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第1章 检测与传感技术基础1

1.1检测技术基础1

1.1.1检测技术的概念与作用1

1.1.2检测系统的基本组成2

1.1.3检测技术的发展趋势3

1.2测量概论4

1.2.1测量方法4

1.2.2测量系统7

1.2.3测量误差8

1.3传感器技术基础12

1.3.1传感器的组成12

1.3.2传感器的分类12

1.3.3传感器的静态特性13

1.3.4传感器的选用原则17

本章小结18

思考题与习题18

第2章 应变式传感器20

2.1应变片的工作原理20

2.2应变片的种类、材料及粘贴22

2.2.1金属电阻应变片的种类22

2.2.2金属电阻应变片的材料23

2.2.3金属电阻应变片的粘贴24

2.2.4应变片的温度误差及补偿25

2.3电阻应变片的测量电路27

2.3.1直流电桥27

2.3.2交流电桥30

2.4应变式传感器的应用31

2.4.1柱（筒）式力传感器31

2.4.2应变式压力传感器32

2.4.3应变式容器内液体重量传感器33

2.4.4应变式加速度传感器34

2.4.5半导体力敏应变片在电子皮带秤上的应用34

本章小结35

思考题与习题35

基础训练 箔式应变片的性能和三种电桥电路比较36

拓展训练 数字血压计的设计39

第3章 电感式传感器40

3.1自感式传感器40

3.1.1自感式传感器的工作原理40

3.1.2自感式传感器的测量电路42

3.1.3自感式传感器的应用43

3.2差动变压器式传感器44

3.2.1差动变压器式传感器的工作原理44

3.2.2差动变压器式传感器的测量电路45

3.2.3差动变压器式传感器的应用46

3.3电涡流式传感器46

3.3.1电涡流式传感器的工作原理46

3.3.2电涡流式传感器的结构47

3.3.3电涡流式传感器的测量电路48

3.3.4电涡流式传感器的应用49

本章小结51

思考题与习题51

基础训练 差动变压器式传感器的性能测试与标定52

拓展训练 电感式传感器在滚珠直径分选中的应用54

第4章 电容式传感器55

4.1电容式传感器的工作原理和结构55

4.1.1变极距型电容式传感器56

4.1.2变面积型电容式传感器57

4.1.3变介质型电容式传感器58

4.2电容式传感器的测量电路60

4.2.1调频电路60

4.2.2运算放大器式电路61

4.2.3二极管双T形交流电桥电路61

4.2.4环形二极管充放电法电容测量电路62

4.2.5脉冲宽度调制电路63

4.3电容式传感器的应用65

4.3.1电容式油量表65

4.3.2电容液位计66

4.3.3差动电容式测厚传感器66

4.3.4电容接近开关67

本章小结68

思考题与习题68

基础训练 电容式传感器的性能测试69

拓展训练 工业生产料位测量方案的设计70

第5章 压电式传感器71

5.1压电效应及压电材料71

5.1.1压电效应71

5.1.2压电材料71

5.1.3石英晶体72

5.1.4压电陶瓷（多晶体）74

5.2压电式传感器和测量电路74

5.2.1压电式传感器74

5.2.2压电式传感器的等效电路75

5.2.3测量电路76

5.3压电式传感器的应用78

5.3.1压电式测力传感器78

5.3.2压电式加速度传感器79

5.3.3压电式金属加工切削力测量79

5.3.4报警器电路80

本章小结80

思考题与习题81

基础训练 压电式加速度计的性能测试81

拓展训练 压电式传感器在汽车中的应用83

第6章 霍尔式传感器84

6.1霍尔效应及霍尔元件84

6.1.1霍尔效应84

6.1.2霍尔元件的基本结构85

6.1.3霍尔元件的基本特性86

6.2霍尔式传感器的应用87

6.2.1霍尔式微量位移的测量87

6.2.2霍尔元件在转速测量上的应用88

6.2.3金属计数器89

6.2.4霍尔式接近开关的应用89

本章小结89

思考题与习题90

基础训练 霍尔式传感器的性能测试与标定90

拓展训练 油、气管道无损探伤系统的设计92

第7章 光电式传感器93

7.1光电效应93

7.1.1外光电效应93

7.1.2内光电效应93

7.2光电元件的原理与特性94

7.2.1外光电元件的原理与特性94

7.2.2内光电元件的原理与特性97

