动态测试技术与应用（第2版）

　　《全国高等院校仪器仪表及自动化类“十二五”规划教材：动态测试技术与应用（第2版）》旨在提供一本适合于高等学校工科各专业本科生和研究生教学的有关测试技术基础理论及其应用方面的教材，也可供从事测试技术有关工程技术人员自学和参考。

　　《全国高等院校仪器仪表及自动化类“十二五”规划教材：动态测试技术与应用（第2版）》共11章：第1章介绍动态测试技术的发展、意义及涵盖的内容；第2章介绍测试技术的基础知识；第3章介绍测试系统组成及设计原则；第4章介绍测试系统的基本特性；第5～10章介绍典型测试技术的应用，主要介绍了六种常见物理量的测试：应力（应变）、力（压力）、振动、温度、速度和姿态；第11章结合科研项目主要介绍了智能测试技术、SoC（Systemon Chip）测试技术的概况和虚拟测试技术。

第1章 绪论
1.1 动态测试的作用与意义
1.2 动态测试技术发展现状及其特点
1.2.1 现代动态测试技术的特点
1.2.2 现代动态测试系统的组成
1.2.3 动态测试系统的优点
1.3 动态参量的溯源性校准
1.3.1 传感器的动态特性
1.3.2 动态校准系统的激励源
1.4 动态测试技术发展趋势
1.4.1 集成仪器概念
1.4.2 测试软件
1.4.3 网络化测试系统
思考与练习

第2章 测试技术基础
2.1 信号的描述与分类
2.1.1 信号的描述及典型信号
2.1.2 信号的分类
2.2 系统及其性质
2.2.1 线性系统的数学模型
2.2.2 线性系统的性质
2.2.3 系统函数
2.3 系统的输入/输出
2.3.1 系统特性与输入/输出
2.3.2 时域分析
2.3.3 变化域分析
2.4 误差及数据处理
2.4.1 误差的定义与分类
2.4.2 简单的数据处理——最小二乘法
2.5 测量与测试
2.5.1 测量与测试的概念
2.5.2 测量分类
2.5.3 基准和标准
思考与练习

第3章 测试系统的组成与设计原则
3.1 测试系统的组成
3.1.1 非电量电测系统
3.1.2 测试系统的基本结构
3.2 信息获取
3.2.1 传感器及其组成
3.2.2 传感器的分类
3.2.3 传感器常用的技术性能指标
3.2.4 传感器的发展趋势
3.3 信息转换
3.3.1 信号的放大
3.3.2 滤波器
3.3.3 A/D转换
3.4 信息的显示及处理
3.4.1 信息的显示
3.4.2 信息的处理
3.5 测试系统的设计原则与方法
3.5.1 测试系统的设计原测
3.5.2 测试系统的设计方法
3.5.3 自顶向下的现代测试系统设计方法
思考与练习

第4章 测试系统的基本特性
4.1 测试系统的静态特性
4.1.1 测试系统的静态参数与静态特性
4.1.2 静态特性指标
4.2 测试系统的动态特性
4.2.1 动态特性概述
4.2.2 测试系统动态特性的数学模型
4.2.3 测试系统的动态响应特性
4.3 测试系统的标定
4.3.1 标定的概念及分类
4.3.2 系统的静态标定
4.3.3 系统的动态标定
4.4 无失真测试条件
4.4.1 测试对系统的要求
4.4.2 无失真系统
思考与练习

第5章 应力及应变测试
5.1 应力及应变的测试方法
5.1.1 应力、应变及其关系
5.1.2 应力及应变测试系统
5.2 应力、应变电测法原理
5.2.1 电阻应变效应
5.2.2 电阻应变片结构及分类
5.3 电阻应变片特性及应用
5.3.1 应变片的主要工作参数
5.3.2 应变片的动态响应特性
5.3.3 应变片的选择
5.3.4 应变片的粘贴工艺及其保护
5.4 电阻应变片的信号调理电路
5.4.1 电桥
5.4.2 应变片的温度补偿
5.5 电阻应变仪
5.5.1 应变仪的分类
5.5.2 电阻应变仪的基本组成与工作原理
5.5.3 应变仪的使用方法
5.5.4 动态应变仪的电标定
5.5.5 常见故障及其排除
思考与练习

第6章 压力测试
6.1 压力及测试方法
6.1.1 概述
6.1.2 压力测试方法
6.2 应变式测压法
6.2.1 膜片式测压传感器
6.2.2 弹性薄壁圆筒式测压传感器
6.2.3 柱形圆筒式测压传感器
6.3 压电式测压法
6.3.1 压电效应
6.3.2 压电测压传感器的结构
6.3.3 压电测压传感器的使用
6.4 测压系统的静态标定与动态标定
6.4.1 静态标定
6.4.2 动态标定
6.5 压力传感器的安装与管道效应
6.5.1 常用传压管结构
6.5.2 传压管及其对压力测试系统的影响
6.6 膛压测试
6.6.1 铜柱或铜球测压法与引线电测法
6.6.2 基于存储测试技术的电测法
思考与练习

