等溫淬火鑄鐵強(qiáng)度

12.5.1檢測(cè)原理

12.5.2實(shí)驗(yàn)方法

12.5.3結(jié)果整理及討論

參考文獻(xiàn)

本書主要介紹音頻檢測(cè)技術(shù)與儀器，結(jié)合典型科研成果討論音頻檢測(cè)技術(shù)的基本理論、技術(shù)條件和儀器實(shí)現(xiàn)過(guò)程。本書中的檢測(cè)信號(hào)處理系統(tǒng)及單元電路、計(jì)算機(jī)實(shí)用接口等大多數(shù)內(nèi)容來(lái)自于工程應(yīng)用實(shí)際。書中大部分音頻檢測(cè)理論與技術(shù)應(yīng)用數(shù)據(jù)取自于作者多年來(lái)發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、指導(dǎo)研究生學(xué)位論文和科學(xué)研究項(xiàng)目的部分科研成果。

全書共分12章，包括音頻檢測(cè)緒論、音頻檢測(cè)的理論與評(píng)價(jià)、音頻檢測(cè)聲波傳輸理論、音頻信號(hào)在固體、金屬介質(zhì)內(nèi)部的傳播過(guò)程及相互作用機(jī)理、音頻檢測(cè)方法、音頻檢測(cè)系統(tǒng)與儀器的構(gòu)成、音頻檢i910系統(tǒng)中的非線性校正處理與補(bǔ)償技術(shù)、音頻檢測(cè)技術(shù)中的抗干擾問(wèn)題、檢測(cè)精度補(bǔ)償與計(jì)算機(jī)模擬處理、音頻檢測(cè)中的虛擬儀器設(shè)計(jì)過(guò)程、音頻檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用等內(nèi)容。本書力求深入淺出，系統(tǒng)全面，突出理論性和實(shí)用性。