7.3光电式传感器的应用103

7.3.1火焰探测报警器103

7.3.2光电式纬线探测器103

7.3.3燃气器具中的脉冲点火控制器104

7.3.4烟尘浊度检测仪105

7.3.5路灯自动控制器105

7.4光电开关与应用106

7.4.1光电开关106

7.4.2光电开关的应用107

本章小结107

思考题与习题107

基础训练 光电式传感器测转速108

拓展训练 手机生产线表面安装元件定位检测与控制系统设计109

第8章 热电式传感器110

8.1热电偶110

8.1.1热电效应和热电偶测温原理110

8.1.2热电偶的基本定律112

8.1.3热电偶类型和热电偶材料113

8.1.4热电偶的结构形式115

8.1.5热电偶的补偿导线及冷端温度的补偿方法116

8.1.6热电偶测温线路119

8.1.7热电偶的选择和安装121

8.2热电阻传感器122

8.2.1常用热电阻122

8.2.2热电阻的结构和测量电路124

8.3热敏电阻125

8.3.1热敏电阻的工作原理125

8.3.2热敏电阻的分类125

8.3.3热敏电阻的结构及参数126

8.3.4热敏电阻传感器的测温与温度控制128

8.4 PN结温度传感器129

8.4.1 PN结温度传感器的工作原理130

8.4.2 PN结温度传感器的应用130

本章小结131

思考题与习题132

基础训练 热电式传感器测温132

拓展训练 火灾探测报警系统的设计134

第9章 数字式传感器135

9.1光栅传感器135

9.1.1光栅的结构135

9.1.2光栅的工作原理136

9.1.3光栅数显表138

9.1.4光栅传感器的应用140

9.2编码器141

9.2.1增量式编码器141

9.2.2绝对式编码器143

9.2.3编码器的应用144

9.3旋转变压器145

9.3.1旋转变压器的工作原理146

9.3.2旋转变压器的应用146

9.4感应同步器148

9.4.1感应同步器的结构与特点148

9.4.2感应同步器的工作原理149

9.4.3信号处理方式150

9.4.4感应同步器位移测量系统151

本章小结152

思考题与习题153

基础训练 光栅位移传感器的使用153

第10章 化学传感器157

10.1气敏传感器157

10.1.1气敏传感器的分类及原理157

10.1.2气敏传感器的主要要求160

10.1.3气敏传感器的应用160

10.2湿敏传感器163

10.2.1氯化锂湿敏电阻163

10.2.2半导体陶瓷湿敏电阻164

10.2.3湿敏传感器的应用167

本章小结170

思考题与习题170

基础训练 湿敏电阻的性能测试171

拓展训练 防止酒后开车控制器的设计172

第11章 新型传感器173

11.1光纤传感器173

11.1.1光纤的结构173

11.1.2光纤传感器的类型、调制原理与特点174

11.1.3光纤传感器的应用177

11.2超声波传感器178

11.2.1超声波传感器的工作原理与结构178

11.2.2超声波传感器的应用181

11.3红外传感器184

11.3.1红外辐射184

11.3.2红外传感器的类型与原理185

11.3.3红外传感器的应用186

11.4核辐射传感器189

11.4.1核辐射及其性质189

11.4.2核辐射探测器190

11.4.3核辐射传感器的应用193

本章小结194

思考题与习题195

基础训练 光纤传感器测位移195

拓展训练 入侵探测报警系统的设计196

第12章 检测技术的综合应用198

12.1现代检测技术198

12.1.1现代检测系统的基本结构198

12.1.2计算机检测系统199

12.1.3现代检测技术的应用200

12.2检测技术的综合应用实例202

12.2.1传感器在现代汽车中的应用202

12.2.2传感器在机器人中的应用209

12.2.3检测技术在数控机床上的应用215

12.2.4传感器在智能楼宇中的应用219

12.3检测系统的抗干扰技术227

12.3.1干扰源228

12.3.2干扰的作用方式228

12.3.3干扰的抑制方法229

本章小结231

思考题与习题231

基础训练 自动测温系统231

附录A常用传感器的性能及选择235

附录B工业热电阻分度表237

附录C工业热电偶分度表238

参考文献240