定 價：55 元
叢書名：工業(yè)和信息部十二五規(guī)劃教材
- 作者：兵器實驗學
- 出版時間：2016/4/1
- ISBN：9787512419681
- 出 版 社：北京航空航天大學出版社
- 中圖法分類：TJ01
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
本書針對碩士、博士研究生相關專業(yè)及從事兵器實驗工程技術人員的特點和相關課程大綱的要求，系統(tǒng)地介紹了測量誤差、測量不確定度的分析及處理方法、工程信號的分析基礎知識及常用信號處理方法、測量系統(tǒng)靜動態(tài)特性分析方法、動態(tài)誤差的含義及修正方法，系統(tǒng)地介紹了常見兵器動態(tài)參量的測試方法、特點及相關的處理方法，這些參量包括應力、應變、力及轉矩，動態(tài)壓力，溫度及熱通量，噪聲，位移、速度、加速度等運動參量，振動，膛口流場，彈丸姿態(tài)及密集度，材料動態(tài)參數(shù)等。
本書可作為武器系統(tǒng)與發(fā)射工程、地面武器機動工程、過程裝備與控制工程等兵器專業(yè)研究生的教科書或參考書，亦可供相關專業(yè)的研究生、教師及工程技術人員參考。
各類兵器在研發(fā)、設計、定型、生產(chǎn)交驗的各個階段都需要進行性能實驗及測試，實驗與測試的目的有兩個：一是為武器系統(tǒng)的研發(fā)或設計提供依據(jù)；二是作為武器系統(tǒng)戰(zhàn)技指標進行考核。兵器性能實驗與測試和其他工程機械性能實驗與測試有著顯著的區(qū)別，即大多數(shù)兵器系統(tǒng)都工作在高溫、高壓、高速、高過載的環(huán)境下，因此兵器性能參量實驗與測試對其系統(tǒng)的組建及系統(tǒng)的性能有著特殊的要求。在與兵器工程相關專業(yè)的研究生學習階段，兵器測試技術是一門必修課，為此，我們根據(jù)多年的教學及科研經(jīng)驗，根據(jù)研究生學習的特點，編寫了此書。本書在作者編寫的？兵器動態(tài)參量測試技術？一書的基礎上，增加了測試技術的基礎知識、數(shù)字信號處理基礎及常用信號處理方法，以期讀者通過本書的學習，能更好地從事相關實驗與測試工作。
本書共14章，由孔德仁同志統(tǒng)稿。其中王芳同志編寫了第1、2、3、4、6、8章；其他章節(jié)由孔德仁和商飛共同編寫。在本書的編寫過程中，參考或引用了國內外許多專家、學者的論著及教材，南京理工大學的同行專家也提出了許多寶貴的意見及建議，在此一并表示衷心的感謝。
感謝在百忙中評閱本書的錢林方教授、付平教授和顧文彬教授，感謝各位提出的寶貴意見。
由于作者的學術水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。
作者
2015年8月1日
第1篇 兵器測試基礎知識
第1章 兵器測試技術基礎……………………………………………………………………… 8
1．1 測量的基本方法………………………………………………………………………… 8
1．1．1 測量的分類………………………………………………………………………… 8
1．1．2 測量具有普遍科學意義的條件…………………………………………………… 9
1．2 標準量及常用量的傳遞方法…………………………………………………………… 10
1．2．1 標準量……………………………………………………………………………… 10
1．2．2 兵器測試中常用量的傳遞方法…………………………………………………… 11
1．3 測量系統(tǒng)………………………………………………………………………………… 13
1．3．1 測量系統(tǒng)的組成…………………………………………………………………… 14
1．3．2 現(xiàn)代測試系統(tǒng)……………………………………………………………………… 16
1．3．3 虛擬儀器…………………………………………………………………………… 20
1．4 測量誤差及處理………………………………………………………………………… 21
1．4．1 測量誤差…………………………………………………………………………… 21
1．4．2 常用誤差處理方法及誤差的合成與分配………………………………………… 24
1．4．3 測量誤差的合成與分配…………………………………………………………… 27
1．5 測量不確定度的評定…………………………………………………………………… 28
1．5．1 不確定度評定的基本知識………………………………………………………… 28
1．5．2 標準不確定度的A 類評定……………………………………………………… 31
1．5．3 標準不確定度的B類評定……………………………………………………… 32
1．5．4 測量不確定度的合成……………………………………………………………… 34
1．5．5 擴展不確定度的計算方法………………………………………………………… 36
第2章 工程信號及其可測性分析…………………………………………………………… 38
2．1 概 述…………………………………………………………………………………… 38
2．2 工程信號的分類………………………………………………………………………… 38
2．2．1 按信號隨時間變化的規(guī)律分類…………………………………………………… 38
2．2．2 按信號隨時間變化連續(xù)性分類…………………………………………………… 41
