机械工程测试技术基础（第3版）/普通高等教育“十五”国家级规划教材 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

　　

　　《机械工程测试技术基础（第3版）/普通高等教育“十五”国家级规划教材》仍是一部适用于高等学校各类机械设计制造及其自动化、机械工程及其自动化及相近专业的教材，也可作为有关专业研究生和从事机械工程测试的工程技术人员自学、进修用的参考书。
　　与第2版相比，除了各章内容编排、具体写法都有较大的变动外，同时增加了第八章“声与声发射测量”，并用新的第十一章“计算机测试系统与虚拟仪器”来代替原来的第十章“计算机辅助测试”，以适应当前科技的发展。
　　　　商品《机械工程测试技术基础（第3版）/普通高等教育“十五”国家级规划教材》有两种印刷封面，随机发货！
　　
　　

内容简介

　　

　　《机械工程测试技术基础（第3版）/普通高等教育“十五”国家级规划教材》吸取作者近十余年来的教学经验和科技新成就，对第2版作了较大的修改，增加了“声和声发射的测量”一章，加强传感器章节的内容，并用新编写的“计算机测试系统和虚拟仪器”来更换原来的《计算机辅助测试》一章。本版教材仍保持注重物理概念和工程应用的阐述、重点突出、条理清晰和分析透彻的优点，便于教和学。
　　《机械工程测试技术基础（第3版）/普通高等教育“十五”国家级规划教材》包括信号及其描述，测试装置的基本特性，常用传感器与敏感元件，信号的调理与记录，信号处理初步，位移测量，振动测试，声与声发射测量，应变、力与扭矩测量，流体参量的测量，计算机测试系统与虚拟仪器等十一章。
　　《机械工程测试技术基础（第3版）/普通高等教育“十五”国家级规划教材》可作为高等学校机械类专业及相近专业本科生的教材，也可供大专、夜大和成人教育有关专业选用，还可作为有关专业高等学校教师、研究生和工程技术人员的良好参考书。
　　

作者简介

熊诗波，教授、博士生导师，现任太原理工大学机械电子工程学科首席学科带头人、山西省人大常委。兼任中国振动工程学会常务理事、动态测试专业委员会主任、《振动、测试与诊断》杂志副主编、中国机械工业教育协会机械电子工程学科组副组长、山两省振动工程学会理事长、美国实验力学学会会员等学术职务。享受国务院政府特殊津贴。
近年来，主持和完成国家“八五”、“九五”攻关、国家自然科学得点基金等科研和工程项目18项。获国家科技进步奖二、三等奖2项，省部级科技进步一、二等奖6项，均为第一负责人，取得卓越的经济效益。培养硕士生60余名、博士生38名（包括在读）。发表论文百余篇，著（译）作和教材（《液压测试技术》、《机械工程测试技术基础》、《机械工程测量和试验技术》）5部。
黄长艺，教授，曾在华中科技大学、厦门大学任教40余年，享受国务院政府特殊津贴。
1978年在国内率先提出完整的、科学的、适用于多专业并沿用至今的测试技术教学体系。曾先后生编了《机械制造中的测试技术》、《机械工程测试技术基础》（初版、第2版）和《机械工程测量和试验技术》等面向21世纪课程教材、部级重点教材和规划教材。其中2种获部级优秀教材二等奖。
曾侄原机械工业部高等工业学校教学指导委员会委员、教材编审委员会委贝、全国高校机械工程测试技术研究会理事长、中国振动工程学会动态测试委员会副主任和《振动、测试与诊断》杂志编委会副书任。

内页插图

目录

第3版前言
第2版前言
第1版前言
绪论
第一节 测试技术概况
第二节 测量的基础知识
思考题与习题
第一章 信号及其描述
第一节 信号的分类与描述
第二节 周期信号与离散频谱
第三节 瞬变非周期信号与连续频谱
第四节 随机信号
思考题与习题
第二章 测试装置的基本特性
第一节 概述
第二节 测量装置的静态特性
第三节 测量装置的动态特性
第四节 测试装置对任意输入的影响
第五节 实现不失真测量的条件
第六节 测量装置动态特性的测量
第七节 负载效应
第八节 测量装置的抗干扰
思考题与习题
第三章 常用传感器与敏感元件
第一节 常用传感器分类
第二节 机械式传感器及仪器
第三节 电阻、电容与电感式传感器
第四节 磁电、压电与热电式传感器
第五节 光电传感器
第六节 光纤传感器
第七节 半导体传感器
第八节 红外测试系统
第九节 激光测试传感器
第十节 传感器的选用原则
思考题与习题
第四章 信号的调理与记录
第一节 电桥
第二节 调制与解调
第三节 滤波器
第四节 信号的放大
第五节 测试信号的显示与记录
思考题与习题
第五章 信号处理初步
第一节 数字信号处理的基本步骤
第二节 信号数字化出现的问题
第三节 相关分析及其应用
第四节 功率谱分析及其应用
第五节 现代信号分析方法简介
思考题与习题
第六章 位移测量
第一节 概述
第二节 常用的位移传感器
第三节 位移测量的应用
思考题与习题
第七章 振动测试
第一节 概述
第二节 惯性式传感器的力学模型
第三节 振动测量传感器
第四节 振动测量系统及其标定
第五节 激振试验设备及振动信号简介
思考题与习题
第八章 声与声发射测量
第一节 概述
第二节 声测量传感器与仪器
第三节 声强测量与噪声源辨识
第四节 声发射测量传感器与仪器
思考题与习题
第九章 应变、力与扭矩测量
第一节 应变与应力的测量
第二节 力的测量
第三节 扭矩的测量
思考题与习题
第十章 流体参量的测量
第一节 压力的测量
第二节 流量的测量
思考题与习题
第十一章 计算机测试系统与虚拟仪器
第一节 概述
第二节 插卡式测试系统
第三节 仪器前端
第四节 仪器控制
第五节 智能仪器简介
第六节 虚拟仪器
思考题与习题
参考文献