第7章 振动测试
7.1 振动测试简介
7.2 振动测试方法及系统组成
7.2.1 振动测试方法
7.2.2 振动测试系统的组成
7.3 振动测试原理
7.3.1 相对式测振传感器的测量原理
7.3.2 绝对式（惯性式）测振传感器的测量原理
7.4 振动参量的测试
7.4.1 振动参量及其常用测试方法
7.4.2 测振传感器的选择
7.4.3 测振传感器的使用
7.4.4 测振系统的主要技术性能指标
7.5 加速度测试及其系统构成
7.5.1 加速度传感器
7.5.2 加速度传感器的适配电路
7.5.3 加速度测试
7.6 激振设备
7.6.1 激振器
7.6.2 振动台
7.6.3 力锤
7.7 振动测试仪器的校准
7.7.1 分部校准与系统校准
7.7.2 静态校准法
7.7.3 绝对校准法
7.7.4 相对校准法
思考与练习

第8章 速度测量
8.1 微积分电路法
8.2 平均速度法
8.2.1 接触靶
8.2.2 非接触靶
8.3 多普勒测速法
8.4 照相测速法
8.5 相关法在区截速度测量中的应用
8.6 转速的测量
8.7 速度测量的应用
8.7.1 创伤弹道研究专用激光测速靶
8.7.2 激光光幕原向反射触发信号源
8.7.3 区截测速法的应用探索
思考与练习

第9章 温度测试与校准
9.1 温度与温标
9.1.1 温度
9.1.2 温标
9.2 温度标准的传递
9.3 温度测量方法
9.3.1 接触式测温方法
9.3.2 非接触式测温方法
9.4 温度测量仪表分类
9.4.1 膨胀式温度计
9.4.2 热电偶温度计
9.4.3 电阻温度计
9.4.4 热敏电阻
9.4.5 热释电型温度计
9.4.6 半导体集成温度传感器
9.4.7 辐射式温度计
9.4.8 瞬态高温测试的应用
9.5 温度校准
9.5.1 温度传感器的动态校准
9.5.2 CHAL-010型热电偶动态校准应用
思考与练习

第10章 弹体姿态测量基本原理与方法
10.1 姿态参数测量的基本原理及常用方法
10.1.1 常用方法
10.1.2 导航计算中的坐标系
10.1.3 坐标系变换与姿态角、姿态矩阵
10.2 地磁场的基本理论及局限
10.2.1 地磁场的特点
10.2.2 地磁探测的局限性分析
10.3 测试系统组成
10.3.1 总体设计
10.3.2 磁传感器的类型及选择
10.3.3 电路设计
10.3.4 机械结构设计和电路灌封
10.4 系统算法
思考与练习

第11章 现代动态测试仪器
11.1 智能仪器
11.1.1 仪器的智能化
11.1.2 传感器的智能化
11.2 微型仪器
11.2.1 数字集成技术的发展与应用
11.2.2 模拟集成技术的发展与应用
11.2.3 模拟、数字混合集成技术
11.3 虚拟仪器
11.3.1 虚拟仪器概述
11.3.2 虚拟仪器的特点
11.3.3 虚拟仪器的原理及组成
思考与练习
参考文献

先进的现代动态测试技术所起的作用越来越大，其重要性越来越明显，它已广泛地应用于各个领域，成为测试计量学科发展不可或缺的支柱。例如，工业自动化、农业现代化、军事工程、航天技术、资源探测、海洋开发、安全保卫、医疗诊断、环境监测等，都与现代动态测试技术有密切关系。动态参数测试在国民经济各个领域，特别在军工科研生产中，应用是十分广泛的。现代动态测试技术是应用现代科学技术，研究动态信号采集、变换、传输和实时处理的技术。现代动态测试技术已大大不同于传统测量技术，后者不过是简单的比较测量，而现代动态测试技术则包括信号采集、信号变换与传输、信号处理与分析、信号记录与显示的综合技术。它给传统的测试计量学科带来了一系列的观念、方法和技术等方面的革新。本书强调动态测试技术的系统性，从内容构成上以非电量电测系统设计思想和方法为导向，分别系统性地介绍了测试技术的基础知识、现代非电量电测系统的组成、设计原则，指出设计动态测试系统时应注意的问题。在此基础上用创新设计思想组织机、光、电、计算机相结合的几个典型动态参数测试系统设计方法和实现过程。本书力求反映动态测试技术学科中的新思想、新工具、新手段，结合近几年测试工作中发展的新技术，通过实际应用范例，将最新的科研成果融进本书中以供读者借鉴，使读者循序渐进地理解和掌握动态测试系统设计的主要知识点、测试理论、测试方法及最新发展，全面提升读者的动态测试系统设计及应用能力。本书在编写过程中，参阅了很多文献，在此向这些文献的作者表示谢意。中北大学的祖静教授、潘德恒教授和周汉昌教授对本书的编写工作给予了大力帮助和支持，本书中应用了他们的科研成果，特向他们表示敬意和谢意。感谢电子工业出版社策划编辑郭穗娟以及其他同志的辛勤工作和热情帮助。本书第1、6、8、9章由中北大学郝晓剑编写，第3、5、7章由中北大学靳鸿编写，第2章由中北大学郑宾编写，第4章由中北大学孟令军编写，第10章由中北大学崔敏编写，第11章和实验部分由中北大学郝丽娜编写。郝晓剑负责统编全稿，郑宾负责主审。尽管全体编者为本书都尽心尽力，但书中难免有不足之处，恳请广大读者批评指正。编者 2012年11月