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第一篇 察觉器利用上的要点3

1 察觉器技术及其展望3

1.1 察觉器技术的定义3

1.2 察觉器技术的起源4

1.3 察觉器种类及在各产业的应用8

1.4 察觉器技术的展望17

2 使用察觉器时的杂讯对策19

2.1 杂讯19

2.2 察觉器电路中的杂讯20

2.3 杂讯对策22

2.3.1 遮蔽23

2.3.2 遮蔽线及接地25

2.3.3 杂讯滤波器26

3 利用商品化察觉器设计检出电路的要点29

3.1 应变的检出29

3.2 位移的检出31

3.2.1 电位计31

3.2.2 差分变压器32

3.3 位准检出33

3.3.1 位准检出方法的种类33

3.3.2 超音波式位准检出电路34

3.3.3 电容式位准检出电路35

3.3.4 辐射线式位准检出电路35

3.4 温度检出36

3.4.1 利用电阻变化型温度察觉器测量温度36

3.4.2 利用热电偶测量温度38

3.4.3 使用上的注意点38

3.5 流量检出39

3.5.1 超音波流量检出法39

3.5.2 超音波流量检出法的长处41

3.6 压力检出41

3.6.1 压力察觉器的种类42

3.6.2 工业用压力传送器的形式42

3.6.3 使用工业用压力传送器的检出电路例42

4 光察觉器的设计及其要点45

4.1 发光察觉器的种类45

4.2 光察觉器的特性及应用上的注意要点46

4.2.1 受发光元件的选定46

4.2.2 输出电流、暗电流47

4.2.3 响应特性49

4.2.4 检出物体的透过率、反射率49

4.2.5 检出精度50

4.2.6 寿命51

4.3 检出电路的设计顺序52

4.3.1 设定条件53

4.3.2 各常数的计算53

4.4 应用例及检出电路55

4.4.1 控制机器55

4.4.2 防盗机器58

4.4.3 电脑终端机59

4.4.4 事务机器59

4.4.5 民生机器60

5 瓦斯察觉器利用上的要点61

5.1 瓦斯察觉器的使用目的61

5.2 瓦斯察觉器使用时的基础知识61

5.2.1 瓦斯检知警报器61

5.2.2 瓦斯和检出器的接触方法61

5.2.3 检知部设置场所的环境条件66

5.2.4 防爆构造66

5.2.5 检出反应时间66

5.3 瓦斯察觉器的三方式66

5.3.1 接触燃烧式瓦斯察觉器67

5.3.2 半导体式瓦斯察觉器68

5.3.3 热阻体瓦斯察觉器73

第二篇 检出元件的原理及特性79

1 光电开关79

1.1 种类79

1.1.1 依检出形态分类79

1.1.2 依光源种类分类80

1.1.3 依光源调变分类81

1.1.4 依受光都的放大及信号处理方式分类81

1.1.5 依构造分类81

1.2 动作原理83

1.2.1 投光部83

1.2.2 受光部84

1.2.3 同步检波及积分电路85

1.2.4 整型电路及输出电路85

1.3 外观及构造85

1.4 特徵87

1.4.1 优点87

1.4.2 缺点87

1.5 构成87

1.6 应用方法88

1.6.1 输入电源电压变动88

1.6.2 配线88

1.6.3 响应时间88

1.6.4 感度88

1.6.5 无接点输出的保护88

1.6.6 耐振动、冲击89

1.6.7 外乱光89

1.6.8 温度特性89

1.6.9 对准光轴89

1.6.10 检出的S/N比问题89

1.7 今後的课题90

1.7.1 时代要求走向小型化90

1.7.2 容易使用90

1.7.3 放大器分离型的将来90

1.7.4 超高级标帜识别器的将来90

1.7.5 高速化的问题90

2 近接开关91

2.1 高频率型近接开关92

2.2 电容型近接开关94

2.3 磁力型近接开关96

2.3.1 分离型98

2.3.2 一体型98

3 微动开关101

3.1 何谓微动开关101

3.2 构造101

3.3 动作原理102

3.4 规格分类103

3.5 种类104

3.6 长处、短处106

3.6.1 长处106

3.6.2 短处107

3.7 选定规格时基本想法107

3.8 微动开关的使用方法107

