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第一章 检测系统的基本特性1

第一节 检测系统的组成1

第二节 检测系统的数学模型1

第三节 检测系统的静态特性及其性能指标3

一、检测系统的静态特性3

二、检测系统的静态性能指标4

第四节 检测系统的动态特性及其性能指标11

一、概述11

二、检测系统的动态误差11

三、常见检测系统的动态特性11

四、检测系统的动态性能指标17

五、主要动态性能参数的测定19

习题与思考题21

第二章 测量误差分析与数据处理23

第一节 测量误差的分类与测量结果的评定23

一、研究测量误差的目的23

二、误差的来源23

三、测量误差的分类23

四、测量结果的评定25

第二节 随机误差的估算方法26

一、样本均值与标准偏差26

二、置信区间与置信概率31

三、测量结果的正确表示32

四、按t分布处理时的计算33

五、不等精度的测量34

第三节 粗差的判别与坏值的舍弃35

一、莱以特准则（或3σ准则）36

二、格拉布斯准则36

第四节 处理系统误差的一般方法37

一、系统误差的分类37

二、判断系统误差的方法37

三、减小和消除系统误差的方法38

四、系统误差的估计方法41

第五节 误差的传递42

一、函数系统误差的传递42

二、函数随机误差的传递44

第六节 误差的合成45

一、随机误差的合成45

二、系统误差的合成45

三、系统误差与随机误差的合成46

第七节 测量数据处理47

一、有效数字与科学记数47

二、等精度测量结果的数据处理步骤49

三、最小二乘法原理52

四、曲线的拟合52

五、经验公式的选择与检验53

第八节 随机过程及其数据处理55

一、随机过程及其特征量55

二、平稳随机过程59

三、随机数据处理的一般步骤63

习题与思考题64

第三章 信号分析基础66

第一节 正交函数集及信号分析66

一、正交函数集及傅氏级数复数表达式66

二、非周期与周期信号的傅氏变换68

三、离散信号的分析70

四、离散信号（序列）的频谱与其Z变换的关系71

第二节 离散傅氏变换（DFT）72

一、非周期信号的离散傅氏变换72

二、周期信号的离散傅氏变换76

三、离散傅氏变换的基本性质78

四、功率谱、振幅谱及相位谱80

五、离散傅氏变换与Z变换的关系80

六、快速傅氏变换（FFT）81

第三节 沃尔什函数和沃尔什—阿达马变换83

一、沃尔什函数集83

二、用沃尔什函数集分解信号—沃尔什级数86

三、阿达马编号的沃尔什—阿达马变换（WHT）ff87

习题与思考题88

第四章 模拟及数字滤波器90

第一节 模拟滤波器的基本概念90

一、基本概念及理想滤波器90

二、低通模拟滤波器设计的一般方法92

第二节 巴特沃思低通滤波器的设计94

第三节 切比雪夫低通滤波器的设计97

第四节 模拟滤波器的原型变换103

一、低通到高通的变换103

二、低通到带通的变换104

三、低通到带阻的变换106

第五节 数字滤波器概述108

第六节 无限冲激响应数字滤波器（IIR）的设计109

一、冲激响应不变法109

二、双线性变换法111

第七节 有限冲激响应数字滤波器（FIR）的设计114

一、FIR数字滤波器的线性相位特性114

二、FIR数字滤波器的设计——“窗口法”116

第八节 从低通原型模拟滤波器到高通、带通和带阻数字滤波器的变换122

一、高通数字滤波器设计122

二、带通数字滤波器设计124

三、带阻数字滤波器设计125

习题与思考题126

第五章 传感器127

第一节 传感器的基本概念127

一、传感器的分类及要求127

二、传感器的基本结构型式128

三、传感器的发展趋势129

第二节 常用传感器129

一、电阻式传感器130

二、电感式传感器134

三、电容式传感器137

四、压电式传感器140

五、磁电式传感器144

六、热电偶传感器145

七、光电式传感器150

八、霍尔式传感器152

九、红外探测器154

十、激光器156

十一、超声换能器158

第三节 几种新型传感器159

一、光纤传感器159

二、薄膜传感器164

三、智能化传感器167

习题与思考题169

第六章 非电量基本参数的检测方法171

第一节 力和转矩的测量171

一、力的测量171

二、转矩的测量180