精彩书摘

　　四、基准和标准
　　为了确保量值的统一和准确，除了对计量单位作出严格的定义外，还必须有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备。
　　基准是用来保存、复现计量单位的计量器具。它是具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具。基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。
　　国家基准是指在特定计量领域内，用来保存和复现该领域计量单位并具有最高的计量特性，经国家鉴定、批准作为统一全国量值最高依据的计量器具。
　　副基准是指通过与国家基准对比或校准来确定其量值，并经国家鉴定、批准的计量器具。在国家计量检定系统中，副基准的位置仅低于国家基准。
　　工作基准是指通过与国家基准或副基准对比或校准，用来检定计量标准的计量器具。它的设立是为了避免频繁使用国家基准和副基准，免得它们丧失其应有的计量特性。在国家计量检定系统中，工作基准的位置仅低于国家基准和副基准。
　　计量标准是指用于检定工作计量器具的计量器具。
　　工作计量器具是指用于现场测量而不用于检定工作的计量器具。一般测量工作中使用的绝大部分就是这一类计量器具。
　　五、量值的传递和计量器具检定
　　通过对计量器具实施检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值经过各级计量标准传递到工作计量器具，以保证被测对象量值的准确和一致。这个过程就是所谓的“量值传递”。在此过程中，按检定规程对计量器具实施检定的工作对量值的准确和一致起着最重要的保证作用，是量值传递的关键步骤。
　　所谓计量器具检定（VcnIIcatio。ofiTleas。ringinstnunent），是指为评定计量器具的计量特性，确定其是否符合法定要求所进行的全部工作。检定规程是指检定计量器具时必须遵守的法定技术文件。计量器具检定规程的内容包括：适用范围、计量器具的计量特性、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定结果的处理等。计量器具检定规程分为国家、部门和地方三种。它们分别由国家计量行政主管部门、有关部门和地方制定并批准颁布，作为检定所依据的法定技术文件，分别在全国、本部门、本地区施行。
　　所有的计量器具都必须实施相应的检定。其中社会公用的计量标准、部门和企事业单位使用的最高计量标准，用于贸易结算、医疗卫生、环境监测等方面的某些计量器具，则必须由政府计量行政主管部门所属的法定计量检定机构或授权的计量检定机构对它们实施定点定期的强制检定。检定合格的计量器具被授予检定证书和在计量器具上加盖检定标记；不合格者或未经检定者，则应停止使用。
　　六、测量方法
　　测量的基本形式是比较，即将被测量与标准量进行比对。可根据测量的方法、手段、目的、性质等对测量进行分类。这里仅介绍常见的按测量值获得的方法进行分类，把测量分为直接测量、间接测量和组合测量。
　　1．直接测量
　　指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值的测量。如温度计测水温、卷尺测量靶距等。根据被测量与标准量的量纲是否一致，直接测量可分为直接比较和间接比较。直接把被测物理量和标准量作比较的测量方法称为直接比较。如卷尺测量靶距，利用惠斯通电桥来比较两只电阻的大小等。直接比较的一个显著特点是待测物理量和标准量是同一物理量。间接比较则是利用仪器把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接受的形式在狈0量仪器上显示出来。例如用水银温度计测体温是根据水银热胀冷缩的物理规律，事先确定水银柱的高度和温度之间的函数关系，从而可以用水银柱的高度作为被测温度的度量。这里是通过热胀冷缩的规律把温度的高低转化为水银柱的高度，然后根据水银柱高度间接得出被测温度的大小。