3.8.1 凸轮、碰块等的设计107

3.8.1 微动开关的安装108

3.8.3 电路设计的要点108

4 位准开关109

4.1 种类109

4.1.1 电容式位准开关109

4.1.2 电极式位准开关109

4.1.3 超音波式位准开关111

4.2 动作原理112

4.2.1 电容式112

4.2.2 电极式113

4.2.3 超音波式113

4.3 外观、构造、构成114

4.3.1 电容式114

4.3.2 电极式115

4.3.3 超音波式115

4.4 检出对象117

4.4.1 电容式117

4.4.2 电极式117

4.4.3 超音波式117

4.5 应用方法117

4.5.1 电容式117

4.5.2 电极式119

4.5.3 超音波式119

4.6 开发方向120

5 电波开关121

5.1 何谓电波开关121

5.2 动作原理121

5.2.1 微波的性质121

5.2.2 微波的发生122

5.2.3 障壁型的动作122

5.2.4 多卜勒雷达型123

5.3 外观、构造124

5.3.1 障壁型124

5.3.2 多卜勒雷达型125

5.4 特徵125

5.4.1 长处125

5.4.2 短处125

5.5 用途例126

5.5.1 障壁型126

5.5.2 多卜勒雷达型126

5.6 开发方向126

6 振簧开关127

6.1 构造127

6.2 动作原理128

6.3 种类129

6.4 驱动方法及特徵131

6.5 今後的课题132

7 应变计133

7.1 金属应变计134

7.2 半导体应变计134

7.3 应变计的应用136

7.3.1 差压发信器136

7.3.2 卡尔曼涡流计139

7.3.3 汽车工业139

7.3.4 医学界139

7.4 今後的方向139

8 差分变压器141

8.1 原理141

8.2 构造142

8.2.1 缠线管142

8.2.2 铁心142

8.2.3 线圈143

8.3 用途及特徵143

8.3.1 用途143

8.3.2 特长143

8.3.3 短处144

8.4 应用例145

8.4.1 差分整流电路145

8.4.2 直流差分变压器145

8.4.3 微小变位测定电路145

8.4.4 动的变位测定146

8.4.5 力平衡电路146

8.4.6 其他的应用例147

8.5 差分变压器的装配及线圈的驱动147

8.5.1 磁性体、金属体的影响147

8.5.2 铁心的运动148

8.6 差分变压器的选择方法148

9 负荷囊151

9.1 负荷囊的原理151

9.2 种类及构造153

9.3 性能及补偿电路153

9.4 测量电路155

9.4.1 电流补偿型遥测式的电压电路155

9.4.2 耐压防爆、本质安全防爆155

9.5 使用上的注意要点156

9.5.1 负荷囊的输出电压及有效范围156

9.5.2 负荷囊的固有频率及疲劳问题156

9.5.3 使用负荷囊的个数及精度158

9.5.4 偏负荷重及精度158

9.5.5 周围温度和膨胀用安全金属159

9.5.6 安全上的考虑160

9.5.7 弹簧系数的影响162

10 电位计163

10.1 种类164

10.1.1 依用途而分的种类164

10.1.2 依输出特性而分的种类164

10.1.3 依使用环境而分的种类164

10.2 动作原理165

10.3 外观、构造166

10.3.1 一回转电位计166

10.3.2 多回转电位计167

10.3.3 直线滑动电位计167

10.3.4 其他电位计167

10.4 特徵168

10.4.1 绕线型的特长168

10.4.2 金属碳化物型的特长168

10.4.3 导电塑胶型的特长168

10.4.4 拼合型的特长169

10.5 检出对象169

10.6 应用方法169

10.6.1 工业用机器人的定位控制169

10.6.2 重量的自动测定170

10.7 开发的方向170

11 热阻体171

11.1 利用热阻体当温度察觉器172

11.2 热阻体的动作原理173

11.2.1 热阻体的半导体理论173

11.2.2 热阻体的物理性质174

11.2.3 各种用途的动作原理175

11.3 外观、构造175

