传感器与检测技术PDF电子书下载

第一篇　基础知识篇 3

第1章　绪论 3

1.1　传感器与检测技术的定义与作用 3

1.1.1　传感器的定义 3

1.1.2　检测的定义 3

1.1.3　传感器与检测技术的地位与作用 4

1.2　检测系统的组成 5

1.3　传感器与检测系统的分类 8

1.3.1　传感器的分类 8

1.3.2　检测系统的分类 9

1.4　传感器与检测技术的发展趋势 10

1.4.1　传感器的发展方向 10

1.4.2　检测技术的发展趋势 11

习题与思考题 13

第2章　检测技术基础知识 14

2.1　检测系统误差分析基础 14

2.1.1　误差的基本概念 14

2.1.2　误差的表示方法 15

2.1.3　检测仪器的精度等级与工作误差 17

2.1.4　测量误差的分类 18

2.2　系统误差处理 20

2.2.1　系统误差的特点及常见变化规律 20

2.2.2　系统误差的判别和确定 20

2.2.3　减小和消除系统误差的方法 22

2.3　随机误差处理 24

2.3.1　随机误差的分布规律 24

2.3.2　测量数据的随机误差估计 26

2.4　粗大误差处理 28

2.5　测量不确定度的评定 30

2.5.1　测量不确定度的主要术语 31

2.5.2　不确定度的评定 32

2.5.3　测量结果的表示和处理方法 35

习题与思考题 36

第3章　传感器与检测系统特性分析基础 38

3.1　概述 38

3.2　传感器和检测系统静态特性方程与特性曲线 39

3.3　传感器和检测系统静态特性的主要参数 40

3.4　传感器或检测系统的动态特性 44

3.4.1　传感器或检测系统的（动态）数学模型 44

3.4.2　一阶和二阶系统的数学模型 47

3.4.3　一阶和二阶系统的动态特性参数 48

3.5　传感器与检测仪器的校准 53

3.5.1　传感器或检测仪器的静态校准 53

3.5.2　传感器或检测仪器的动态校准 54

3.6　传感器与检测系统的可靠性 56

3.6.1　可靠性基本概念 56

3.6.2　常用可靠性参数指标 57

习题与思考题 59

第二篇　传感器技术篇 63

第4章　结构型传感器 63

4.1　电阻应变式传感器 63

4.1.1　工作原理 63

4.1.2　结构与类型 65

4.1.3　主要特性 69

4.1.4　温度效应及其补偿 72

4.1.5　电桥测量电路 74

4.2　电容式传感器 82

4.2.1　工作原理、类型及特性 82

4.2.2　应用注意事项及措施 86

4.2.3　电容式传感器的测量电路 89

4.3　电感式传感器 94

4.3.1　自感式传感器 95

4.3.2　互感式传感器（差动变压器） 100

4.3.3　电涡流式传感器 106

习题与思考题 113

第5章　常用物性型传感器 116

5.1　压阻式传感器 116

5.1.1　工作原理 116

5.1.2　结构与类型 120

5.1.3　温度补偿原理与方法 121

5.2　压电式传感器 122

5.2.1　压电效应及压电材料 122

5.2.2　等效电路及测量电路 127

5.2.3　影响压电式传感器性能的主要因素 131

5.3　光电式传感器 133

5.3.1　光电效应及光电器件 133

5.3.2　光电器件的特性 137

5.3.3　光电式传感器与新型光电检测器 140

习题与思考题 143

第6章　固态传感器 145

6.1　磁敏传感器 145

6.1.1　霍尔式传感器 145

6.1.2　其他磁敏传感器 151

6.2　湿敏传感器 153

6.2.1　湿度及湿敏传感器基础 153

6.2.2　氯化锂湿敏传感器 155

6.2.3　半导体及陶瓷湿敏传感器 155

6.2.4　高分子聚合物湿敏传感器 156

6.3　其他固态传感器 158

6.3.1　气敏传感器 158

6.3.2　半导体色敏传感器 161

6.3.3　离子敏感器件（ISFET） 163

习题与思考题 165

第7章　其他传感器技术 166

7.1　红外传感器 166

7.1.1　红外检测的物理基础 166

7.1.2　红外探测（传感）器 168

7.2　超声波传感器 169

7.2.1　超声检测的物理基础 170

7.2.2　超声波（换能）传感器及应用 172

7.3　光纤传感器 173

7.3.1　光纤传感器基础 173

7.3.2　光纤传感器及其应用 175

7.4　传感新技术简介 178

7.4.1　微波传感器 178

7.4.2　核辐射传感器 179

7.4.3　生物传感器 181

习题与思考题 183

第三篇　检测技术篇 187

第8章　压力检测技术 187

8.1　概述 187

8.1.1　压力的基本概念与计量单位 187

8.1.2　压力检测方法 188

8.2　常用压力检测仪表 190

