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| 內容簡介： |
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测试与信号分析作为连接理论与实践的桥梁，在工程中扮演着至关重要的角色。无论是产品设计、质量控制、故障诊断，还是系统优化，都离不开准确、高效的测试技术与信号分析能力。《工程测试与信号分析》旨在为工科专业的学生和工程技术人员提供一本全面、系统、实用的学习指南。本书共9章，主要内容包括：绪论，信号分析基础，工程测试系统的基本特性，连续时间信号分析，离散时间信号分析，传感器原理与测量电路，离散傅里叶变换及其快速算法，滤波器，随机信号分析基础。每章后附有习题。本书可作为高等院校机械工程、智能感知工程、电子信息工程、测控技术与仪器等专业的本科生和研究生教材，也可供机械电子、仪器仪表、自动化等领域的科研人员和工程技术人员参考使用。
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| 目錄：
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第1章 绪论 001
1.1 工程测试与信号分析的发展情况 001
1.1.1 工程测试与信号分析的国内发展情况 002
1.1.2 工程测试与信号分析的国外发展情况 004
1.1.3 工程测试与信号分析的未来发展趋势 005
1.1.4 工程测试技术的发展历程 006
1.2 工程测试的系统组成及信号分析的过程 011
1.2.1 测试过程和测试系统的组成 011
1.2.2 测试工作的任务 012
1.2.3 信号分析的过程 012
1.3 课程对象和要求 013
1.4 教学目标和基本理念 014
习题 014
第2章 信号分析基础 015
2.1 工程测试信号分析与处理技术简介 016
2.2 信号及其分类 016
2.2.1 信号的概念 016
2.2.2 信号的分类 017
2.3 工程测试信号的描述 019
2.4 信号分析中的常用函数 022
2.5 信号与系统 024
习题 027
第3章 工程测试系统的基本特性 028
3.1 工程测试系统概述 028
3.1.1 线性系统及其微分方程的描述 029
3.1.2 线性系统的特性 030
3.2 工程测试系统的静态传递特性 032
3.2.1 静态传递方程与定度曲线 032
3.2.2 静态特性的评定指标 032
3.3 工程测试系统的动态传递特性 034
3.3.1 工程测试系统的动态传递特性的频域描述 035
3.3.2 测试系统动态传递特性的时域描述 039
3.4 工程测试系统不失真条件 041
习题 042
第4章 连续时间信号分析 043
4.1 信号采集与采样信号分析 044
4.1.1 信号采集 045
4.1.2 采样信号分析 046
4.1.3 采样定理 049
4.2 周期信号分析 052
4.2.1 傅里叶级数与周期信号的分解 052
4.2.2 周期信号的频谱 057
4.3 非周期信号分析 060
4.3.1 傅里叶变换 060
4.3.2 非周期信号的频谱 061
4.3.3 傅里叶变换的主要性质 062
4.3.4 几种典型信号的频谱 066
4.4 卷积 068
4.4.1 含有单位脉冲函数的卷积 070
4.4.2 时域卷积定理 071
4.4.3 频域卷积定理 073
4.5 调制与解调 075
4.5.1 调制与解调案例分析 075
4.5.2 幅值调制与解调原理 077
4.5.3 角度调制与解调原理 081
习题 082
第5章 离散时间信号分析 084
5.1 信号数字分析的基本步骤 084
5.2 A/D转换原理与采样定理 087
5.3 离散时间系统 090
5.4 离散时间序列 092
5.4.1 离散时间序列的定义 092
5.4.2 离散时间序列的分类 093
5.4.3 离散时间序列的表示 095
5.4.4 离散时间序列的性质 096
5.4.5 离散时间序列的分析方法 097
5.4.6 离散时间序列的应用领域 098
5.5 Z变换与Z反变换 100
5.6 Z变换的性质 102
5.7 离散信号的Z变换 103
5.8 Z变换的收敛域 105
5.9 Z反变换 108
习题 112
第6章 传感器原理与测量电路 114
6.1 绪论 114
6.2 电阻应变式传感器 115
6.2.1 电阻应变式传感器的发展 115
6.2.2 电阻应变式传感器的工作原理 115
6.2.3 电阻应变式传感器的测量电路 120
6.2.4 电阻应变式传感器的应用 124
本节习题 128
6.3 电感式传感器 129
6.3.1 电感式传感器的工作原理 129
6.3.2 电感式传感器的应用举例 134
本节习题 136
6.4 电容式传感器 137
6.4.1 电容式传感器的工作原理 137
6.4.2 电容式传感器的测量电路 141
6.4.3 电容式传感器的应用 142
