包装工程测试技术

进入21世纪以来，随着亚洲包装中心在中国的落成、包装工业的蓬勃发展，中国包装教育逐渐从原来所依托的不同学科中走出来，形成独立的、完整的学科、课程体系和科学的教育模式。相应的课程内容在不断更新，新的测试方法、测试手段、测试仪器不断涌现，中国国家标准也在不断地制订或修改。因此，需要有一本能够反映现代包装工程测试技术的教材。本书就是在这方面的尝试。
全书共七章，前三章着重介绍测试技术的基本理论知识，包括信号分析与处理、测试系统的特性、常用传感器和信号调理、处理、记录仪器，是测试技术的必修知识；第四章介绍包装工程典型参数的测试，包括温度、湿度、压力、质量、流量、振动等参数的测试；后三章主要介绍常用包装材料、包装容器、运输包装件的测试原理及方法。
本书由佳木斯大学、天津商学院、大连轻工学院、黑龙江八一农垦大学等院校的包装测试专业的部分教师共同编写。
本书由佳木斯大学王怀奥、天津商学院计宏伟主编。参加编写工作的有佳木斯大学王怀奥（绪论、第三章第十、第十一节、第四章、第六章）、天津商学院计宏伟（第七章）、黑龙江八一农垦大学鹿保鑫（第一章）、大连轻工学院邢浩（第五章）、佳木斯大学王桂莲（第二章、附录）、佳木斯大学陈光军（第三章第一～第九节）。
全书由哈尔滨商业大学高德教授主审。高德教授对此书的编写提出许多宝贵建议。此书在编写过程中，得到了大连轻工学院欧阳建志老师、佳木斯大学王男老师的大力帮助，在此向他们表示深切谢意。
包装工程测试技术是一门综合性技术，涉及传感、微电子、控制、计算机、数理统计、精密机械等多个学科。要求测试工作者具有深厚的多学科知识。本书在编写过程中既注意到知识的完整性与系统性，将新理论、新方法、新手段融入本书中，又尽量做到深入浅出，通俗易懂。由于目前各包装院校的培养方向、课程设置、开课学时差距较大，使用本书时可根据培养方向及教学要求有选择地讲授。
由于编者水平有限，书中错误与不妥之处，恳请各位专家、读者批评指正。

编者
2004年5月

本书系统地阐述了包装工程测试技术的基本理论、基本原理和基本方法。全书分为三部分：测试基础（信号分析与处理、测试系统基本特性、常用传感器和信号调理、处理及记录仪器）；典型参数测试（温度、湿度、物位、压力、质量、流量、振动）；包装材料、容器及运输包装件测试（纸、塑料、金属、玻璃等包装材料，容器及运输包装件的测试）。

绪论1

第一章信号及其描述5
第一节概述5
一、信号的分类5
二、信号的描述7
第二节周期信号8
一、周期信号的时域描述和频域描述8
二、周期信号的强度表述12
第三节非周期信号14
一、非周期信号的特征14
二、非周期信号的描述——傅里叶积分14
三、傅里叶变换的主要性质17
第四节随机信号18
一、随机过程的一般关系18
二、随机信号的分类19
三、随机过程的主要统计参数20
习题24

第二章测试系统的特性25
第一节测试系统及其主要性质25
一、线性系统25
二、线性系统的性质26
三、测试装置的特性27
第二节测试系统的静态特性27
一、非线性度27
二、灵敏度28
三、分辨力29
四、回程误差29
五、漂移29
六、信噪比29
第三节测试系统的动态特性30
一、拉普拉斯变换（拉氏变换）30
二、传递函数31
三、频率响应函数32
四、脉冲响应函数33
五、环节的串联和并联34
第四节常见测试系统的动态特性34
一、一阶系统35
二、二阶系统37
第五节测试系统静态特性和动态特性的测定41
一、测试系统静态特性的测定41
二、测试系统动态特性的测定42
第六节实现不失真测试的条件44
第七节测量误差的基本概念45
一、真值45
二、误差46
三、误差的分类46
四、测量不确定度48
习题49

第三章常用传感器及信号调理、处理和记录仪器51
第一节传感器概述51
一、传感器分类51
二、传感器的性能要求53
三、传感器的选用原则54
四、传感器的发展趋势56
第二节机械式传感器56
第三节电阻式传感器58
一、变阻器式传感器58
二、电阻应变式传感器59
第四节电感式传感器64
一、自感型传感器64
二、互感型（差动变压器式）传感器66
三、压磁式传感器68
第五节电容式传感器70
一、变换原理及类型70
二、特点与应用73
第六节压电式传感器75
一、压电效应75
二、压电材料76
三、压电式传感器及其等效电路77
四、测量电路78
第七节磁电式传感器80
一、动圈式80
二、磁阻式81
三、霍尔式传感器81
第八节光电式传感器83
一、光电效应及光电器件83
二、光电式传感器的形式85
第九节新型传感器87
一、热敏电阻87
二、气敏传感器88
三、湿敏传感器89
四、水分传感器89
五、集成传感器90
六、光纤传感器91
第十节常用信号调理、处理仪器91
一、电桥92
二、放大器94
三、调制解调器95
四、应变仪96
五、滤波器98
六、模/数（A/D）、数/模（D/A）转换器100
第十一节信号记录仪器102
一、笔式记录仪102
二、光线示波器104
三、磁带记录器105
四、磁光盘记录器105
习题108

