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1.1　传感与检测的概念1

1.1.1　检测技术1

1.1.2　自动检测系统1

第1章　传感与检测技术基础1

1.2　传感与检测技术概述2

1.2.1　传感器定义2

1.2.2　传感器构成2

1.2.3　传感器分类3

1.2.4　传感与检测技术的基本概况4

1.3　传感器的基本特性5

1.3.1　静态特性6

1.3.2　动态特性9

1.4.2　偏差式测量、零位式测量和微差式测量16

1.4　测量方法16

1.4.1　直接测量、间接测量与联立测量16

1.5　测量误差17

1.5.1　测量技术的基本概念17

1.5.2　测量误差的概念18

1.5.3　一般测量误差的表示方法19

1.5.4　测量误差的估计与校正20

1.6　传感器标定22

1.6.1　传感器标定的基本概念22

1.6.2　常用传感器标定设备26

1.6.3　传感器标定实例30

习题32

2.1　电位器式传感器34

2.1.1　线性电位器34

第2章　电阻式传感器34

2.1.2　非线性电位器37

2.1.3　负载特性与负载误差38

2.2　应变式传感器39

2.2.1　工作原理40

2.2.2　电阻应变片的基本特性41

2.2.3　电阻应变片的转换电路44

2.3　压阻式传感器48

2.3.1　半导体应变式传感器48

2.3.2　扩散型压阻式传感器50

2.4　电阻式传感器的应用53

2.4.1　电位器式传感器的应用53

2.4.2　应变式电阻传感器的应用53

习题54

3.1.1　闭磁路自感式传感器56

第3章　电感式传感器56

3.1　自感式传感器56

3.1.2　开磁路自感式传感器59

3.1.3　转换电路61

3.1.4　零点残余电压64

3.1.5　自感式传感器的应用65

3.2　互感式传感器65

3.2.1　螺线管式互感传感器66

3.2.2　互感式传感器的应用67

3.3　电涡流式传感器68

3.3.1　工作原理68

3.3.2　简化模型及等效电路69

3.3.3　转换电路71

3.4.2　工作方式72

3.4　压磁式传感器72

3.4.1　工作原理72

3.5　感应同步器75

3.5.1　工作原理75

3.5.2　输出信号的测量77

习题80

第4章　电容式传感器82

4.1　电容式传感器82

4.1.1　平行板电容式传感器工作原理82

4.1.2　圆柱形电容式传感器工作原理86

4.1.3　电容式传感器的特性87

4.1.4　转换电路89

4.2　容栅式传感器92

4.2.1　容栅式传感器的工作原理92

4.2.3　容栅式传感器的信号处理方式93

4.2.2　容栅式传感器的特点93

4.3　电容式传感器的应用96

4.3.1　电容式传感器的设计及应用要点96

4.3.2　电容式传感器的应用举例98

习题101

第5章　电动势传感器103

5.1　磁电感应式传感器103

5.1.1　工作原理103

5.1.2　磁电感应式传感器类型104

5.1.3　特性分析106

5.1.4　磁电感应式传感器应用108

5.2　霍尔传感器111

5.2.1　霍尔效应原理111

5.2.2　霍尔元件结构及其特性分析112

5.2.3　霍尔元件的驱动电路114

5.2.4　霍尔元件的误差分析及补偿114

5.2.5　霍尔传感器的应用117

5.3　压电式传感器120

5.3.1　压电效应120

5.3.2　工作原理121

5.3.3　测量电路123

5.3.4　压电式传感器的应用125

习题128

第6章　光电式传感器130

6.1　光电检测器件130

6.1.1　热释电探测器130

6.1.2　光电效应132

6.1.3　光电管133

6.1.4　光电倍增管134

6.1.5　光敏电阻134

6.1.6　光敏二极管和光敏三极管137

6.1.7　光电池140

6.1.8　CCD器件142

6.2　光电式编码器147

6.2.1　光电式编码器原理147

6.2.2　提高光电式编码器分辨率的方法150

6.2.3　光电式编码器的应用151

6.3　光纤传感器153

6.3.1　光纤传感器基础153

6.3.2　光纤传感器的分类155

6.3.3　光纤传感器的应用156

6.4　光栅式传感器159

6.4.1　光栅传感器的结构160

6.4.2　光栅传感器原理161