本节习题 146
6.5 压电式传感器 146
6.5.1 压电式传感器的工作原理 146
6.5.2 压电式传感器的等效电路及其测量电路 150
6.5.3 压电式传感器的应用 154
本节习题 156
6.6 视觉传感器 156
6.6.1 生物视觉与机器视觉 156
6.6.2 视觉传感器的分类 157
6.6.3 CCD传感器的工作原理 158
6.6.4 CMOS传感器的工作原理 160
6.6.5 视觉传感器的应用 160
本节习题 161
6.7 其他类型的传感器 161
6.7.1 光电式传感器 161
6.7.2 光纤式传感器 163
6.7.3 热电式传感器 165
6.7.4 柔性传感器 170
6.7.5 智能传感器 173
本节习题 175
第7章 离散傅里叶变换及其快速算法 176
7.1 序列的傅里叶变换 177
7.2 离散傅里叶变换及其性质 178
7.3 快速FFT和IFFT 181
习题 184
第8章 滤波器 185
8.1 滤波器的概念、分类及工作原理 186
8.1.1 滤波器的原理及分类 188
8.1.2 RC滤波器 189
8.1.3 理想滤波器 190
8.1.4 实际滤波器 191
8.1.5 滤波器的阶次 192
8.1.6 滤波器的逼近方式 192
8.1.7 微分、积分与积分平均 194
8.1.8 连续信号分析技术应用实例 196
8.2 模拟滤波器 199
8.2.1 模拟频谱分析 199
8.2.2 常用模拟滤波器的设计 201
8.3 数字滤波器 202
8.3.1 数字滤波器的基本网络结构及其信号流图 202
8.3.2 IIR数字滤波器 204
8.3.3 FIR数字滤波器 206
8.3.4 数字滤波器举例设计 208
习题 210
第9章 随机信号分析基础 212
9.1 随机信号的基本概念 212
9.2 随机信号的时域描述 214
9.2.1 概率密度函数和概率分布函数 214
9.2.2 随机信号的时域数字特征 215
9.2.3 自相关函数与自协方差函数 216
9.2.4 应用实例：应用相关分析测量汽车车速 217
9.3 随机信号的频域描述 218
习题 220
参考文献 221
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| 內容試閱：
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在当今科技飞速发展的时代，工程领域对精确测量与深入分析复杂信号的需求日益增长。无论是机械制造、航空航天，还是电子通信、生物医学工程等行业，都离不开对各种物理量的精确测试以及对所获取信号的有效分析。《工程测试与信号分析》旨在为读者提供一套系统且实用的理论与方法，帮助读者理解工程测试的基本原理、掌握信号分析的核心技术，从而在实际工程应用中能够准确地获取信息、解决问题。本书不仅注重理论知识的讲解，更强调理论与实际应用的紧密结合，通过丰富的案例和实践环节，引导读者将所学知识运用到具体的工程场景中。
本书共9章，内容涵盖了工程测试与信号分析的核心知识点。第1章旨在为读者勾勒出工程测试与信号分析的基本框架，明确其重要性及应用领域，为后续学习奠定思想基础。第2～5章则逐步深入信号分析的基础领域，从连续时间信号到离散时间信号，系统地介绍了信号的时域和频域分析方法，为后续章节的学习奠定了坚实的理论基础。第6章是连接理论与实际的桥梁，详细介绍了各类传感器的原理、分类及特性，以及测量电路的设计原则和实现方法。这部分内容对于理解测试系统的输入端，即信号的获取过程，具有重要意义。第7～9章则进一步深入探讨了信号处理的核心技术，包括离散傅里叶变换及其快速算法、滤波器的设计与应用，以及随机信号分析基础。这些内容不仅涵盖了信号处理的基本方法，还涉及现代信号处理技术的最新进展。
本书由西华大学宋春华副教授任主编，由四川轻化工大学赵俊副教授和西华大学王名月讲师任副主编，参编人员有郑梓菱、戴凌锋。其中，第1、2、6、8章由宋春华编写，第3、7、9章由王名月编写，第4、5章由赵俊编写，郑梓菱、戴凌锋负责书中案例部分的编写。全书由华南理工大学教授级高级工程师张弓主审。
本书在编写过程中得到了西华大学教务处和研究生院的大力支持和帮助。西华大学研究生李丹丹、罗杨、洪良起、王润武、李艳娜、李艾松、李艳、谢克彬等同学在相关图片绘制、MATLAB编程和电子文档编辑等方面做了许多工作，在此一并感谢。
本书配有课件、习题参考答案等学习资料，欢迎选用本书作为教材的老师和同学们扫描书中二维码获取相关资源。
本书在编写过程中，力求做到内容全面、结构清晰、语言简练。同时，也注重引入最新的科研成果和技术进展，使教材更具时代感和实用性。由于工程测试与信号分析领域的发展日新月异，本书所涵盖的内容不可能面面俱到。因此，鼓励读者在学习的过程中不断探索、勇于实践，以不断丰富和完善自己的知识体系。
由于编者水平有限，书中内容难免有疏漏之处，敬请读者批评指正。
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