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編輯推薦

適讀人群 ：本書適宜從事液壓元件設計與製造的專業人士。
液壓元件是現代裝備製造業的重要基礎件，已經成為國傢工業水平的重要標誌之一，而液壓元件的測試是液壓元件質量以及整個機械係統安全穩定的基礎。本書詳細介紹瞭液壓測試的特性以及信號分析，機械參數和流體參數的測量，液壓元件性能測試以及液壓元件壽命預測。

內容簡介

液壓測試技術是每個從事液壓技術工作的人員都應該掌握的關鍵技術。本書由淺入深、係統地介紹瞭液壓測試技術的重要性、基本概念、液壓測試儀器的概況與選用，如何進行液壓元件的穩態、動態特性及耐久性的測試，尤其是在液壓控製元件的測試以及液壓元件虛擬測試係統作瞭詳細介紹。
本書適宜從事液壓元件設計、選用與維修的技術人員，也可供機械維修人員參考。

作者簡介

姚建均，哈爾濱工程大學教授、博導，機電工程學院副院長。1980年齣生於浙江諸暨，2007年畢業於哈爾濱工業大學，獲得工學博士學位。主要從事流體傳動與控製、機器人技術、環境模擬試驗技術、智能海上養殖裝備等方麵的教學與科研工作。入選“黑龍江省普通高等學校青年學術骨乾支持計劃”和寜波市高等學校“甬江學者計劃”。獲得黑龍江省科學技術奬二等奬1項()，以作者在IEEE、《機械工程學報》等國內外期刊和學術會議上發錶學術論文50餘篇，授權發明專利17項，閤作編著著作和譯著各1部。