6.5　激光传感器164

6.5.1　激光特性164

6.5.2　激光器原理与特性165

6.5.3　激光传感器的应用166

习题167

第7章　热电式传感器169

7.1　热电偶传感器169

7.1.1　热电偶传感器原理169

7.1.2　热电偶种类及结构172

7.1.3　热电偶的误差分析176

7.1.4　热电偶温度补偿177

7.1.5　热电偶应用179

7.2　热电阻式传感器181

7.2.1　热电阻181

7.2.2　热敏电阻182

7.2.3　热电阻式传感器的应用184

习题185

第8章　半导体传感器187

8.1　气敏传感器187

8.1.1 半导体气敏传感器187

8.1.2 半导体气敏传感器的工作机理187

8.1.3 半导体气敏传感器的主要参数188

8.1.4 半导体气敏传感器的结构189

8.2　湿敏传感器191

8.2.1　湿度的表示方法191

8.2.2　湿敏传感器的特性参数192

8.2.3 半导体陶瓷湿敏电阻193

8.3　磁敏传感器196

8.3.1　磁阻传感器196

8.3.2　磁敏二极管197

8.3.3　磁敏三极管199

8.4　色敏传感器199

8.4.1 半导体色敏传感器基本原理200

8.4.2 半导体色敏传感器的基本特性202

8.5　半导体传感器的应用202

8.5.1　气敏传感器的应用202

8.5.2　湿度传感器的应用203

8.5.3　色敏传感器的应用204

习题206

9.1.1　微波的性质与特点207

9.1.2　微波振荡器与微波天线207

第9章　其他传感器207

9.1　微波传感器207

9.1.3　微波传感器及其分类208

9.1.4　微波传感器的应用208

9.2　红外传感器210

9.2.1　红外辐射的基本知识210

9.2.2　红外辐射的基本定律212

9.2.3　红外传感器213

9.2.4　红外辐射检测技术的应用214

9.3　视觉传感器216

9.3.1　视觉传感器216

9.4.1　超声波的基本特性218

9.4　超声波传感器218

9.3.2　机器人视觉218

9.4.2　超声波对传播介质的作用220

9.4.3　超声波传感器的结构及工作原理220

9.4.4　超声波传感器的应用221

9.5　生物传感器223

9.5.1　生物传感器类型及特点223

9.5.2　酶传感器及其应用225

9.5.3　微生物传感器226

9.5.4　免疫传感器228

习题228

第10章　常用的检测电路230

10.1　信号放大电路230

10.1.1　测量放大器230

10.1.2　程控增益放大器233

10.1.3　隔离放大器235

10.2　信号处理电路237

10.2.1　滤波电路237

10.2.2　采样保持电路241

10.3　信号转换电路243

10.3.1　模／数与数／模转换器243

10.3.2　电压／频率与频率／电压转换器246

10.3.3　电压／电流转换249

10.4　抗干扰技术250

10.4.1　干扰的类型及信号耦合方式250

10.4.2　常用的抑制干扰的措施252

习题253

11.1.1　智能传感器的概念256

11.1　智能传感器256

第11章　传感检测新技术256

11.1.2　智能传感器的功能和特点257

11.1.3　传感器智能化的技术途径258

11.1.4　智能传感器的应用259

11.1.5　智能传感器的发展前景260

11.2　传感器数据融合技术261

11.2.1　数据融合的基本内容261

11.2.2　数据融合的体系结构262

11.2.3　数据融合的方法263

11.2.4　多传感器数据融合技术的应用举例267

11.3　软测量技术269

11.3.1　辅助变量的选择270

11.3.2　测量数据的处理270

11.3.3　软测量模型的建立271

11.3.4　软测量模型的自校正及维护273

11.3.5　模型实时演算的工程化实施技术274

11.3.6　软测量的工业应用274

11.4　虚拟仪器275

11.4.1　系统构成275

11.4.2　软件结构278

11.4.3　硬件结构279

11.4.4　软件开发平台280

11.5　网络化检测仪器281

11.5.1　网络测控及其特点282

11.5.2　网络测控系统的类型282

11.5.3　IEEE 1451通用网络化智能传感器接口标准284

习题287

主要参考文献289