本書主要用于輔助“測(cè)試技術(shù)”課程教學(xué)，內(nèi)容分為兩篇。第一篇為測(cè)試技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)，包括信號(hào)分析理論虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和測(cè)試電路仿真分析案例，目的在于為驗(yàn)證信號(hào)分析理論和測(cè)試電路提供虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，解決相關(guān)內(nèi)容抽象、傳統(tǒng)教學(xué)手段效率低下的難題。第二篇為測(cè)試技術(shù)實(shí)體實(shí)驗(yàn)及工程案例，包括測(cè)試技術(shù)實(shí)體實(shí)驗(yàn)、虛擬儀器開發(fā)及車輛底盤系統(tǒng)測(cè)試案例，目的在于將理論與實(shí)踐相結(jié)合，解決學(xué)以致用的問題。全書共有5章，從第2章開始，每一節(jié)都有思考題。
前言
“測(cè)試技術(shù)”課程是高等院校機(jī)械類、機(jī)電類、電氣類專業(yè)的必修課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)測(cè)試基礎(chǔ)理論，掌握測(cè)試設(shè)備儀器相關(guān)操作技能，具備獨(dú)立使用數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)的能力，為今后從事設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、故障診斷、維修決策等工作夯實(shí)基礎(chǔ)。
該課程理論性強(qiáng)，涉及知識(shí)面廣，如高等數(shù)學(xué)、電工電子技術(shù)、微機(jī)原理、傳感器技術(shù)等，公式推導(dǎo)、電路分析復(fù)雜，思維需要從時(shí)域向頻域轉(zhuǎn)換，應(yīng)用過程較為抽象，教學(xué)難度大。
此外，該課程涉及知識(shí)和設(shè)備更新速度快，與工程實(shí)踐密切相關(guān)，如果缺乏相關(guān)有效的實(shí)踐教學(xué)，就難以全面深入地領(lǐng)悟該課程所涉及的基本原理，也無法理解相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)與工程應(yīng)用實(shí)踐之間的關(guān)系。
編寫本書的初衷，就是借助電子信息類課程廣泛使用的仿真分析軟件開展虛擬實(shí)驗(yàn)，解決測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)中信號(hào)分析、測(cè)試電路相關(guān)內(nèi)容抽象、教學(xué)效率低下的難題，然后通過實(shí)體實(shí)驗(yàn)和工程案例相結(jié)合，學(xué)以致用。
本書非常注重虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)相互配合，教學(xué)實(shí)驗(yàn)與科研設(shè)計(jì)相互轉(zhuǎn)化，教學(xué)工作與未來工程實(shí)際相互結(jié)合，實(shí)踐了“學(xué)以致用”“知行合一”的理念。本書不僅對(duì)“測(cè)試技術(shù)”的教學(xué)改革實(shí)踐具有積極的推動(dòng)作用，而且對(duì)車輛測(cè)試領(lǐng)域的技術(shù)研究也具有一定的借鑒作用。因此，本書具有較好的教學(xué)實(shí)踐指導(dǎo)作用，也具有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值。
本書內(nèi)容分為兩篇，□□篇為測(cè)試技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)，主要內(nèi)容為測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)、信號(hào)分析理論虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、測(cè)試電路仿真分析案例； 第二篇為測(cè)試技術(shù)實(shí)體實(shí)驗(yàn)及工程案例，主要內(nèi)容為測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)、虛擬儀器開發(fā)與車輛底盤系統(tǒng)測(cè)試案例。全書內(nèi)容共5章。
□□章為測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)，介紹了測(cè)試的基本概念，測(cè)試系統(tǒng)的組成及要求，闡述了教學(xué)中虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)的作用及其相互關(guān)系。
第□章為信號(hào)分析理論虛擬實(shí)驗(yàn)，利用數(shù)值仿真軟件MATLAB驗(yàn)證信號(hào)分析教學(xué)中的重要結(jié)論，幫助學(xué)生快速掌握信號(hào)的時(shí)域、頻域分析方法。
第3章為測(cè)試系統(tǒng)電路仿真分析案例，主要利用Multisim軟件對(duì)電橋電路、放大電路電路、濾波器電路、計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)接口電路的工作過程開展仿真分析，幫助學(xué)生深入理解相關(guān)電路的工作原理。
第4章為測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)，主要包括信號(hào)時(shí)域、頻域參數(shù)測(cè)量，傳感器特性靜態(tài)、動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法，常用傳感器的使用等內(nèi)容，使學(xué)生掌握相關(guān)基本技能。
第5章為虛擬儀器開發(fā)與車輛底盤系統(tǒng)測(cè)試案例，主要包括虛擬儀器及其構(gòu)建，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)采集和底盤系統(tǒng)總線信息采集案例，使學(xué)生了解知識(shí)的應(yīng)用方式和方法。
本書主要對(duì)象為高等院校機(jī)械類、機(jī)電類、電氣類等專業(yè)學(xué)生，也可供從事測(cè)試技術(shù)工作的科技人員使用。在教學(xué)中，如果課時(shí)不足，可優(yōu)先選擇本書第□、4章部分內(nèi)容開展教學(xué)。
本書由陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)李志寧編著。由于編者水平有限，書中難免存在一些不足，希望各位專家、同行不吝賜教。編者衷心希望拋磚引玉，能調(diào)動(dòng)起讀者學(xué)習(xí)測(cè)試技術(shù)相關(guān)理論與知識(shí)的興趣，由此能更深入地學(xué)習(xí)和思考相關(guān)理論和技術(shù)問題。
本書配套的PPT課件、仿真電路、案例代碼可掃描下方的二維碼下載。本書還配有部分微課□□，可掃描書中二維碼觀看。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)和工作起到一定的借鑒作用。
編者
□0□1年8月
PPT課件+仿真電路+案例代碼