內頁插圖

目錄

第1章緒論1
1.1測試技術基礎2
1.1.1信息2
1.1.2測量3
1.1.3測試6
1.2現代液壓測試係統組成8
1.2.1現代液壓測試係統基本組成8
1.2.2液壓測試係統分類9
1.3液壓測試技術的現狀12
1.4現代液壓測試技術的發展趨勢13
參考文獻15
第2章現代液壓測試係統16
2.1數據采集係統16
2.1.1多路模擬開關17
2.1.2A/D轉換18
2.1.3D/A轉換21
2.1.4采樣保持23
2.2現代液壓測試係統的總綫技術24
2.2.1總綫的基本概念及其標準化24
2.2.2總綫的通信方式26
2.2.3測試係統的內部總綫27
2.2.4測試係統的外部總綫31
2.3智能儀器35
2.3.1概述35
2.3.2智能儀器的形式37
2.3.3智能儀器的功能模塊38
2.4虛擬儀器42
2.4.1概述42
2.4.2虛擬儀器的基本組成44
2.4.3基於LabVIEW的虛擬儀器的開發47
2.5網絡化液壓測試係統51
2.5.1概述51
2.5.2基於現場總綫技術的網絡化液壓測試係統51
2.5.3麵嚮Internet的網絡化液壓測試係統53
參考文獻54
第3章液壓測試信號分析與處理55
3.1信號與液壓測試係統55
3.2信號的分類56
3.2.1確定性信號和隨機信號56
3.2.2能量信號和功率信號59
3.2.3連續信號和離散信號60
3.3信號描述與分析62
3.3.1概述62
3.3.2周期信號的頻域描述與分析63
3.3.3非周期信號的頻域描述與分析67
3.3.4隨機信號的頻域描述與分析78
3.4數字信號處理85
3.4.1數字信號處理特點85
3.4.2時域采樣和采樣定理86
3.4.3泄漏和窗函數87
3.4.4離散傅裏葉變換（DFT）89
3.4.5頻域采樣和柵欄效應91
3.4.6快速傅裏葉變換（FFT）92
參考文獻95
第4章液壓測試係統性能分析96
4.1液壓測試係統的靜態標定96
4.2液壓測試係統的靜態特性97
4.3液壓測試係統的動態特性101
4.3.1液壓測試係統動態特性的分析方法101
4.3.2液壓測試係統的數學描述102
4.3.3液壓測試係統的傳遞函數103
4.3.4液壓測試係統頻率響應函數104
4.3.5典型環節的動態特性105
4.4液壓測試係統在不同激勵下的響應111
4.4.1液壓測試係統對任意輸入信號的響應111
4.4.2液壓測試係統對典型輸入信號的響應112
4.5液壓測試係統特性參數的測定114
4.5.1靜態特性的測定114
4.5.2動態特性的測定116
4.6實現不失真測試的條件118
4.7液壓測試係統的負載效應121
4.8液壓測試係統抗乾擾性能分析123
4.8.1液壓測試裝置的乾擾源123
4.8.2乾擾途徑124
4.8.3液壓測試係統的抗乾擾措施126
4.8.4液壓測試係統的抗乾擾技術126
參考文獻134
第5章液壓測試係統誤差分析135
5.1誤差的基本概念135
5.1.1誤差的定義136
5.1.2誤差分類136
5.1.3誤差的來源139
5.2靜態誤差分析140
5.2.1原理誤差140
5.2.2工具誤差141
5.3環節靜態誤差分析143
5.3.1開環係統的靜態誤差分析144
5.3.2閉環係統的靜態誤差分析145
5.4動態誤差分析149
5.4.1動態測量數據與動態測量誤差149
5.4.2動態測量誤差與靜態測量誤差151
5.4.3動態測量誤差的評定指標152
5.5環節動態誤差分析153
5.5.1開環係統的動態誤差分析153
5.5.2閉環係統的動態誤差分析154
5.6提高液壓測試係統靜動態性能的途徑156
參考文獻158
第6章機械量的測量159
6.1直綫位移的測量159
6.1.1電感式位移傳感器159
6.1.2電阻式位移傳感器163
6.1.3電容式位移傳感器165
6.1.4磁緻伸縮位移傳感器168
6.1.5光柵式位移傳感器169
6.1.6磁柵式位移傳感器171
6.2角位移的測量172
6.2.1感應同步器173
6.2.2角度編碼器175
6.2.3鏇轉變壓器177
6.3力的測量178
6.3.1電阻應變片式力傳感器178
6.3.2電感式力傳感器179
6.3.3電容式力傳感器180
6.3.4壓電式力傳感器180
6.3.5壓磁式力傳感器181
6.4轉矩測量182
6.4.1電阻應變式轉矩傳感器182
6.4.2壓磁式轉矩傳感器183
6.4.3光電式轉矩傳感器184
6.4.4磁電感應式轉矩傳感器184
6.4.5振弦式轉矩傳感器185
6.5速度測量185
6.5.1數字式轉速測量傳感器186
6.5.2激光多普勒速度計189
6.5.3頻閃式轉速錶191
參考文獻191
第7章流體參量測量192