11.4 热阻体温度察觉器的特徵177

11.4.1 热阻体温度察觉器的长处和短处177

11.4.2 电路观点的长处177

11.4.3 利用观点的短处178

11.5 热阻体温度察觉器的检出对象178

11.5.1 最适用途178

11.5.2 使用范围178

11.6 应用方法179

11.6.1 代表性使用方法179

11.6.2 热阻体使用上的注意点180

11.6.3 热阻体二次加工上的要点180

11.7 开发的方向181

11.7.1 高精度化181

11.7.2 互换化181

11.7.3 低价格化181

11.7.4 使用温度范围扩大181

11.7.5 单一热阻体广范围化181

12 同步器183

12.1 何谓同步器183

12.2 同步器的种类及记号183

12.3 动作原理183

12.3.1 转矩同步系统183

12.3.2 控制同步器183

12.4 外观及构造185

12.5 特徵186

12.6 性能186

12.6.1 精度186

12.6.2 转矩因素186

12.6.3 安定度186

12.6.4 残留电压186

12.6.5 电源及其变动186

12.6.6 其他187

12.7 检出对象187

12.7.1 钢板延压关系187

12.7.2 船舶关系187

12.7.3 航空关系187

12.7.4 其他187

12.8 应用的方法187

12.9 使用上的注意及维护188

12.10 开发的方向188

13 分解器191

13.1 动作原理191

13.2 外观及构造192

13.3 特徵193

13.3.1 操作容易193

13.3.2 耐杂讯力强193

13.3.3 高精度193

13.3.4 数位信号变换容易193

13.4 性能193

13.5 检出对象193

13.6 应用方法195

13.7 开发的方向196

14 压力变换器197

14.1 压力变换器的分类197

14.2 半导体应变计及压阻效应197

14.3 半导体应变计的检出原理198

14.4 受压膜片200

14.5 特长201

14.5.1 固有频率201

14.5.2 容积变化201

14.6.3 大小及感度202

14.6 今後的课题及将来性206

15 磁感性半导体元件207

15.1 霍尔元件208

15.1.1 动作原理208

15.1.2 特徵209

15.1.3 检出对象及应用210

15.1.4 应用的方法210

15.1.5 特性表的读法211

15.1.6 材料的制法及其利弊213

15.2 磁电阻元件213

15.2.1 动作原理213

15.2.2 特徵214

15.2.3 检出对象214

15.2.4 应用的方法214

15.2.5 特性表的读法214

15.2.6 材料及制法215

15.3 接合型感磁性元件215

15.3.1 磁二极体216

15.3.2 其他接合型元件216

15.4 开发的方向216

16 锗霍尔元件219

16.1 霍尔元件简介219

16.1.1 残留电压Vo220

16.1.2 输出入电阻的温度系数220

16.1.3 输出电压温度系数220

16.2 工业用霍尔元件221

16.3 单结晶霍尔元件的特性222

16.4 霍尔元件的应用222

16.5 残留电压Vo的补偿222

16.6 控制电流IC223

16.7 霍尔电流变换器224

16.8 霍尔电力变换器225

16.9 霍尔元件今後的方向226

17 矽受光元件229

17.1 基本构造及原理230

17.1.1 构造230

17.1.2 原理230

17.2 特性232

17.2.1 输出特性232

17.2.2 波长特性232

17.2.3 温度特性233

17.2.4 响应特性233

17.3 制品的形状234

17.4 应用电路234

17.4.1 电晶体235

17.4.2 闸流体235

17.4.3 IC236

17.5 应用例236

18 Cds光电池237

18.1 Cds光电池的特徵237

18.2 动作原理239

18.3 Cds光电池的应用例239

18.3.1 光电池灯239

18.3.2 光电式变位检出元件240