2．2．3 其他分類方法……………………………………………………………………… 41
2．3 周期信號頻譜與可測性………………………………………………………………… 42
2．3．1 周期信號的分解和頻譜…………………………………………………………… 42
2．3．2 周期信號的可測性分析…………………………………………………………… 48
2．4 非周期信號的頻譜分析………………………………………………………………… 51
2．4．1 時限信號的分解和頻譜…………………………………………………………… 51
2．4．2 時限信號的可測性分析…………………………………………………………… 54
2．5 隨機信號的處理及分析………………………………………………………………… 54
2．5．1 隨機信號的特征參數(shù)……………………………………………………………… 54
2．5．2 離散隨機信號的特征估計………………………………………………………… 58
2．6 典型激勵信號描述……………………………………………………………………… 62
2．6．1 沖激函數(shù)及其譜分析……………………………………………………………… 62
2．6．2 單位階躍信號及其譜分析………………………………………………………… 64
2．6．3 單位斜坡信號及其頻譜…………………………………………………………… 66
第3章 測量系統(tǒng)的基本特性………………………………………………………………… 67
3．1 概 述…………………………………………………………………………………… 67
3．1．1 測量系統(tǒng)的基本要求……………………………………………………………… 67
3．1．2 測量系統(tǒng)的線性化………………………………………………………………… 68
3．2 測量系統(tǒng)的靜態(tài)標定與靜態(tài)特性……………………………………………………… 69
3．2．1 靜態(tài)標定…………………………………………………………………………… 69
3．2．2 靜態(tài)特性指標……………………………………………………………………… 71
3．3 測量系統(tǒng)的動態(tài)特性…………………………………………………………………… 75
3．3．1 動態(tài)參數(shù)測試的特殊問題………………………………………………………… 75
3．3．2 測量系統(tǒng)動態(tài)特性的分析方法及主要指標……………………………………… 76
3．3．3 測量系統(tǒng)的數(shù)學模型……………………………………………………………… 77
3．3．4 傳遞函數(shù)…………………………………………………………………………… 77
3．3．5 頻率響應函數(shù)……………………………………………………………………… 79
3．3．6 沖激響應函數(shù)……………………………………………………………………… 80
3．4 測量系統(tǒng)的動態(tài)特性分析……………………………………………………………… 80
3．4．1 典型系統(tǒng)的頻率響應……………………………………………………………… 81
3．4．2 典型激勵的系統(tǒng)瞬態(tài)響應………………………………………………………… 84
3．4．3 相似原理…………………………………………………………………………… 87
3．5 測量系統(tǒng)無失真測試條件……………………………………………………………… 88
3．6 測量系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)獲取方法…………………………………………………… 89
3．6．1 階躍響應法………………………………………………………………………… 89
3．6．2 幅頻特性法………………………………………………………………………… 91
3．7 動態(tài)誤差修正…………………………………………………………………………… 91
3．7．1 頻域修正方法……………………………………………………………………… 91
3．7．2 時域修正方法……………………………………………………………………… 92
第2篇 兵器測試信號分析方法
第4章 數(shù)字信號處理基礎…………………………………………………………………… 94
4．1 z變換…………………………………………………………………………………… 94
4．1．1 序 列……………………………………………………………………………… 94
4．1．2 z變換……………………………………………………………………………… 94
4．1．3 z逆變換…………………………………………………………………………… 99
4．2 離散傅里葉變換(DFT)……………………………………………………………… 100
4．2．1 離散傅里葉級數(shù)(DFS) ………………………………………………………… 100
4．2．2 離散傅里葉變換(DFT)的定義………………………………………………… 101
4．2．3 DFT的主要性質………………………………………………………………… 101
4．2．4 DFT與z變換的關系…………………………………………………………… 102
