传感器与检测技术(第2版) 祝诗平,张星霞 编 大中专 文轩网

第1章 传感器与检测技术基础 1
1.1 传感器基础知识 1
1.1.1 传感器概述 1
1.1.2 传感器的特性与指标 3
1.1.3 传感器选用原则 6
1.1.4 传感器的标定和校准 7
1.2 检测的基本概念 8
1.2.1 测量的基本概念 8
1.2.2 检测技术的任务和要求 10
1.2.3 检测技术的发展趋势 10
1.3 检测系统 10
1.4 测量误差与数据处理 12
1.4.1 测量误差的概念和分类 12
1.4.2 测量数据的处理 15
1.4.3 测量不确定度 21
本章小结 25
习题与思考题 26
第2章 信号变换与处理电路 27
2.1 信号放大电路 27
2.1.1 基本放大电路 27
2.1.2 测量放大电路 32
2.2 信号处理电路 34
2.2.1 采样保持 34
2.2.2 滤波电路 38
2.3 信号转换电路 44
2.3.1 A/D转换器 44
2.3.2 D/A转换器 47
本章小结 51
习题与思考题 52
第3章 电阻应变式传感器 53
3.1 电阻应变片的工作原理 53
3.1.1 电阻应变效应 53
3.1.2 压阻效应 54
3.2 电阻应变片的种类与特性 55
3.2.1 电阻应变片的种类 55
3.2.2 电阻应变片的主要特性 56
3.3 电阻应变片的温度误差及其补偿 57
3.3.1 应变片的温度误差 57
3.3.2 电阻应变片的温度补偿方法 58
3.4 电阻应变片的选择 59
3.5 测量电路 60
3.5.1 直流电桥 60
3.5.2 交流电桥 60
3.6 电阻应变片的布片与组桥 61
3.7 电阻应变式传感器的应用 62
3.7.1 柱(筒)式力传感器 62
3.7.2 应变式加速度传感器 62
本章小结 63
习题与思考题 63
第4章 电容式传感器 65
4.1 电容式传感器工作原理与特性 65
4.2 电容式传感器的等效电路与测量电路 68
4.2.1 电容式传感器的等效电路 68
4.2.2 电容式传感器的测量电路 69
4.3 电容式传感器的应用 71
4.3.1 电容式压力传感器 71
4.3.2 电容式加速度传感器 71
4.3.3 差动电容式测厚传感器 71
本章小结 72
习题与思考题 72
第5章 电感式传感器 73
5.1 差动螺管式(自感式)传感器 73
5.1.1 工作原理 73
5.1.2 典型的差动螺管式传感器 74
5.2 差动变压器式(互感式)传感器 74
5.2.1 螺线管式差动变压器 75
5.2.2 差动变压器式传感器测量电路 77
5.3 电涡流式传感器 78
5.3.1 电涡流效应 78
5.3.2 工作原理 78
5.3.3 电涡流形成范围 79
5.4 电感式传感器的应用 82
5.4.1 差动变压器式传感器的应用 82
5.4.2 电涡流式传感器的应用 82
本章小结 83
习题与思考题 84
第6章 磁电式传感器 85
6.1 磁敏电阻 85
6.1.1 磁阻效应 85
6.1.2 磁敏电阻的分类与特性 85
6.2 磁敏二极管和磁敏三极管 86
6.2.1 磁敏二极管 86
6.2.2 磁敏三极管 88
6.3 霍尔传感器 89
6.3.1 霍尔效应及元件 90
6.3.2 霍尔元件的主要特性参数 91
6.3.3 霍尔传感器的应用 92
本章小结 93
习题与思考题 94
第7章 压电式传感器 95
7.1 压电效应与压电材料 95
7.1.1 压电效应 95
7.1.2 压电材料及特性 95
7.2 压电方程及压电常数矩阵 97
7.2.1 石英晶体的压电方程 97
7.2.2 压电陶瓷的压电方程 98
7.3 压电式传感器的等效电路与测量电路 100
7.3.1 压电式传感器的等效电路 100
7.3.2 压电式传感器的测量电路 101
7.3.3 压电元件的连接 102
7.4 压电式传感器的应用 103
7.4.1 压电式测力传感器 103
7.4.2 压电式加速度传感器 104
本章小结 104
习题与思考题 105
第8章 热电式传感器 106
8.1 热电偶传感器 106
8.1.1 热电效应 106
8.1.2 热电偶的基本定律 108
8.1.3 热电偶类型和材料 109
8.1.4 热电偶的结构形式110
8.1.5 热电偶的冷端温度的补偿 111
8.1.6 热电偶的实用测温电路 113