18.3.3 光桥（二元件、多元件）241

18.4 当光检出元件使用241

18.4.1 光信号的检出241

18.4.2 光量的计测243

18.4.3 自然光的检出243

18.4.4 光位置的检出244

18.5 当电路元件使用244

18.5.1 应用於逻辑电路244

18.5.2 半波整流DC开关（直流输出）／AC开关（交流输出）245

18.5.3 自动增益调整246

第三篇 察觉器及利用技术249

1 光察觉器249

1.1 使用光察觉器的注意点249

1.1.1 光源249

1.1.2 输出位准249

1.1.3 S/N比（信号杂讯比）249

1.1.4 线性249

1.1.5 动作速度250

1.1.6 可靠性250

1.2 光察觉器的种类250

1.3 光电动势效果250

1.3.1 光二极体250

1.3.2 光电晶体251

1.3.3 光闸流体251

1.3.4 其他、光二极体＋IC251

1.4 光二极体251

1.4.1 电流（I）-电压（V）特性251

1.4.2 分光感度特性254

1.4.3 光二极体的构造及特长255

1.4.4 光二极体的应用256

1.5 光电晶体257

1.5.1 电-光学特性258

1.5.2 光电晶体的应用260

1.6 光闸流体261

1.7 光察觉器＋IC262

2 感像器263

2.1 测定原理263

2.2 检出器的特徵264

2.2.1 长处264

2.2.2 短处265

2.3 利用技术265

2.3.1 光轴方向移动造成的误差266

2.3.2 震动或移动速度267

2.3.3 透镜的变形267

2.3.4 其他267

2.4 应用例267

2.4.1 宽度的测定267

2.4.2 外径的测定268

2.4.3 长度的测定268

2.4.4 表面粗度、段差、厚度的测定268

2.4.5 其他270

2.5 线材制造工程的使用例270

2.5.1 软体271

2.5.2 校正271

2.6 今後的课题271

3 温度察觉器273

3.1 接触式及非接触式273

3.2 热电温度计274

3.2.1 热电偶274

3.2.2 补偿导线277

3.2.3 计测器278

3.3 电阻温度计279

3.3.1 白金测温用电阻器279

3.3.2 仪器280

3.4 保护管281

3.5 温度计测的JIS规格284

4 红外线察觉器285

4.1 红外线察觉器的种类285

4.2 红外线察觉器的性能评价286

4.2.1 感度286

4.2.2 检出度287

4.2.3 杂讯等效功率287

4.2.4 比检出度287

4.3 各种红外线察觉器288

4.3.1 PbS电池289

4.3.2 InSb察觉器289

4.3.3 Hg Cd Te察觉器289

4.4 检出电路289

5 瓦斯察觉器295

5.1 瓦斯的检出计测295

5.2 瓦斯检出方法296

5.3 现在所用主要的察觉器298

5.4 瓦斯检出警报装置的构成及性能301

5.4.1 基本构成301

5.4.2 性能301

5.5 装置的方法302

5.6 最近新的瓦斯察觉器使用例304

5.6.1 汽车304

5.6.2 燃烧装置307

5.6.3 酒精量检出307

5.6.4 防止瓦斯泄漏装置308

5.6.5 自动换气装置308

5.6.6 烟警报器309

6 磁性察觉器311

6.1 磁电变换（利用电磁感应的方法）311

6.1.1 利用非线性磁化特性测定磁场311

6.1.2 利用磁头再生磁性记录312

6.1.3 交流式磁性记忆读出法313

6.1.4 非磁性膜的厚度测定313

6.1.5 振动计314

6.1.6 电磁流量计314

6.2 法拉第效应315

6.2.1 自旋再配列的利用315

6.2.2 送电线的电流测定315

6.3 卡效应316

6.3.1 复写式磁性记忆读出法316

6.3.2 可视电流计316

6.4 磁伸缩317

6.4.1 磁伸缩谐振器317

6.4.2 △E效应的利用318

6.4.3 威第曼效应利用318

6.5 磁电阻效应319

6.5.1 磁场检出器319

6.5.2 应力测定319

