近年来，由于电子技术和数字计算技术的迅速发展，特别是快速傅里叶变换技术的发展，使振动、冲击和噪声的测试技术有了飞跃的进步。本书测量传感器和前置放大器出现了许多新的类型，其灵敏度、可测频率范围和动态范围大大提高；记录仪器和分析仪器向数字化方向发展，并微机化、智能化，分析内容越来越丰富，分析速度越来越快，能进行实时分析；在结构振动测量和试验中发展了多点激振技术、随机减量技术，出现了许多快速试验方法，并能进行在线测试；模态综合技术的应用，为复杂结构和机械系统的振动测试与分析工作开辟了新途径；机械信号分析理论的发展和应用，使振动、冲击和噪声的测试工作在机器运行监控和故障诊断学科中得到了广泛应用。

本书介绍了机械振动、冲击及噪声测试的基本理论、测试仪器和测试技术。主要内容有测试仪器的动、静态特性；传感器、放大器、滤波器、声级计等仪器的基本结构和使用方法；振动、冲击、噪声各种参量的测量方法和频谱分析；另外，还叙述了机械阻抗和模态分析的基本理论和测试方法。该书将测试技术、电子技术、信号分析和微机应用等融为一体，反映了现代测试技术的水平和发展方向。

本书可作为大学机械类专业本科生、研究生的必修书，也可供有关教师和工程技术人员参考。

绪言

第1章 基础知识

 1.1 机械振动过程

1.1.1 简谐振动

1.1.2 复杂周期振动

1.1.3 准周期振动

1.1.4 随机振动

1.1.5 振动的耦合

1.1.6 振动测量中的对数量纲

 1.2 冲击过程

1.2.1 冲击响应谱

1.2.2 冲击谱

 1.3 声学噪声

1.3.1 声压

1.3.2 声强

1.3.3 声功率

1.3.4 声级和分贝

1.3.5 方向系数

第2章 振动、噪声测量仪器的主要特性

 2.1 测量仪器的静态特性

 2.2 仪器的动态特性

2.2.1 阶跃响应

2.2.2 正弦响应

 2.3 振动传感器的静态特性

2.3.1 振动传感器的灵敏度

2.3.2 横向效应及横向灵敏度

2.3.3 相对灵敏度

2.3.4 温度特性

 2.4 传感器的动态特性

2.4.1 幅频特性

2.4.2 传感器的相位特性

2.4.3 传感器的其他特性

 2.5 传声器灵敏度和频响特性

2.5.1 传声器的灵敏度

2.5.2 传声器的频率响应特性

 2.6 传感器的误差及信噪比

2.6.1 传感器的误差

2.6.2 传感器的信噪比

第3章 振动、噪声测量传感器

 3.1 惯性式传感器

3.1.1 惯性式位移传感器

3.1.2 惯性式速度传感器

3.1.3 惯性式加速度传感器

 3.2 电测传感器

3.2.1 发电式电测传感器

3.2.2 参数式电测传感器

 3.3 压电晶体式传感器

3.3.1 工作原理

3.3.2 测试系统的等效电路及其影响

3.3.3 压电加速度传感器的安装

3.3.4 加速度传感器对冲击测量的影响

 3.4 应变式加速度传感器

 3.5 电容传声器

3.5.1 结构及换能原理

3.5.2 电容传声器的使用与保养

第4章 振动、噪声测量系统

 4.1 测量系统中的微、积分电路

4.1.1 RC微分电路

4.1.2 RC积分电路

4.1.3 微分电路的对数幅频曲线

4.1.4 积分电路的对数幅频曲线

4.1.5有源微、积分电路

 4.2 前置放大器

4.2.1 电压放大器

4.2.2 电荷放大器

 4.3 有效值、峰值检测器

4.3.1 有效值检测电路

4.3.2 峰值检测器

 4.4 模拟滤波器

4.4.1 模拟滤波器的基本特性

4.4.2 特沃思滤波器的电路实现

4.4.3 几种典型的带通滤波器

 4.5 声级计

4.5.1 声压与声压级

4.5.2 计权网络

4.5.3 输入级

4.5.4 声级计的校准

第5章 振动、冲击模拟量测量

 5.1 复杂周期振动的频谱分析

5.1.1 扫描分析法

5.1.2 带通滤波器的分析

 5.2 实时频谱分析

5.2.1 平均化操作

5.2.2 并联带通滤波器分析法

5.2.3 时基压缩法

5.2.4 快速傅里叶交换与数字滤波

 5.3 随机振动测量

5.3.1 随机振动的基本特性

5.3.2 随机振动参数的测量

5.3.3 随机振动信号的特性检验

 5.4 冲击谱分析

5.4.1 冲击傅里叶谱分析

5.4.2 冲击响应谱分析

第6章 噪声的测量方法

 6.1 噪声级的测量方法

6.1.1 测点选择及布置

6.1.2 平均声级的确定

6.1.3 本底噪声的修正

6.1.4 声场混响修正

 6.2 声压级频谱分析

6.2.1 声压级的频谱分析方法

6.2.2 有关分析参数的选择

 6.3 声功率测量

6.3.1 自由声场中声功率的计算

6.3.2 混响声场中声功率的计算

 6.4 声强测量

6.4.1 双传声器互谱声强测量方法

6.4.2 扫描声强测量技术

第7章 振动、冲击及噪声数字信号分析

 7.1 基本知识

7.1.1 模拟信号抽样

7.1.2 抽样信号的量化

7.1.3 抽样定理

 7.2 数字信号预处理

7.2.1 趋势项及产生原因

7.2.2 平均斜率法消除趋势项

7.2.3 最小二乘法消除趋势项

7.2.4 数字信号的平稳性、周期性和正态性检验

 7.3 数字信号的时域分析

7.3.1 周期信号的幅值分析

7.3.2 随机数字信号的统计特征分析

 7.4 数字信号的频域分析

7.4.1 离散傅里叶变换(DFT)

7.4.2 加窗处理

7.4.3 随机信号自功率谱密度函数的计算

7.4.4 两随机信号互功率谱密度函数的计算

7.4.5 频率响应函数的计算

7.4.6 相干函数的计算

 7.5 数字滤波分析

7.5.1 数字滤波器的串联与并联

7.5.2 有限冲激响应数字滤波器(FIR)窗口法设计

7.5.3 有限冲激响应数字滤波器(FIR)频率抽样法设计

7.5.4 无限冲激响应数字滤波器(IIR)冲激响应不变法设计

7.5.5 无限冲激响应数字滤波器(IIR)双线性变换法设计

7.5.6 利用信号与系统仿真软件设计滤波器

第8章 机械阻抗测量及模态分析原理

 8.1 基本知识

8.1.1 机械阻抗的概念

8.1.2 单自由度系统的机械导纳

8.1.3 多自由度系统的机械导纳

 8.2 机械阻抗测量

8.2.1 稳态正弦测试法

8.2.2 瞬态测试法

 8.3 模态分析的基本原理

8.3.1 振动系统的模态

8.3.2 模态分析原理

 8.4 模态参数识别

8.4.1 图解法

8.4.2 频率域最小二乘迭代法(优化法)

8.4.3 时域最小二乘迭代法

8.4.4 IBRAHIM时域识别法

8.4.5 模态分析系统

参考文献