　　直接测量按测量条件不同又可分为等精度（等权）直接测量和不等精度（不等权）直接测量两种。对某被测量进行多次重复直接测量，如果每次测量的仪器、环境、方法和测量人员都保持一致或不变则称之为等精度测量。若测量中每次测量条件不尽相同，则称之为不等精度测量。
　　2．间接测量
　　指在直接测量值的基础上，根据已知函数关系，计算出被测量的量值的测量。如通过测定某段时间内火车运动的距离来计算火车运动的平均速度就属于间接测量。
　　3．组合测量
　　指将直接测量值或间接测量值与被测量值之间按已知关系组合成一组方程（函数关系），通过解方程组得到被测值的方法。组合测量实质是间接测量的推广，其目的就是在不提高计量仪器准确度的情况下，提高被测量值的准确度。
　　七、测量装置
　　测量装置（测量系统）是指为了确定被测量值所必需的器具和辅助设备的总体。其组成部分已在前面介绍过（见图0．2）。
　　讨论测量装置往往会涉及到一些术语，正确理解它们对掌握本课程的内容有着重要作用。这此术语包括：
　　1．传感器
　　它是直接作用于被测量，并能按一定规律将被测量转换成同种或别种量值输出的器件。
　　2．测量变换器
　　提供与输入量有给定关系的输出量的测量器件。显然，当测量变换器的输入量为被测量时，该测量变换器实际上就是传感器；反过来，传感器也就是第一级的测量变换器。当测量变换器的输出量为标准信号时，它就被称为变送器。在自动控制系统中，经常用到变送器。
　　3．检测器
　　用以指示某种特定量的存在而不必提供量值的器件或物质。在某些情况下，只有当量值达到规定的阈值时才有指示。化学试纸就是一种检测器。
　　4．测量器具的示值
　　由测量器具所指示的被测量值。示值用被测量的单位表示。
　　5．准确度等级
　　用来表示测量器具的等级或级别。每一等级的测量器具都有相应的计量要求，用来保持其误差在规定极限以内。
　　6．标称范围
　　也称为示值范围。测量器具标尺范围所对应的被测量示值的范围。例如温度计的标尺范围的起点示值为一30~C，终点示值为+20~C，其标称范围即为-30—+20度。
　　7．量程
　　标称范围的上下限之差的模。上例的量程就是50~C~，
　　8．测量范围
　　在测量器具的误差处于允许极限内的情况下，测量器具所能测量的被测量值的范围。
　　9．漂移
　　测量器具的计量特性随时间的慢变化。
　　八、测量误差
　　应当清楚认识到，测量结果总是有误差的。误差自始至终存在于一切科学实验和测量过程中。
　　l。测量误差定义
　　测量结果与被测量真值之差称为测量误差，即
　　测量误差：测量结果一真值（0．1）并常简称为误差。此定义联系着三个量，显然只需已知其中的两个量，就能得到第三个量。但是，在现实中往往只知道测量结果，其余两个量却是未知的。这就带来许多问题，例如：测量结果究竟能不能代表被测量、有多大的可置信度、测量误差的规律是怎样的、如何评估它等等。
　　（1）真值xO是被测量在被观测时所具有的量值。从测量的角度来看，真值是不能确切获知的，是一个理想的概念。
　　在测量中，一方面无法获得真值，而另一方面又往往需要运用真值。因此引进了所谓的“约定真值”。约定真值是指对给定的目的而言，它被认为充分接近于真值，因而可以代替真值来使用的量值。在实际测量中，被测量的实际值、已修正过的算术平均值，均可作为约定真值。实际值是指高一等级的计量标准器具所复现的量值，或测量实际表明它满足规定准确度要求，可用来代替真值使用的量值。
　　（2）测量结果由测量所得的被测量值。在测量结果的表述中，还应包括测量不确定度和有关影响量的值。
　　2．误差分类
　　如果根据误差的统计特征来分，可以将误差分为：
　　（1）系统误差在对同一被测量进行多次测量过程中，出现某种保持恒定或按确定的方式变化着的误差，就是系统误差。在测量偏离了规定的测量条件时，或测量方法引入了会引起某种按确定规律变化的因素时就会出现此类误差。
　　通常按系统误差的正负号和绝对值是否已经确定，可将系统误差分为已定系统误差和未定系统误差。
　　在测量中，已定系统误差可以通过修正来消除。应当消除此类误差。
　　（2）随机误差当对同一量进行多次测量中，误差的正负号和绝对值以不可预知的方式变化着，则此类误差称为随机误差。测量过程中有着众多的、微弱的随机影响因素存在，它们是产生随机误差的原因。
　　……