7.1壓力測試192
7.1.1彈性式壓力計和壓力變送器193
7.1.2壓力傳感器196
7.2流量測試199
7.2.1容積式流量計199
7.2.2壓差式流量計202
7.2.3流體阻力式流量計204
7.2.4速度式流量計206
7.3油溫測試209
7.3.1熱膨脹式溫度傳感器210
7.3.2壓力式溫度傳感器210
7.3.3熱敏電阻式溫度傳感器211
7.3.4熱電偶溫度傳感器212
7.4油液密度測量214
7.4.1諧振式液體密度傳感器214
7.4.2射綫式液體密度傳感器216
7.4.3超聲波液體密度傳感器216
7.4.4電容式液體密度傳感器217
7.5油液黏度測量217
7.5.1恩氏黏度計218
7.5.2毛細管法測量黏度218
7.5.3鏇轉式黏度計220
7.5.4振動式黏度計222
7.6油液汙染度的測定223
7.6.1油液的汙染度測定方法223
7.6.2油液汙染度測定前的準備工作226
7.6.3油液汙染度等級確定227
參考文獻228
第8章液壓係統振動和噪聲測量229
8.1液壓係統振動與噪聲的主要來源229
8.1.1機械係統振動與噪聲229
8.1.2流體工作過程的振動與噪聲230
8.2振動測量231
8.2.1慣性式測振傳感器231
8.2.2電渦流式振動位移傳感器232
8.2.3磁電式振動速度傳感器233
8.2.4壓電式加速度傳感器234
8.2.5測振傳感器的閤理選擇238
8.3噪聲測量239
8.3.1噪聲測量的主要參數240
8.3.2噪聲的響度分析及評價242
8.3.3噪聲測量儀器246
8.3.4噪聲測量方法248
參考文獻251
第9章液壓動力元件測試252
9.1液壓泵的技術要求252
9.2液壓齒輪泵測試254
9.2.1性能要求和清潔度指標254
9.2.2試驗方法和試驗項目255
9.2.3裝配和外觀的檢驗方法262
9.3液壓葉片泵263
9.3.1性能要求和清潔度指標263
9.3.2試驗方法和試驗項目265
9.3.3裝配和外觀的檢驗方法270
9.4液壓軸嚮柱塞泵271
9.4.1性能要求和清潔度指標271
9.4.2試驗方法和試驗項目273
9.4.3裝配和外觀的檢驗方法279
9.5液壓螺杆泵279
9.5.1試驗類型和試驗項目279
9.5.2試驗實施280
9.5.3試驗條件283
9.5.4性能參數的計算與換算284
參考文獻287
第10章液壓執行元件測試289
10.1液壓缸的性能與檢驗289
10.1.1液壓缸的性能要求289
10.1.2液壓缸的試驗和檢查295
10.2液壓馬達測試300
10.2.1液壓馬達的性能要求300
10.2.2裝配要求303
10.2.3試驗方法304
10.2.4裝配和外觀的檢驗方法310
參考文獻310
第11章液壓控製元件測試311
11.1液壓閥壓差-流量特性試驗312
11.1.1試驗裝置312
11.1.2試驗條件313
11.1.3試驗測量314
11.1.4試驗結果的錶達316
11.2方嚮控製閥試驗316
11.2.1通則317
11.2.2試驗內容318
11.3流量控製閥試驗325
11.3.1試驗迴路325
11.3.2試驗內容325
11.4壓力控製閥試驗331
11.4.1試驗迴路331
11.4.2試驗內容332
11.5電液伺服閥測試335
11.5.1測量等級及試驗條件335
11.5.2穩態試驗335
11.5.3動態試驗341
11.5.4其他試驗343
參考文獻344
第12章液壓係統加速壽命試驗345
12.1壽命試驗與加速壽命試驗345
12.2加速壽命試驗的類型348
12.3加速壽命試驗的參數模型350
12.3.1加速壽命試驗的統計模型350
12.3.2加速壽命試驗的參數模型351
12.3.3常見壽命分布的加速模型353
12.4加速壽命試驗的非參數模型355
12.4.1單應力綫性加速函數355
12.4.2多應力綫性加速函數356
12.5試驗時間與應力、子樣大小間的關係358
12.5.1子樣大小與應力的關係358
12.5.2子樣大小與試驗時間的關係360
12.5.3子樣大小、試驗時間、置信度及可靠性之間的關係364
12.6高壓軟管的壽命試驗365
參考文獻367
第13章液壓環境模擬試驗技術368
13.1液壓振動模擬試驗係統368
13.1.1係統基本構成369
13.1.2控製策略372
13.2液壓道路模擬試驗係統374
13.2.1原理及作用374
13.2.2控製策略375
13.3多自由度運動模擬器378
13.3.1結構特點及應用領域378
13.3.2控製策略379
13.4動態加載試驗係統381
13.4.1分類381
13.4.2係統組成382
13.4.3係統工作原理383
參考文獻383

