液压测试技术

　　液压测试技术是每个从事液压技术工作的人员都应该掌握的关键技术。本书由浅入深、系统地介绍了液压测试技术的重要性、基本概念、液压测试仪器的概况与选用，如何进行液压元件的稳态、动态特性及耐久性的测试，尤其是在液压控制元件的测试以及液压元件虚拟测试系统作了详细介绍。本书适宜从事液压元件设计、选用与维修的技术人员，也可供机械维修人员参考。

　　姚建均，哈尔滨工程大学教授、博导，机电工程学院副院长。1980年出生于浙江诸暨，2007年毕业于哈尔滨工业大学，获得工学博士学位。主要从事流体传动与控制、机器人技术、环境模拟试验技术、智能海上养殖装备等方面的教学与科研工作。入选“黑龙江省普通高等学校青年学术骨干支持计划”和宁波市高等学校“甬江学者计划”。获得黑龙江省科学技术奖二等奖1项（***），以**作者在IEEE、《机械工程学报》等国内外期刊和学术会议上发表学术论文50余篇，授权发明专利17项，合作编著著作和译著各1部。

第1章绪论1
1．1测试技术基础2
1．1．1信息2
1．1．2测量3
1．1．3测试6
1．2现代液压测试系统组成8
1．2．1现代液压测试系统基本组成8
1．2．2液压测试系统分类9
1．3液压测试技术的现状12
1．4现代液压测试技术的发展趋势13
参考文献15
第2章现代液压测试系统16
2．1数据采集系统16
2．1．1多路模拟开关17
2．1．2A/D转换18
2．1．3D/A转换21
2．1．4采样保持23
2．2现代液压测试系统的总线技术24
2．2．1总线的基本概念及其标准化24
2．2．2总线的通信方式26
2．2．3测试系统的内部总线27
2．2．4测试系统的外部总线31
2．3智能仪器35
2．3．1概述35
2．3．2智能仪器的形式37
2．3．3智能仪器的功能模块38
2．4虚拟仪器42
2．4．1概述42
2．4．2虚拟仪器的基本组成44
2．4．3基于LabVIEW的虚拟仪器的开发47
2．5网络化液压测试系统51
2．5．1概述51
2．5．2基于现场总线技术的网络化液压测试系统51
2．5．3面向Internet的网络化液压测试系统53
参考文献54
第3章液压测试信号分析与处理55
3．1信号与液压测试系统55
3．2信号的分类56
3．2．1确定性信号和随机信号56
3．2．2能量信号和功率信号59
3．2．3连续信号和离散信号60
3．3信号描述与分析62
3．3．1概述62
3．3．2周期信号的频域描述与分析63
3．3．3非周期信号的频域描述与分析67
3．3．4随机信号的频域描述与分析78
3．4数字信号处理85
3．4．1数字信号处理特点85
3．4．2时域采样和采样定理86
3．4．3泄漏和窗函数87
3．4．4离散傅里叶变换（DFT）89
3．4．5频域采样和栅栏效应91
3．4．6快速傅里叶变换（FFT）92
参考文献95
第4章液压测试系统性能分析96
4．1液压测试系统的静态标定96
4．2液压测试系统的静态特性97
4．3液压测试系统的动态特性101
4．3．1液压测试系统动态特性的分析方法101
4．3．2液压测试系统的数学描述102
4．3．3液压测试系统的传递函数103
4．3．4液压测试系统频率响应函数104
4．3．5典型环节的动态特性105
4．4液压测试系统在不同激励下的响应111
4．4．1液压测试系统对任意输入信号的响应111
4．4．2液压测试系统对典型输入信号的响应112
4．5液压测试系统特性参数的测定114
4．5．1静态特性的测定114
4．5．2动态特性的测定116
4．6实现不失真测试的条件118
4．7液压测试系统的负载效应121
4．8液压测试系统抗干扰性能分析123
4．8．1液压测试装置的干扰源123
4．8．2干扰途径124
4．8．3液压测试系统的抗干扰措施126
4．8．4液压测试系统的抗干扰技术126
参考文献134
第5章液压测试系统误差分析135
5．1误差的基本概念135
5．1．1误差的定义136
5．1．2误差分类136
5．1．3误差的来源139
5．2静态误差分析140
5．2．1原理误差140
5．2．2工具误差141
5．3环节静态误差分析143
5．3．1开环系统的静态误差分析144
5．3．2闭环系统的静态误差分析145
5．4动态误差分析149
5．4．1动态测量数据与动态测量误差149
5．4．2动态测量误差与静态测量误差151
5．4．3动态测量误差的评定指标152
5．5环节动态误差分析153
5．5．1开环系统的动态误差分析153
5．5．2闭环系统的动态误差分析154
5．6提高液压测试系统静动态性能的途径156
参考文献158
第6章机械量的测量159
6．1直线位移的测量159
6．1．1电感式位移传感器159
6．1．2电阻式位移传感器163
6．1．3电容式位移传感器165
6．1．4磁致伸缩位移传感器168
6．1．5光栅式位移传感器169
6．1．6磁栅式位移传感器171
6．2角位移的测量172
6．2．1感应同步器173
6．2．2角度编码器175
6．2．3旋转变压器177
6．3力的测量178
6．3．1电阻应变片式力传感器178
6．3．2电感式力传感器179
6．3．3电容式力传感器180
6．3．4压电式力传感器180