前言/序言

　　20世纪是一个伟大的世纪，就制造业而言，各种各样的先进制造技术层出不穷，用这些技术制造了汽车、机床、机器人、飞机、火箭、计算机、电视机、移动通信设备等成千上万的机电产品，极大地改变和丰富了人类的生产和生活方式。而在这个过程中，机电产品本身也发生了重大变化，20世纪50年代数控机床的发明揭开了机械发展史上新的一页，标志着机械制造业向着信息化迈出了第一步。随后，以计算机技术、网络技术、通信技术等为代表的信息技术被广泛应用于制造业的各个领域。于是信息这一要素取代历史上在制造系统占主导地位的物质和能量两大要素，而上升为制约现代制造系统的主导因素，并成为现代制造业中最重要的资源。进入21世纪，信息在制造业的作用更显重要，而试验和机器运行中的测试则是获取信息，特别是准确、定量信息的重要手段。
　　现代机械设备与机电系统的大型、大功率化和小型、精密或微型化是其发展的两个主要方面，但不论何种设备，大多是集机械、电子、信息、控制为一体的复杂机电系统。与这些设备的创新设计、运行监测、故障诊断与维护以及其他全寿命过程相关的问题，将涉及多学科理论知识和现代工程试验技术。鉴于问题的复杂性，现代工程试验显得尤其重要，试验开发已经成为机械工程领域创新设计过程中的一个不能回避的重要方面，也是获取信息的重要途径，同时经试验研究所获取的知识又不断地和支持了设计的理论体系。
　　我国机械制造业远远落后于世界发达国家，特别在高技术含量、大型高效或精密、复杂的机电新产品开发方面，缺乏现代设计理论和知识的积累，试验研究和开发能力较弱，停留在引进与仿制国外同类产品阶段，大部分关键机电产品不能自主开发和独立设计，仍需依靠进口或引进技术。造成这种情况的重要原因之一是缺乏掌握现代设计理论知识、具有试验研究和创新开发能力的人才。
　　在机械制造业信息化和创新型人才培养中，测试技术和测试技术课程起着极为重要的作用。因此，20世纪五六十年代以后，在国外许多大学中，测量和仪表课程受到高度重视。我国在1978年正式将“测试技术”课程列入各机械类专业教学计划，20世纪80年代初出版了各专业的测试技术教材。在此基础上，于1985年统编出版了《机械工程狈0试技术基础》（第1版），被广泛用做机械类专业的技术基础课教材。1994年出版了《机械工程测试技术基础》（第2版）。该书第1版出版至今已近20年，第2版出版也已12年。经过20年来的教学实践，全国高校广大“测试技术”课程的教师积累了丰富的教学经验，对本教材提出了许多宝贵的意见和建议，特别是几年前我国新专业目录的公布实施，几个机械类专业合并为“机械设计制造及自动化”一个专业，课程内容也作了相应的调整，因此有必要在此基础上重新审视本书的全部内容，作一次全面的修改。况且从第2版至今，随着科学技术的飞速发展，“工程测试”作为一门技术科学也有了长足的发展，也有必要对本教材作一次大面积的更新，于是编写出版《机械工程测试技术基础》（第3版），以适应机械工程学科教学改革的需要。
　　自机械类专业设立“测试技术”课程以来，教材内容几经变革，但20多年来的教学经验证明，定位于技术基础课这一课程性质，并注意本课程特有的实践性、多学科交叉和与其他课程的衔接，以此来决定本教材的深度、广度和内容取舍是合适的，这也是本次重新修订的指导思想。
　　“测试技术”是测量与试验的统称，教材也理应包含这二方面的内容，但兼顾国内各类高等学校的实际情况和多年来的教学传统，本次修订仍沿用前2版的做法，只安排测量技术的内容，至于试验技术的内容，读者可参阅本书第2版编者于2000年出版的另一本教材——《机械工程测量和试验技术》。
　　修订后，本书仍是一部适用于高等学校各类机械设计制造及其自动化、机械工程及其自动化及相近专业的教材，也可作为有关专业研究生和从事机械工程测试的工程技术人员自学、进修用的参考书。
　　与第2版相比，除了各章内容编排、具体写法都有较大的变动外，同时增加了第八章“声与声发射测量”，并用新的第十一章“计算机测试系统与虚拟仪器”来代替原来的第十章“计算机辅助测试”，以适应当前科技的发展。
　　本次修订的第3版由熊诗波教授、黄长艺教授主编，程珩教授级高级工程师、李文英教授、杨洁明教授、熊晓燕副教授、郑渝副教授、马怀祥教授、博士生武兵参加编写。
　　作为教材，应当吸取各方面的观点和科研成果，因此本书在修订过程中，参阅了书后所列的许多文献，从中受益匪浅，在此特向有关作者深表谢意。尤其要对我们过去的合作者——《机械工程测试技术基础》（第2版）、《机械工程测量与试验技术》的全体作者表示深深的谢意，因为本书多处引用了两书的内容或观点。
　　限于学识和经验，本书疏漏之处在所难免，望同行专家和读者不吝指教。
　　编者
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