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第1章 绪论1

1.1 课程内容1

1.2　信息论3

1.3　信息4

1.4 信息量7

1.5 信息获取7

1.6 工程测试技术的发展11

1.7 本教材的学习方法14

第2章　信号分析基础15

2.1 信息的分类15

2.1.1 确定性与非确定性信号15

2.1.2 能量信号与功率信号18

2.1.3　时域有限信号与频域有限信号18

2.1.4　模拟与数字信号18

2.1.5 因果与因果信号19

2.2　信号分析中的函数和运算19

2.2.1 信号分析中的常用函数19

2.2.2　信号分析中的运算22

2.3 时域分析方法25

2.3.1 统计分析25

2.3.2　波形特征量分析30

2.4　信号的频域分析方法31

2.4.1 MATLAB简介32

2.4.2 周期信号的频谱分析32

2.4.3 非周期信号的频谱分析34

2.4.4　卷积定理和帕斯瓦尔定理38

2.4.5 采样信号的FT和采样定理40

2.4.6　离散傅里叶变换及其快速算法42

第3章　传感器原理及应用基础45

3.1 引言45

3.1.1 传感器的定义和组成46

3.1.2　传感器的分类46

3.2 电阻式传感器47

3.2.1 变阻器式47

3.2.2 应变式48

3.2.3 热电阻式50

3.2.4　光敏电阻52

3.2.5　磁敏电阻53

3.2.6　气敏电阻54

3.3 电感式传感器55

3.3.1 可变磁阻式55

3.3.2　涡流式57

3.3.3 互感式58

3.4 电容式传感器59

3.4.1　极距变化型60

3.4.2　面积变化型61

3.4.3　介质变化型61

3.5 压电式传感器62

3.5.1 压电效应及压电传感器62

3.5.2　电荷放大器64

3.6 磁电式传感器65

3.6.1 动圈式66

3.6.2　磁阻式66

3.7　半导体传感器67

3.7.1 霍尔元件67

3.7.2 光电池71

3.7.3 光电管72

3.7.4 PSD光传感器72

3.8　数字式传感器73

3.8.1 光电开关73

3.8.2 光栅传感器74

3.8.3　光电式脉冲编码器76

3.8.4　固态图像传感器77

3.8.5　磁栅传感器79

3.8.6　感应同步器81

3.8.7　旋转变压器82

3.9　流量传感器83

3.9.1 容积式流量计84

3.9.2　压差式流量计84

3.9.3　涡流流量计86

3.9.4　电磁流量计87

3.9.5　超声流量计88

3.10　生物化学传感器90

3.10.1 离子选择性电极90

3.10.2　气体传感器91

3.10.3　生物传感器92

3.10.4　生物化学传感器的发展前景95

3.1.1　其他类型传感器96

3.11.1 热电偶96

3.11.2 热辐射温度传感器97

3.11.3 光纤传感器99

3.11.4 IP传感器101

3.12 总结104

3.12.1 传感器的特性指标104

3.12.2　传感器的选用105

3.12.3　传感器的新发展108

第4章　模拟信号处理110

4.1　概述110

4.2　信号的放大111

4.3 电桥112

4.3.1 电桥的变换原理113

4.3.2 电桥的基本特性113

4.4　调制115

4.4.1 幅度调制115

4.4.2　频率调制118

4.5　滤波121

4.5.1　滤波器分类121

4.5.2　理想滤波器122

4.5.3　实际滤波器124

第5章　数字信号处理128

5.1　概述128

5.2　A/D和D/A转换129

5.2.1 A/D转换129

5.2.2　D/A转换134

5.2.3　采样频率的选择136

5.3　数字信号处理的窗函数138

5.3.1 信号的截断及能量泄漏138

5.3.2　常用窗函数139

5.4　数字信号滤波142

5.4.1 数字滤波器142

5.4.2 数字滤波器与模拟滤波器比较143

5.4.3　数字滤波器的实现144

5.5　数据压缩146

5.6　DSP应用系统设计150

5.6.1　DSP应用系统的设计过程150

5.6.2　DSP应用系统的开发工具152

5.6.3　DSP芯片的发展152

5.6.4　DSP的典型应用153

第6章 工程测试案例分析155

6.1 引言155

6.2　轴心轨迹测量156

6.2.1　问题的提出156

6.2.2　测量方法156

6.2.3　讨论159

6.3　桩基应力波检测方法159

6.3.1　问题的提出159

6.3.2　桩基应力波反射法检测原理160

6.3.3 讨论162

6.4　楼宇安防系统163

6.4.1　问题的提出163

6.4.2　SAS的构成163

6.4.3 讨论166

6.5 IC卡智能水表166

6.5.1　问题的提出166

6.5.2 工作原理166

6.5.3 讨论168

6.6　测试技术在汽车安全气囊中的应用168

6.6.1　问题的提出168

6.6.2　机械式安全气囊168

6.6.3　电子式安全气囊169

6.6.4 讨论171

6.7　气体温度测量171

6.7.1　问题的提出171

6.7.2　测量方法172

6.7.3 讨论174

6.8　计算机虚拟仪器技术174

6.8.1 虚拟仪器的概念174

6.8.2　虚拟仪器的构成176

6.8.3　虚拟仪器典型单元模块179

6.8.4　常用的虚拟仪器开发系统介绍181

6.8.5 虚拟仪器的前景183

习题185

参考文献190