8.2.1　弹性压力计 190

8.2.2　电测式压力计 194

8.3　压力检测仪表的选择与安装 200

8.3.1　压力检测仪表的选择 201

8.3.2　压力检测仪表的安装 202

8.3.3　动态压力检测的管道效应 203

习题与思考题 204

第9章　温度检测技术 206

9.1　概述 206

9.1.1　温标 206

9.1.2　测温方法分类及其特点 209

9.2　接触式测温方法 211

9.2.1　膨胀式温度计及应用特点 211

9.2.2　热电阻测温技术 212

9.2.3　热电偶测温技术 217

9.3　辐射法测温 222

9.3.1　辐射测温的基本原理 223

9.3.2　辐射测温方法及其仪表 225

9.3.3　红外测温与红外成像测温仪 231

习题与思考题 236

第10章　流量检测技术 237

10.1　流量检测的基本概念 237

10.1.1　流量和流量计 237

10.1.2　流体物理参数与管流基础知识 238

10.1.3　流量检测仪表的分类 242

10.2　流量测量仪表 243

10.2.1　差压式流量计 243

10.2.2　容积式流量计 250

10.2.3　叶轮式流量计 253

10.2.4　电磁流量计 257

10.2.5　流体振动式流量计 259

10.2.6　超声波流量计 263

10.2.7　质量流量计 267

10.3　流量计的校准与标准装置 272

10.3.1　流量计的校准方法 273

10.3.2　液体流量标准装置 273

习题与思考题 276

第11章　物位检测技术 278

11.1　液位检测 278

11.1.1　力学法检测液位 278

11.1.2　电学与电磁法检测液位 281

11.1.3　声学与光学法检测液位 285

11.1.4　其他液位检测技术 287

11.2　料位检测 289

11.2.1　重锤探测与称重法检测料位 289

11.2.2　电磁法检测料位 290

11.2.3　声学法检测料位 291

11.3　相界面的检测 291

11.3.1　分段式电容法检测油水相界面 292

11.3.2　超声波检测液-液相界面 293

11.3.3　磁致伸缩性相界面测量技术 293

11.4　物位仪表分类与选用 294

习题与思考题 296

第12章　机械量检测技术 297

12.1　位移检测 297

12.1.1　位移检测方法 297

12.1.2　线位移检测 298

12.1.3　角位移检测 308

12.2　速度检测 314

12.2.1　速度测量方法 314

12.2.2　线速度测量 316

12.2.3　转速测量 320

12.3　加速度检测 325

12.3.1　加速度测量原理 325

12.3.2　位移式加速度计 327

12.3.3　应变式加速度计 328

12.3.4　微机电系统加速度计 328

12.4　力和转矩检测 330

12.4.1　力的检测 330

12.4.2　转矩测量 335

12.5　机械振动测量 339

12.5.1　概述 339

12.5.2　振动的基本知识 340

12.5.3　振动测量系统 344

12.5.4　振动参量的测量 347

12.5.5　振动测试的应用实例 349

12.6　噪声检测 350

12.6.1　声音和噪声 350

12.6.2　噪声的物理量度 351

12.6.3　噪声的分析与评价 354

12.6.4　噪声测量仪器 357

12.6.5　噪声的测量 359

习题与思考题 360

第13章　成分检测技术 362

13.1　热导式气体分析仪器 362

13.1.1　基本原理 362

13.1.2　热导池（检测器） 365

13.1.3　热导式气体分析仪的应用 369

13.2　红外式成分检测 369

13.2.1　红外式成分检测的原理 369

13.2.2　红外式分析仪的结构 371

13.2.3　红外检测仪的应用 378

13.3　水及大气环境质量检测 378

13.3.1　水环境检测 378

13.3.2　大气环境检测 394

习题与思考题 407

附录1　Pt100铂热电阻分度表（ZB Y301—85） 408

附录2　Pt10铂热电阻分度表（ZB Y301—85） 409

附录3　Cu100铜热电阻分度表（JJG229—87） 410

附录4　铂铑30-铂铑6热电偶分度表（B型） 411

附录5　铂铑10-铂热电偶分度表（S型） 413

附录6　铂铑13-铂热电偶分度表（R型） 416

附录7　镍铬-镍硅热电偶分度表（K型） 417

附录8　镍铬-康铜热电偶分度表（E型） 418

附录9　铁-康铜热电偶分度表（J型） 419

附录10　铜-康铜热电偶分度表（T型） 420

附录11　镍铬硅-镍硅热电偶分度表（N型） 421

参考文献 422