前言/序言

德國政府在《高技術戰略2020》中提齣瞭工業4.0，旨在支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新。藉鑒德國版工業4.0計劃，我國製定瞭中國製造業未來10年設計頂層規劃和路綫圖的《中國製造2025》。《中國製造2025》為應對新一輪科技革命和産業變革，立足我國轉變經濟發展方式實際需要，圍繞創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展、人纔為本等關鍵環節，以及先進製造、高端裝備等重點領域，提齣瞭加快製造業轉型升級、提升增效的重大戰略任務和重大政策舉措，力爭到2025年從製造大國邁入製造強國行列。
液壓元件是現代裝備製造業的重要基礎件，液壓技術的應用程度已經成為衡量一國工業水平的重要標誌之一。然而，我國液壓産業大而不強，落後國際先進水平15年左右。隨著工業生産和科學技術的迅速發展，液壓技術的應用領域不斷擴大，對液壓元件、組件和係統的性能要求也愈來愈高。因此，加強液壓傳動和液壓控製領域的參數測量、性能試驗和科學研究，對開發和研製閤乎要求的産品以及對原有産品進行分析和改進具有重要的作用；同時，液壓試驗技術也是定性檢測和定量分析液壓係統和元件的重要手段。因此，進行液壓測試技術的研究對提升液壓産品設計能力和質量，完善液壓件製造業技術創新體係，強化液壓行業製造基礎等具有十分重要的意義。
液壓測試技術作為液壓元件及液壓係統研製和生産的關鍵技術，是驗證産品性能指標、可靠性、壽命等的重要手段。傳統的液壓測試隻能提供獨立使用、手動操作的模式，對於測試需求復雜、測試參數較多的場閤，使用起來非常不方便。信息時代的到來，使得計算機技術廣泛應用於各個領域。控製論、信息論等理論的研究以及數字技術、傳感技術、接口技術、計算機科學技術和微電子技術等的發展從多方麵為計算機輔助測試奠定瞭理論基礎和物質保障。計算機輔助測試在液壓測試係統中的應用，奠定瞭現代液壓測試技術的基礎，大幅提高瞭液壓測試係統的應用範圍和工作效率。
互聯網、物聯網時代又為現代液壓測試技術的發展提供瞭一個很好的契機，使遠程液壓測試、液壓測試係統聯網、測試數據交換等成為現實，並將有力助推液壓製造業轉型升級，使液壓技術更好服務於我國高端裝備製造業的發展，為建設製造強國貢獻力量。
全書包括13章，其中第1章介紹測試技術基礎以及現代液壓測試係統組成、現狀及發展趨勢；第2章介紹現代液壓測試係統，主要包括數據采集係統、總綫技術以及智能儀器、虛擬儀器和網絡化液壓測試係統；第3章介紹液壓測試係統信號分類、描述、分析及處理；第4章分析液壓測試係統的靜態和動態特性、不同激勵下的響應、特性參數的測定、負載效應和抗乾擾性能；第5章分析液壓測試係統的靜態誤差和動態誤差，以及提高液壓測試係統靜動態性能的途徑；第6章介紹液壓測試係統機械量的測量，主要包括位移、力、轉矩和速度；第7章介紹壓力、流量、油溫、油液密度、油液黏度和油液汙染度等流體參量的測量；第8章介紹液壓係統振動和噪聲的測量；第9～11章介紹液壓動力元件、液壓執行元件和液壓控製元件的測試；第12、13章介紹液壓係統加速壽命試驗和液壓環境模擬試驗技術。
本書的研究工作和編寫得到瞭國傢自然科學基金（項目編號：51375102）的資助，同時筆者的研究生餘瀚、肖蕊、陳碩、牛慶濤和王濤都參與瞭本書的資料整理工作，萬振帥和張樂校核瞭部分章節，在此一並錶示感謝。
本書力求理論聯係實際，注意分析規律，突齣重點，總結要點，增強係統性，便於教學和自學。由於編著者水平有限，不足之處在所難免，懇請廣大讀者多提寶貴建議，以求改進。

姚建均
2017年7月

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