6.6 核磁共振（Nuclear magnetic resonance;NMR）319

6.6.1 利用NMR的流量计319

6.6.2 利用NMR的分析计320

6.7 感温磁性321

6.7.1 温度的检出321

6.7.2 漏油的检出321

6.7.3 磁相转移现象的利用321

6.7.4 利用磁性流体的温度测定321

6.8 其他322

6.8.1 炭钢的抗张力测定322

6.8.2 磁力式氧气计322

6.8.3 瓦斯检出322

6.8.4 利用压磁效应测定应力322

7 湿度察觉器323

7.1 构造323

7.2 特性及特徵324

7.2.1 湿度特性324

7.2.2 响应特性325

7.2.3 加热除污及长期变化325

7.2.4 温度特性326

7.3 使用方法及注意点326

7.3.1 驱动方法326

7.3.2 加热除污方法327

7.3.3 温度补偿方法328

7.4 检出电路328

7.4.1 电阻-电压转换328

7.4.2 特性的线性化329

7.4.3 检出电路例329

8 泄漏检出察觉器333

8.1 泄漏检出方法的种类333

8.2 压力检出法333

8.2.1 内压式333

8.2.2 外压式334

8.2.3 差压检出式335

8.3 真空度检出法336

8.4 瓦斯检出法337

8.4.1 半导体检出法337

8.4.2 氟检出法337

8.4.3 热传导率检出法338

8.4.4 氦检漏器339

8.5 超音波检出法341

9 振动察觉器343

9.1 分类344

9.2 基本特性344

9.3 动电型振动察觉器346

9.3.1 动作原理及构造346

9.3.2 特性347

9.4 压电型振动察觉器348

9.4.1 动作原理及构造348

9.4.2 特性349

9.4.3 电压放大器、电荷放大器350

9.5 伺服加速度察觉器350

9.5.1 动作原理及构造350

9.5.2 特性351

9.6 振动指示计352

10 位准察觉器355

10.1 液体用位准察觉器355

10.1.1 气泡式液面计355

1O.1.2 差压式液面计356

10.1.3 膜片式液面计357

10.1.4 位移式液面计357

10.1.5 电容式位准计358

10.1.6 电极式位准计358

10.1.7 玻璃式液面计及磁铁式液面计359

10.1.8 音波式位准计360

10.1.9 辐射线式位准计360

10.1.10 电阻短路型位准计361

10.2 粉体用位准察觉器362

10.2.1 回转翼式开关362

10.2.2 倾斜开关362

10.2.3 使用链条及电缆的位准计363

10.2.4 振动式位准计363

11 流速察觉器365

11.1 超音波流速察觉器的特徵365

11.2 超音波流速察觉器的测定原理365

11.2.1 超音波传播速度变化法366

11.2.2 超音波多卜勒法372

11.2.3 超音波束偏位法375

11.2.4 其他应用例376

11.3 超音波流量计的应用及使用上注意事项378

11.3.1 超音波流量计378

11.3.2 使用上的注意事项378

11.4 今後的展望380

12 压力察觉器381

12.1 弹性体方式381

12.1.1 布尔登管381

12.1.2 膜片385

12.1.3 风箱386

12.2 力平衡方式386

12.2.1 将压力变位变换成电或空气信号386

12.2.2 电子式压力发信器387

12.3 电的方式388

12.3.1 电位计方式388

12.3.2 电容方式388

12.3.3 扩散型半导体方式390

13 回转角察觉器393

13.1 回转角察觉器的原理393

13.2 回转角察觉器的条件394

13.3 种类395

13.3.1 光电式回转角察觉器395

13.3.2 半导体察觉器395

13.4 回转角计测用的放大器401

13.5 回转角计测的例402

14 转速察觉器405

14.1 变换成脉波信号405

14.1.1 由回转轴检出405

14.1.2 由回转轴以外检出406

14.2 脉波信号的处理406

14.2.1 平均转速的测定406

14.2.2 瞬时转速的测定407

附录：察觉器相关机器厂商名簿（日本）411