李志寧，現(xiàn)為陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)車輛與電氣工程系副教授�！�007年畢業(yè)于清華大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)，獲博士學(xué)位。目前主要從事測(cè)試技術(shù)與信號(hào)處理方向課程教學(xué)，主要科研方向?yàn)檐囕v健康管理、地磁測(cè)試與應(yīng)用。曾主持參與多項(xiàng)重大科研任務(wù)，獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，軍隊(duì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)5項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，其中SCI收錄1□篇，EI收錄□7篇。
目錄
第一篇測(cè)試技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)
第1章測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)
1.1相關(guān)基本概念
1.2測(cè)試技術(shù)功用
1.3主要研究?jī)?nèi)容
1.3.1測(cè)量原理
1.3.2測(cè)量方法
1.3.3測(cè)試系統(tǒng)
1.3.4數(shù)據(jù)處理
1.4測(cè)試技術(shù)的發(fā)展
1.4.1傳感器的發(fā)展
1.4.2計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展
1.4.3數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展
1.5測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容及實(shí)踐
1.5.1教學(xué)內(nèi)容及難點(diǎn)
1.5.2傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性
1.5.3虛擬仿真、實(shí)體實(shí)驗(yàn)、案例分析相結(jié)合的教學(xué)實(shí)踐
第2章信號(hào)分析理論虛擬實(shí)驗(yàn)
2.1MATLAB語言操作實(shí)踐
2.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.1.2實(shí)驗(yàn)原理
2.1.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.1.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.2信號(hào)的產(chǎn)生與運(yùn)算
2.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.2.2實(shí)驗(yàn)原理
2.2.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.2.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.3連續(xù)線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析
2.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.3.2實(shí)驗(yàn)原理
2.3.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.3.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.4連續(xù)線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻域分析
2.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.4.2實(shí)驗(yàn)原理
2.4.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.4.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.5離散傅里葉變換及性質(zhì)
2.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.5.2實(shí)驗(yàn)原理
2.5.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.5.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.6快速傅里葉變換頻譜分析
2.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.6.2實(shí)驗(yàn)原理
2.6.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.6.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.7信號(hào)的采樣與恢復(fù)
2.7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.7.2實(shí)驗(yàn)原理
2.7.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.7.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.8隨機(jī)信號(hào)相關(guān)分析及功率譜分析
2.8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.8.2實(shí)驗(yàn)原理
2.8.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.8.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.9無限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)
2.9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.9.2實(shí)驗(yàn)原理
2.9.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.9.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.10有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)
2.10.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.10.2實(shí)驗(yàn)原理
2.10.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
2.10.4程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考題
2.11用FDATool設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器
2.11.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
2.11.2實(shí)驗(yàn)原理
2.11.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
思考題
第3章測(cè)試系統(tǒng)電路仿真分析案例
3.1Multisim電路仿真軟件
3.1.1Multisim軟件簡(jiǎn)介
3.1.2Multisim軟件基本操作使用
思考題
3.2案例1電阻式傳感器電橋電路分析
3.2.1實(shí)踐目標(biāo)
3.2.2直流電橋工作原理