8.2 金属热电阻传感器 114
8.2.1 铂热电阻 114
8.2.2 铜热电阻 115
8.2.3 热电阻的结构 115
8.2.4 热电阻的引线方式 115
8.3 热敏电阻 117
8.3.1 热敏电阻的特性与分类 117
8.3.2 热敏电阻的结构与特点 118
8.3.3 热敏电阻的应用 118
本章小结 119
习题与思考题 119
第9章 光电式传感器 120
9.1 光电效应 120
9.2 光电器件 121
9.2.1 外光电效应型光电器件 121
9.2.2 内光电效应型光电器件 122
9.3 光纤传感器 131
9.3.1 光纤的结构和传光原理 131
9.3.2 光纤的主要参数 134
9.3.3 光纤传感器的组成及分类 134
9.3.4 光纤传感器的工作原理 135
9.3.5 光纤传感器的应用 137
9.4 光栅数字传感器 139
9.4.1 光栅的结构和工作原理 139
9.4.2 光栅数字传感器的组成 141
9.4.3 光栅数字传感器的应用 144
9.5 固体图像传感器 144
9.5.1 CCD的基本原理 144
9.5.2 CCD图像传感器的分类 148
9.5.3 CCD图像传感器的特性参数 148
9.5.4 CCD图像传感器的应用 149
9.6 红外传感器 149
9.6.1 红外线 150
9.6.2 红外探测器 150
9.6.3 红外传感器的应用 152
本章小结 155
习题与思考题 156
第10章 化学式传感器 157
10.1 概述 157
10.2 半导体气敏传感器 160
10.3 气敏传感器的应用 166
本章小结 168
习题与思考题 169
第11章 新型传感器 170
11.1 微传感器 170
11.1.1 微机电系统与微型传感器 170
11.1.2 微型压力传感器 171
11.1.3 微型加速度计 173
11.2 集成化智能传感器 175
11.2.1 智能传感器概述 175
11.2.2 单片集成化智能传感器 179
11.2.3 单片智能温度传感器的原理与应用 180
11.2.4 集成湿度传感器的原理与应用 191
11.3 模糊传感器 195
11.3.1 模糊传感器概述 195
11.3.2 模糊传感器的基本功能 196
11.3.3 模糊传感器的结构及实现方法 196
11.3.4 模糊传感器的应用 197
11.4 可穿戴传感器 198
11.4.1 可穿戴传感器概述 198
11.4.2 可穿戴传感器的原理和设计 199
11.4.3 可穿戴传感器的应用 201
11.5 传感器网络 201
11.5.1 传感器网络概述 201
11.5.2 传感器网络的结构 202
11.6 虚拟仪器系统 203
11.6.1 虚拟仪器的结构及特点 203
11.6.2 虚拟仪器软件开发平台——LabVIEW简介 205
11.6.3 基于LabVIEW的数据采集方法及实例 209
本章小结 212
习题与思考题 213
第12章 检测系统设计基础 214
12.1 检测系统的构成形式 214
12.1.1 标准总线检测系统 214
12.1.2 专用计算机检测系统 217
12.1.3 混合型计算机检测系统 218
12.1.4 网络化检测系统 218
12.2 检测系统设计的一般原则与开发过程 219
12.2.1 检测系统设计的一般原则 219
12.2.2 检测系统设计的一般开发过程 220
12.3 检测系统设计步骤 221
12.3.1 检测系统需求分析 221
12.3.2 检测系统总体方案设计 222
12.3.3 检测系统硬件设计 223
12.3.4 检测系统软件设计 224
12.3.5 系统集成与系统维护 225
12.4 检测系统抗干扰设计 226
12.4.1 产生干扰的因素与干扰分类 226
12.4.2 干扰传播的途径 229
12.4.3 抗干扰的基本措施 230
12.5 检测系统可靠性设计 237
12.5.1 可靠性的基本概念 237
12.5.2 可靠性设计的基本概念 238
12.5.3 可靠性设计方法 238
12.6 检测系统设计实例 240
12.6.1 近红外光谱检测系统设计 240
12.6.2 基于GSM网络的工业氯气远程监测系统设计 244
12.6.3 基于气体传感器的变压器在线溶解气体监测系统设计 248
本章小结 251
习题与思考题 251
参考文献 252