第四章典型参数测试110
第一节温度测试110
一、温度标准与测量方法110
二、热电偶温度计111
三、热电阻温度计116
四、热辐射测温仪119
第二节湿度测试123
一、湿度123
二、干湿球湿度计124
三、电阻式湿度计125
四、电容式湿度计126
五、单片智能化湿度／温度传感器127
第三节位移的测量127
一、常用位移传感器127
二、厚度测量128
三、物位的测量130
第四节质量测试135
一、测重传感器135
二、皮带电子秤137
三、定量电子秤138
第五节压力测试139
一、压力测量弹性元件139
二、压力传感器141
三、真空度测试142
第六节流量测试143
一、椭圆齿轮流量计144
二、差压式流量计145
三、涡轮流量计146
四、电磁流量计148
五、转子流量计（浮子流量计）149
第七节振动测试150
一、振动基本知识150
二、振动的激励152
三、激振器153
四、常用测振传感器155
五、振动的测量159
六、测振装置的校准160
习题161第五章包装材料测试163
第一节包装材料试验方法163
一、相容性试验（GB／T 16265—1996）163
二、接触腐蚀试验（GB／T 16266—1996）164
三、气相缓蚀能力试验（GB/T 16267—1996）165
四、透湿率试验（GB/T 16928—1997）167
五、透油率试验（GB/T 16929—1997）169
第二节纸、纸板的测试170
一、试样的采集与处理170
二、纸与纸板一般性能测试171
三、 纸和纸板表面性能测试——粗糙度（GB／T 26794—94）172
四、 纸和纸板结构性能测试——透气性（GB/T 458—2002）174
五、纸与纸板强度测试174
六、瓦楞纸板测试180
第三节塑料测试183
一、拉伸强度（GB/T 1042—92、GB 13022—91）184
二、压缩强度（GB/T 1041—92）186
三、撕裂强度（裤形撕裂法GB/T 16578—96）187
四、冲击强度188
五、塑料薄膜静电性能测试（GB/T 14447—93）190
第四节缓冲包装材料性能测试191
一、试样191
二、静态压缩试验192
三、动态压缩试验194
四、振动传递特性试验196
习题197

第六章包装容器测试198
第一节纸包装容器测试198
一、瓦楞纸箱空箱抗压强度计算198
二、纸箱压缩试验199
三、影响纸箱抗压强度的因素200
四、瓦楞纸箱接合强度测试202
第二节塑料包装容器的测试202
一、塑料薄膜袋测试203
二、塑料瓶、塑料桶测试205
三、塑料周转箱测试（GB/T 5737—1995）207
四、复合塑料编织袋测试（GB 8947—1998）209
第三节玻璃容器测试211
一、 玻璃容器的外观缺陷及其检查方法212
二、 玻璃容器内压强度测试212
三、 热冲击强度测试213
四、 内应力测试215
五、机械冲击强度测试215
六、垂直载荷强度测试217
七、水冲强度测试217
第四节金属容器测试218
一、 圆柱形钢桶测试（GB 325—91）219
二、 铝质易开盖两片罐测试（GB 9106—94）221
三、 金属喷雾罐测试（GB 13042—91）222
第五节集装容器测试223
一、 铁路货运钢制平托盘测试（GB 10486—89）223
二、 集装箱测试（GB 3218—1982）224
三、 柔性集装袋测试（GB/T 14461—93）226
习题227

第七章运输包装件测试228
第一节运输包装件静态试验228
一、温湿度调节处理228
二、静载荷堆码试验230
三、压力试验232
四、喷淋试验233
五、浸水试验234
第二节运输包装件冲击试验235
一、跌落试验235
二、水平、斜面冲击试验238
三、可控水平冲击试验241
第三节运输包装件振动试验244
一、振动试验目的244
二、试验原理245
三、试验仪器设备246
四、试验程序247
第四节运输包装件的碰撞试验249
一、概述249
二、试验原理249
三、试验设备249
四、试验程序250
第五节产品脆值测试251
一、概述251
二、用冲击试验机测定产品脆值251
三、缓冲跌落法测定产品脆值254
第六节大型运输包装件的测试256
一、概述256
二、试验原理256
三、试验设备256
四、试验方法256
习题260

附录包装国家标准目录（测试部分）261

主要参考文献268