3.2.3直流電橋電路仿真分析
思考題
3.3案例2信號(hào)放大電路分析
3.3.1實(shí)踐目標(biāo)
3.3.2常用信號(hào)放大電路工作原理
3.3.3反相運(yùn)算放大電路仿真分析
3.3.4同相運(yùn)算放大電路仿真分析
3.3.5測(cè)量放大電路仿真分析
思考題
3.4案例3濾波器電路分析
3.4.1實(shí)踐目標(biāo)
3.4.2濾波器電路工作原理
3.4.3低通濾波器電路仿真分析
3.4.4高通濾波器電路仿真分析
3.4.5帶通濾波器電路仿真分析
思考題
3.5案例4計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)接口電路仿真分析
3.5.1實(shí)踐目標(biāo)
3.5.2計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)接口電路
3.5.3多路模擬開關(guān)電路仿真分析
3.5.4采樣/保持電路仿真分析
3.5.5A/D轉(zhuǎn)換電路仿真分析
3.5.6D/A轉(zhuǎn)換電路仿真分析
思考題
第二篇測(cè)試技術(shù)實(shí)體實(shí)驗(yàn)及工程案例
第4章測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)
4.1信號(hào)采集與時(shí)頻參數(shù)分析
4.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.1.3實(shí)驗(yàn)原理
4.1.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
4.2電渦流傳感器標(biāo)定
4.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.2.3實(shí)驗(yàn)原理
4.2.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
4.3加速度傳感器標(biāo)定
4.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.3.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.3.3實(shí)驗(yàn)原理
4.3.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
4.4電阻應(yīng)變片式傳感器特性
4.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.4.3實(shí)驗(yàn)原理
4.4.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
4.5電感式傳感器特性
4.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.5.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.5.3實(shí)驗(yàn)原理
4.5.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
4.6光電傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速
4.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.6.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.6.3實(shí)驗(yàn)原理
4.6.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
4.7光纖傳感器測(cè)量位移
4.7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.7.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.7.3實(shí)驗(yàn)原理
4.7.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
4.8計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
4.8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.8.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.8.3實(shí)驗(yàn)原理
4.8.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
4.9CAN通信節(jié)點(diǎn)組成及調(diào)試
4.9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.9.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.9.3實(shí)驗(yàn)原理
4.9.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
4.10CAN報(bào)文濾波方法
4.10.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
4.10.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.10.3實(shí)驗(yàn)原理
4.10.4實(shí)驗(yàn)步驟
思考題
第5章虛擬儀器開發(fā)與車輛底盤系統(tǒng)測(cè)試案例
5.1虛擬儀器及開發(fā)軟件
5.1.1虛擬儀器的基本概念
5.1.2LabWindows/CVI軟件
5.1.3調(diào)試簡(jiǎn)單程序
5.1.4實(shí)踐與探索
5.2案例1數(shù)據(jù)采集虛擬儀器構(gòu)建
5.2.1實(shí)踐目的
5.2.2虛擬儀器驅(qū)動(dòng)軟件
5.2.3數(shù)據(jù)采集程序分析
5.2.4數(shù)據(jù)采集實(shí)踐
思考題
5.3案例2網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器構(gòu)建
5.3.1實(shí)踐目的
5.3.2基于以太網(wǎng)的虛擬儀器構(gòu)建
5.3.3數(shù)據(jù)發(fā)送與接收程序設(shè)計(jì)
思考題
5.4案例3柴油機(jī)振動(dòng)信號(hào)采集與分析
5.4.1實(shí)踐目的
5.4.2柴油機(jī)振動(dòng)信號(hào)分析
5.4.3缸蓋振動(dòng)信號(hào)采集與分析
思考題
5.5案例4瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)采集與分析
5.5.1實(shí)踐目的
5.5.2柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)分析原理
5.5.3柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)采集與分析
思考題
5.6案例5燃油壓力信號(hào)采集與分析
5.6.1實(shí)踐目的
5.6.2柴油機(jī)燃油壓力信號(hào)測(cè)試原理
5.6.3柴油機(jī)燃油壓力信號(hào)采集與分析
思考題
5.7案例6車輛底盤總線系統(tǒng)信息采集
5.7.1實(shí)踐目的
5.7.2底盤系統(tǒng)總線簡(jiǎn)介
5.7.3傳動(dòng)系統(tǒng)CAN總線信號(hào)采集
思考題
參考文獻(xiàn)
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