4．3 快速傅里葉變換(FFT)……………………………………………………………… 102
4．3．1 DFT直接計算的工作量………………………………………………………… 102
4．3．2 提高DFT運算效率的思路…………………………………………………… 103
4．3．3 FFT算法………………………………………………………………………… 103
4．4 數(shù)字濾波器…………………………………………………………………………… 109
4．4．1 數(shù)字濾波器的分類……………………………………………………………… 109
4．4．2 IIR數(shù)字濾波器的設計………………………………………………………… 110
4．4．3 FIR數(shù)字濾波器的設計………………………………………………………… 112
第5章 工程測試信號處理…………………………………………………………………… 115
5．1 測試信號的表述方法………………………………………………………………… 115
5．1．1 表格法…………………………………………………………………………… 115
5．1．2 圖解法…………………………………………………………………………… 116
5．1．3 方程法…………………………………………………………………………… 116
5．2 回歸分析……………………………………………………………………………… 117
5．2．1 一元線性回歸…………………………………………………………………… 117
5．2．2 多元線性回歸…………………………………………………………………… 120
5．2．3 非線性回歸……………………………………………………………………… 121
5．2．4 回歸分析的應用………………………………………………………………… 123
5．3 功率譜分析…………………………………………………………………………… 124
5．3．1 定 義…………………………………………………………………………… 124
5．3．2 功率譜分析的物理意義………………………………………………………… 125
5．3．3 功率譜分析的實現(xiàn)……………………………………………………………… 126
5．3．4 功率譜的應用…………………………………………………………………… 127
5．3．5 相干函數(shù)………………………………………………………………………… 129
5．4 倒頻譜技術…………………………………………………………………………… 129
5．4．1 倒頻譜分析的基本原理………………………………………………………… 130
5．4．2 倒頻譜分析的意義……………………………………………………………… 130
5．4．3 倒頻譜技術的應用……………………………………………………………… 130
5．5 頻譜細化分析………………………………………………………………………… 132
5．5．1 基于復調制的FFT方法………………………………………………………… 132
5．5．2 相位補償細化方法……………………………………………………………… 135
5．5．3 頻譜細化分析的應用…………………………………………………………… 136
5．6 小波分析在測試信號中的應用……………………………………………………… 137
5．6．1 小波分析的基本原理…………………………………………………………… 137
5．6．2 小波的多分辨率分析…………………………………………………………… 138
5．6．3 小波分析在信號處理中的應用………………………………………………… 139
5．7 動態(tài)補償數(shù)字濾波器………………………………………………………………… 141
5．7．1 硬件補償方法…………………………………………………………………… 143
5．7．2 軟件補償方法…………………………………………………………………… 145
5．7．3 動態(tài)補償濾波器的應用………………………………………………………… 147
第3篇 常用兵器動態(tài)參量測試方法及應用
第6章 應力、應變、力及轉矩測量技術……………………………………………………… 150
6．1 概 述………………………………………………………………………………… 150
6．2 應變測量基礎知識…………………………………………………………………… 150
6．2．1 應變片的工作原理……………………………………………………………… 150
6．2．2 應變片的粘貼…………………………………………………………………… 153
6．2．3 電阻應變片的溫度誤差及補償………………………………………………… 155
6．2．4 電阻應變片的信號調理電路及應變儀………………………………………… 157
6．3 力測量………………………………………………………………………………… 164
6．3．1 常用力傳感器…………………………………………………………………… 164
6．3．2 力傳感器標定…………………………………………………………………… 166
6．3．3 測量實例………………………………………………………………………… 167
6．4 應變、應力測量………………………………………………………………………… 175
6．4．1 基于應變片的應變、應力測量…………………………………………………… 175
