传感器与检测技术 (第4版)

第1章 检测技术的基本知识 1
1．1 测量方法及检测系统的组成 1
1．1．1 测量的基本概念 1
1．1．2 测量方法 2
1．1．3 检测系统的组成 3
1．2 误差的基本概念 5
1．2．1 测量误差 5
1．2．2 误差的处理及消除方法 8
习题1 13
第2章 传感器的基本知识 14
2．1 传感器的定义与组成 14
2．2 传感器的分类 14
2．3 传感器的基本特性 15
2．3．1 传感器的静态特性 15
2．3．2 传感器的动态特性 17
2．4 传感器的应用领域及其发展 20
2．4．1 传感器的应用领域 20
2．4．2 传感器的发展 21
2．5 传感器的正确选用 23
习题2 24
第3章 常用传感器的工作原理及应用 25
3．1 电阻式传感器 25
3．1．1 电阻式传感器的工作原理 25
3．1．2 电位器式传感器 25
3．1．3 电阻应变式传感器 27
3．2 电容式传感器 31
3．2．1 电容式传感器的工作原理 32
3．2．2 电容式传感器的测量电路 35
3．2．3 电容式传感器的应用 37
3．3 电感式传感器 39
3．3．1 自感式传感器 39
3．3．2 互感式传感器 42
3．3．3 电涡流式电感传感器 44
3．3．4 电感式传感器的应用 45
3．4 压电式传感器 47
3．4．1 压电效应 47
3．4．2 压电式传感器的测量电路 49
3．4．3 压电式传感器的应用 50
3．5 霍尔传感器 52
3．5．1 霍尔元件的工作原理 52
3．5．2 霍尔传感器的测量电路 54
3．5．3 霍尔集成电路 54
3．5．4 霍尔传感器的应用 55
3．6 热敏传感器 57
3．6．1 热电偶 58
3．6．2 热电阻式传感器 64
3．6．3 热电阻式传感器的应用 68
3．7 光电传感器 68
3．7．1 常用光电元件 69
3．7．2 光电开关和光电断续器 71
3．7．3 光电传感器的应用 73
3．7．4 红外传感器 75
3．7．5 接近开关 79
3．8 超声波传感器 83
3．8．1 超声波传感器的工作原理 83
3．8．2 超声波传感器的应用 84
习题3 89
第4章 数字式传感器 92
4．1 光栅数字式传感器 92
4．1．1 光栅的分类 92
4．1．2 光栅传感器的结构和工作原理 94
4．1．3 光栅传感器的测量电路 95
4．1．4 光栅传感器的应用 100
4．2 编码器 101
4．2．1 脉冲盘式编码器 101
4．2．2 码盘式编码器 102
4．2．3 编码器的应用 107
4．3 图像传感器 109
4．3．1 图像传感器的工作原理 109
4．3．2 CCD图像传感器 109
4．3．3 CMOS图像传感器 112
4．3．4 图像传感器的应用 113
4．4 激光传感器 113
4．4．1 激光器的分类 113
4．4．2 激光传感器的工作原理 114
4．4．3 激光传感器的应用 114
习题4 115
第5章 新型传感器 117
5．1 仿生传感器 117
5．1．1 机器人用传感器概述 117
5．1．2 服务机器人用传感器 118
5．2 微型传感器 122
5．2．1 电容式微型传感器 122
5．2．2 电感式微型传感器 123
5．2．3 压阻式微型传感器 123
5．2．4 热敏电阻式微型传感器 124
5．2．5 MEMS陀螺仪 124
5．3 智能传感器 126
5．3．1 智能传感器概述 126
5．3．2 不同结构的智能传感器 126
5．3．3 集成温度传感器 127
5．3．4 智能压力传感器 129
5．3．5 网络传感器 132
5．4 新型传感器研发的重点领域 133
习题5 135
第6章 传感器与检测系统的信号处理技术 136
6．1 电桥电路 136
6．1．1 直流电桥 137
6．1．2 交流电桥 139
6．2 信号的放大与隔离 141
6．2．1 运算放大器 141
6．2．2 测量放大器 142
6．2．3 可编程增益放大器 145
6．2．4 隔离放大器 146
6．3 信号的转换 149
6．3．1 电压与电流的相互转换 149
6．3．2 电压与频率的相互转换 151
6．4 多传感器信息融合技术 152
6．4．1 串联、并联、串并联信息融合 153
6．4．2 像素层、特征层和决策层融合 154
习题6 156
第7章 传感器与检测系统的干扰抑制技术 157
7．1 噪声干扰的形成 157
7．1．1 噪声源 157
7．1．2 噪声的耦合方式 158
7．1．3 噪声的干扰模式 160
7．2 硬件抗干扰技术 162
7．2．1 接地技术 162
7．2．2 屏蔽技术 163
7．2．3 滤波技术 164
7．3 软件抗干扰技术 165
7．3．1 数字滤波 165
7．3．2 软件冗余技术 167
7．3．3 软件陷阱技术 168
7．3．4 “看门狗”技术 168
习题7 169
第8章 典型非电参量的测量方法 170
8．1 应力、应变的测量 170
8．1．1 简单受力状态的应变测量 170
8．1．2 复杂受力状态的单向应力、应变测量 172
8．1．3 平面应力状态的应力测量 175
8．2 力及压力的测量 176
8．2．1 弹性式力传感器 176
8．2．2 电阻应变式力传感器 178
8．2．3 其他力传感器 179
8．3 位移的测量 181
8．3．1 电阻式位移传感器 183
8．3．2 电涡流式位移传感器 184
8．3．3 其他位移传感器 186
8．4 振动的测量 187
8．4．1 测振传感器 188
8．4．2 激振方式 190
8．4．3 激振器 190
8．5 流量的测量 193
8．5．1 差压式流量计 193
8．5．2 涡轮流量计 194
8．5．3 电磁流量计 195
8．5．4 超声波流量计 196
8．5．5 流量计的选用 198
8．6 温度的测量 198
8．6．1 中低温测量 199
8．6．2 高温测量 199
8．6．3 温度传感器的选用 201
习题8 203
第9章 实验与实训项目 204
项目1 霍尔传感器及应用方法 204
项目2 光电传感器及应用方法 206
项目3 力传感器及应用方法 209
项目4 温度传感器及应用方法 212
附录A 标准化热电偶分度表 217