第二节 位移和厚度的测量183

一、位移的测量183

二、厚度的测量191

第三节 运动速度、加速度和振动的测量193

一、运动速度的测量193

二、加速度的测量194

三、振动的测量197

第四节 转速的测量200

一、接触式转速仪201

二、测速发电机201

三、光电式转速表201

四、频闪转速表203

第五节 噪声的测量203

一、概述203

二、声学中的基本物理量204

三、噪声的主观评价205

四、噪声的测量系统206

五、声功率的测量209

六、噪声测量要求210

第六节 温度的测量211

一、概述211

二、热电阻测温系统212

三、热电偶测温系统215

四、非接触式测温217

第七节 压力的测量220

一、概述220

二、压力测量仪表220

第八节 流量的测量222

一、概述222

二、差压式流量计223

三、转子流量计227

四、靶式流量计228

五、电磁流量计228

六、超声波流量计229

第九节 物位的测量231

一、概述231

二、直读式玻璃液位计231

三、浮力式液位计231

四、电容式液位计232

五、声波式物位计233

六、光学物位计233

第十节 成分的测量235

一、概述235

二、热导式气体分析仪235

三、电化学式分析仪237

四、磁式氧分析仪238

五、光学吸收式分析仪240

六、安全报警用自动分析仪241

习题与思考题242

第七章 微弱信号检测243

第一节 微弱信号检测概述243

第二节 频域的窄带化处理（锁相放大法）243

一、锁相放大器的构成原理243

二、锁相放大器中的信号相关原理244

三、相敏检波的信号频谱迁移与窄带滤波抑制噪声245

四、等效噪声带宽与信噪比的改善246

五、正交矢量型锁相放大器249

六、锁相放大器的应用249

第三节 时域信号的取样平均处理（取样积分器）250

一、定点式取样积分器251

二、扫描式取样积分器252

三、数字多点平均器253

习题与思考题255

第八章 抗干扰技术256

第一节 干扰的类型及产生256

一、干扰的类型256

二、干扰的产生257

三、固有干扰源258

四、干扰叠加和信噪比258

第二节 干扰信号的基本输入方式259

一、静电电容耦合259

二、电磁耦合（电感性耦合）260

三、电阻耦合（漏电流耦合）261

四、共阻抗耦合261

五、差模干扰（串模干扰，正态干扰）262

六、共模干扰（同相干扰，对地干扰）263

七、共模干扰抑制比264

第三节 常用的干扰抑制措施264

一、屏蔽264

二、接地265

三、浮置（浮接、浮空）267

四、滤波器268

习题与思考题269

第九章 微机在检测技术中的应用270

第一节 微机检测系统概述270

一、信号输入通道的基本结构270

二、数据输出通道的基本结构272

第二节 信号变换电路273

一、差动、可编程和隔离放大电路273

二、交—直流电量变换电路275

三、峰值检测电路280

四、非线性函数拟合变换电路280

第三节 采样／保持电路282

一、采样／保持电路的主要特性参数282

二、采样／保持器的典型电路283

第四节 多路转换开关电路284

第五节 模拟／数字转换器及其误差286

一、A/D转换电路的型式286

二、A/D转换器的转换误差287

第六节 模拟／数字转换器的双极性扩展电路289

一、双极性二进制数码289

二、偏置码双极性扩展电路290

三、符号—数值码双极性扩展电路292

第七节 微机的A/D转换及D/A转换接口技术293

一、微型机的总线293

二、微机对外部设备的寻址方式298

三、输入输出的控制方式300

四、A/D转换器与微处理器的接口方法302

五、D/A转换器与微处理器的接口方法304

六、数字信号与微处理器的接口方法306

七、串行接口方法306

第八节 微机测试系统的设计308

一、设计任务308

二、输入通道电路的设计分析310

三、软件程序设计312

第九节 微机检测系统实例——中频电源供电参数智能测试仪314

第十节 单片计算机在检测技术中的应用316

一、MCS-51数据采集和显示系统318

二、高精度双斜积分型A/D转换电路318

三、8098单片机组成的工频相位测量系统320

四、MCS-96单片机在路面平整度测定仪中的应用322

习题与思考题324

参考文献325