汽车工程测试技术

本书内容主要包括测试技术概述、测量技术基础、测量误差分析及数据处理、信号分析基础、传感器原理、测量电路原理、非电量测量及计算机测试系统等。本书在测试技术基础理论方面把握必须和够用的原则，对测试技术应用方面的知识则较为系统全面，以便给读者在测量仪器和测量方法的选用、测量过程和测量结果的操作与数据处理等方面提供尽可能多的帮助。

前言章概论1节工程测试技术的基本概念1一、信息与信号1二、测量与测试4三、检测与检测技术4第二节测量对象信息的表达形式与测量方法5一、测量对象信息的表达形式5二、测量方法6第三节测试技术的现状与发展7一、传感器技术的现状与发展8二、测试技术的应用领域与发展概况9思考题11第二章测试技术基础12节测试系统的基本组成与要求12一、测试系统的基本组成12二、测试系统的基本要求13第二节测试系统的输出特性14一、测试系统的静态特性15二、测试系统的动态特性16思考题26第三章测量误差分析与数据处理27节误差的基本概念27一、误差的表示方法27二、误差的来源28三、误差的分类29四、精度的表示方法29第二节随机误差的基本特征及计算方法30一、随机误差统计直方图30二、随机误差的分布与特征31三、标准误差与概率积分32四、随机误差的计算方法33五、误差传递函数36第三节系统误差38一、系统误差的分类39二、系统误差对测量结果的影响39三、系统误差的发现40四、系统误差的消除43五、粗大误差的发现与消除44第四节测试数据的处理及表示方法45一、有效数字45二、测试数据的表示方法46三、一元线性与非线性回归48思考题55第四章信号分析基础57节信号分析概述57一、信号分析的作用与方式57二、测试信号的分类57第二节周期信号分析59一、周期信号的傅里叶级数59二、周期信号的数字特征（平均值、均方值、相关函数）62第三节非周期信号分析63一、非周期信号的傅里叶积分63二、非周期信号的能量谱密度和相关函数65第四节随机信号分析66一、随机信号的基本概念66二、随机信号的均值、均方值和均方差66三、随机信号的概率密度函数67四、随机信号的相关函数与功率谱密度函数68思考题69第五章传感器71节概述71一、传感器组成及类型71二、传感器的基本要求与特性标定73第二节电阻类传感器73一、电位计（变阻器）式传感器74二、电阻应变式传感器77三、其他电阻类传感器80第三节电感类传感器82一、自感式电感传感器82二、互感式电感传感器84三、电涡流式传感器86第四节电容类传感器87一、变极板间隙式电容传感器87二、变极板面积式电容传感器88三、变介电常数式电容传感器90第五节发电类传感器92一、压电式传感器92二、光电式传感器93三、磁电式传感器96四、热电式传感器97五、霍尔效应式传感器98思考题100第六章测量电路101节电桥101一、直流电桥101二、交流电桥104三、变压器电桥106四、平衡式电桥107第二节滤波器107一、理想滤波器107二、实际滤波器108第三节放大器111一、运算放大器112二、电压放大器113三、电荷放大器115第四节调制与解调116一、信号的调制116二、信号的解调117思考题119第七章测试技术的应用120节力的测量120一、力的测量原理120二、测力传感器122三、压力的测量124四、转矩的测量126第二节位移的测量128一、位移测量的特点与类型128二、测位移传感器128三、位移测量示例131第三节转速的测量133一、转速的测量方法133二、测转速传感器134第四节温度的测量137一、温度的测量原理137二、测温度传感器138思考题146第八章计算机测试技术简介147节计算机测试系统的组成147一、计算机测试系统的构成与特点147二、多路模拟开关148三、模/数转换与数/模转换149四、采样保持150第二节智能仪器151一、智能仪器概述151二、智能仪器的功能模块152第三节虚拟仪器155一、虚拟仪器概述155二、虚拟仪器的基本组成156三、LabVIEW虚拟仪器开发系统158第四节网络化测试系统159一、网络化测试系统概述159二、基于现场总线技术的网络化测控系统160三、基于Internet的网络测控系统161思考题162参考文献164

工程测试技术是现代社会工程领域中的一门基础性技术，从其目的和效用看，工程测试技术实际上是如何获取信息的技术。在当今信息时代，人们的日常生活、商品流通、生产制造、交通运输、电子通信、生物工程、军事技术及宇宙科学等领域都离不开测试技术，因此，工程测试技术已成为工科学生必修的基础课程。本书以工程测试技术在汽车领域的应用为主要内容，介绍了汽车工程测试技术的基本理论和基本技术。 本书可作为车辆工程、汽车服务工程、交通运输、汽车维修工程等专业的测试技术课程教材，在内容组织上以相关专业学生构建专业知识结构所必需与够用为原则，力求知识面系统全面、深度适宜。教材共分八章，各章的主要内容如下。 章概论：信息与信号、测量与检测等的定义；机械工程领域中信息的表达形式；测量的类型及测试技术的现状与发展。 第二章测试技术基础：测试系统的基本组成及对测量装置的基本要求，测试系统的静态特性和动态特性；频率响应、阶跃响应在系统动态分析中的实际意义。 第三章测量误差分析与数据处理：误差的基本概念及随机误差的基本特征；随机误差的计算方法、标准误差的含义和在误差分析中的作用；系统误差、粗大误差的特征，系统误差和粗大误差来源及发现与消除方法；测量数据的处理与表示方法。 第四章信号分析基础：动态信号的基本类型；傅里叶级数与傅里叶积分对动态信号分解的物理意义；时域、频域的概念及在时域、频域中信号物理量的含义，周期信号、非周期信号及随机信号的分析方法。 第五章传感器：传感器的类型与发展概况；各类传感器的结构特点、工作原理及适用的检测物理量。着重介绍电阻应变式传感器原理、电涡流式传感器的类型与原理、电容类传感器的类型与测量原理、压电式传感器的测量原理及等效电路、磁电式传感器的类型与工作原理以及热电式传感器的测量原理。 第六章测量电路：测量电路的作用与基本类型；各类电桥的作用、直流电桥的电路原理，交流电桥的平衡条件，平衡电桥的测量原理；滤波电路的作用与类型；实际滤波器与理想滤波器的差别、实际滤波器的基本参数；放大器的作用与原理，载波放大和相敏检波的作用与原理。 第七章测试技术的应用：力、位移、转速、温度等物理量测量的基本概念及基本原理；测量力、位移、转速、温度等物理量的传感器原理。 第八章计算机测试技术简介：计算机测试系统的组成与特点；智能仪器的组成、类型与特点；虚拟仪器的概念与特点；网络化仪器的组成与特点等。 在编写本书时，考虑了非电类专业专科教学的需要，高职高专院校师生使用本教材时可根据教学大纲和教学时数等实际情况，对教学内容进行适当的增减。 本书由武汉科技大学麻友良教授主编，丁礼灯、席敏任副主编，参加编写的有麻友良（章、第三章、第五章、第七章）、丁礼灯（第二章、第四章节~第三节）、席敏（第四章第四节、第六章）、张进（第八章节、第二节）、金杭（第八章第三节）、丁华斌（第八章第四节）等。 在编写本书过程中，我们参阅了大量的书籍和资料，从中得到了许多的启发和帮助，借此向这些作者表示感谢。 由于水平所限，书中难免会有不妥和错误之处，恳望读者予以指正。 编者