6．3．5压磁式力传感器181
6．4转矩测量182
6．4．1电阻应变式转矩传感器182
6．4．2压磁式转矩传感器183
6．4．3光电式转矩传感器184
6．4．4磁电感应式转矩传感器184
6．4．5振弦式转矩传感器185
6．5速度测量185
6．5．1数字式转速测量传感器186
6．5．2激光多普勒速度计189
6．5．3频闪式转速表191
参考文献191
第7章流体参量测量192
7．1压力测试192
7．1．1弹性式压力计和压力变送器193
7．1．2压力传感器196
7．2流量测试199
7．2．1容积式流量计199
7．2．2压差式流量计202
7．2．3流体阻力式流量计204
7．2．4速度式流量计206
7．3油温测试209
7．3．1热膨胀式温度传感器210
7．3．2压力式温度传感器210
7．3．3热敏电阻式温度传感器211
7．3．4热电偶温度传感器212
7．4油液密度测量214
7．4．1谐振式液体密度传感器214
7．4．2射线式液体密度传感器216
7．4．3超声波液体密度传感器216
7．4．4电容式液体密度传感器217
7．5油液黏度测量217
7．5．1恩氏黏度计218
7．5．2毛细管法测量黏度218
7．5．3旋转式黏度计220
7．5．4振动式黏度计222
7．6油液污染度的测定223
7．6．1油液的污染度测定方法223
7．6．2油液污染度测定前的准备工作226
7．6．3油液污染度等级确定227
参考文献228
第8章液压系统振动和噪声测量229
8．1液压系统振动与噪声的主要来源229
8．1．1机械系统振动与噪声229
8．1．2流体工作过程的振动与噪声230
8．2振动测量231
8．2．1惯性式测振传感器231
8．2．2电涡流式振动位移传感器232
8．2．3磁电式振动速度传感器233
8．2．4压电式加速度传感器234
8．2．5测振传感器的合理选择238
8．3噪声测量239
8．3．1噪声测量的主要参数240
8．3．2噪声的响度分析及评价242
8．3．3噪声测量仪器246
8．3．4噪声测量方法248
参考文献251
第9章液压动力元件测试252
9．1液压泵的技术要求252
9．2液压齿轮泵测试254
9．2．1性能要求和清洁度指标254
9．2．2试验方法和试验项目255
9．2．3装配和外观的检验方法262
9．3液压叶片泵263
9．3．1性能要求和清洁度指标263
9．3．2试验方法和试验项目265
9．3．3装配和外观的检验方法270
9．4液压轴向柱塞泵271
9．4．1性能要求和清洁度指标271
9．4．2试验方法和试验项目273
9．4．3装配和外观的检验方法279
9．5液压螺杆泵279
9．5．1试验类型和试验项目279
9．5．2试验实施280
9．5．3试验条件283
9．5．4性能参数的计算与换算284
参考文献287
第10章液压执行元件测试289
10．1液压缸的性能与检验289
10．1．1液压缸的性能要求289
10．1．2液压缸的试验和检查295
10．2液压马达测试300
10．2．1液压马达的性能要求300
10．2．2装配要求303
10．2．3试验方法304
10．2．4装配和外观的检验方法310
参考文献310
第11章液压控制元件测试311
11．1液压阀压差-流量特性试验312
11．1．1试验装置312
11．1．2试验条件313
11．1．3试验测量314
11．1．4试验结果的表达316
11．2方向控制阀试验316
11．2．1通则317
11．2．2试验内容318
11．3流量控制阀试验325
11．3．1试验回路325
11．3．2试验内容325
11．4压力控制阀试验331
11．4．1试验回路331
11．4．2试验内容332
11．5电液伺服阀测试335
11．5．1测量等级及试验条件335
11．5．2稳态试验335
11．5．3动态试验341
11．5．4其他试验343
参考文献344
第12章液压系统加速寿命试验345
12．1寿命试验与加速寿命试验345
12．2加速寿命试验的类型348
12．3加速寿命试验的参数模型350
12．3．1加速寿命试验的统计模型350
12．3．2加速寿命试验的参数模型351
12．3．3常见寿命分布的加速模型353
12．4加速寿命试验的非参数模型355
12．4．1单应力线性加速函数355
12．4．2多应力线性加速函数356
12．5试验时间与应力、子样大小间的关系358
12．5．1子样大小与应力的关系358
12．5．2子样大小与试验时间的关系360
12．5．3子样大小、试验时间、置信度及可靠性之间的关系364
12．6高压软管的寿命试验365
参考文献367
第13章液压环境模拟试验技术368
13．1液压振动模拟试验系统368
13．1．1系统基本构成369
13．1．2控制策略372
13．2液压道路模拟试验系统374
13．2．1原理及作用374
13．2．2控制策略375
13．3多自由度运动模拟器378
13．3．1结构特点及应用领域378
13．3．2控制策略379
13．4动态加载试验系统381
13．4．1分类381
13．4．2系统组成382
13．4．3系统工作原理383
参考文献383