6．4．2 基于光纖Bragg光柵應變測量………………………………………………… 180
6．5 轉矩測量……………………………………………………………………………… 186
6．5．1 轉矩測量原理…………………………………………………………………… 186
6．5．2 常用轉矩傳感器………………………………………………………………… 187
6．5．3 轉矩傳感器標定………………………………………………………………… 189
第7章 動態(tài)壓力測量技術…………………………………………………………………… 191
7．1 概 述………………………………………………………………………………… 191
7．2 銅柱測壓法…………………………………………………………………………… 193
7．2．1 銅柱測壓法系統(tǒng)組成及工作原理……………………………………………… 193
7．2．2 銅柱靜態(tài)標定及靜態(tài)壓力對照表的編制……………………………………… 194
7．2．3 溫度修正方法…………………………………………………………………… 198
7．2．4 靜標體制銅柱測壓的技術要點歸納…………………………………………… 198
7．2．5 銅柱測壓法靜動差分析………………………………………………………… 199
7．3 銅球測壓法…………………………………………………………………………… 203
7．3．1 銅球測壓系統(tǒng)組成及工作原理………………………………………………… 203
7．3．2 準動態(tài)校準技術………………………………………………………………… 204
7．4 動態(tài)壓力電測法……………………………………………………………………… 206
7．4．1 應變式壓力傳感器……………………………………………………………… 206
7．4．2 壓電式壓力傳感器……………………………………………………………… 209
7．5 測壓系統(tǒng)的標定技術………………………………………………………………… 212
7．5．1 測壓系統(tǒng)的靜態(tài)標定…………………………………………………………… 212
7．5．2 測壓系統(tǒng)的動態(tài)標定…………………………………………………………… 212
7．5．3 傳感器準靜態(tài)校準……………………………………………………………… 218
7．6 動態(tài)壓力測量的管道效應…………………………………………………………… 218
7．6．1 傳感器的安裝…………………………………………………………………… 218
7．6．2 測試系統(tǒng)動態(tài)特性分析………………………………………………………… 218
第8章 溫度及熱通量測量技術……………………………………………………………… 221
8．1 概 述………………………………………………………………………………… 221
8．2 熱電偶測溫…………………………………………………………………………… 223
8．2．1 熱電偶測溫原理………………………………………………………………… 223
8．2．2 熱電偶的基本實驗定律………………………………………………………… 223
8．2．3 熱電偶的結構、分類及特點……………………………………………………… 225
8．2．4 熱電偶的響應方程及典型工況的測溫模型…………………………………… 228
8．2．5 熱電偶測量高速氣流溫度的技術措施………………………………………… 230
8．2．6 熱電偶動態(tài)補償方法…………………………………………………………… 231
8．2．7 火箭燃氣射流溫度分布………………………………………………………… 233
8．3 熱電阻測溫…………………………………………………………………………… 235
8．3．1 金屬絲熱電阻測溫……………………………………………………………… 235
8．3．2 熱敏電阻測溫…………………………………………………………………… 237
8．4 熱輻射測溫…………………………………………………………………………… 238
8．4．1 熱輻射原理……………………………………………………………………… 238
8．4．2 熱輻射測溫的基礎理論………………………………………………………… 239
8．4．3 常用熱輻射測溫儀表…………………………………………………………… 243
8．5 光纖測溫……………………………………………………………………………… 246
8．5．1 光纖原理………………………………………………………………………… 246
8．5．2 光纖測溫原理…………………………………………………………………… 247
8．6 熱通量測量…………………………………………………………………………… 248
8．6．1 簡 介…………………………………………………………………………… 248
8．6．2 熱通量測量技術………………………………………………………………… 249
8．6．3 Gardon熱通量傳感器…………………………………………………………… 252
第9章 兵器噪聲測量技術…………………………………………………………………… 255
第10章 運動參量測量技術………………………………………………………………… 278
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