传感器与检测技术PDF电子书下载

第1章　检测技术基础知识 1

1.1　测量概述 1

1.1.1　测量的定义 1

1.1.2　测量方法的分类 2

1.2　测量误差及其分类 3

1.2.1　测量误差的概念 3

1.2.2　测量误差的分类 3

1.3　传感器基本知识 7

1.3.1　传感器的概念 7

1.3.2　传感器的组成 7

1.3.3　传感器的分类 9

1.3.4　传感器的特性 9

1.4　检测系统的组成 15

1.5　技能实训 16

本章小结 17

习题1 17

第2章　电阻式传感器 19

2.1　电阻应变式传感器 19

2.1.1　电阻应变式传感器的工作原理 19

2.1.2　电阻应变片的类型结构、粘贴与特性 20

2.1.3　电阻应变式传感器的测量转换电路 24

2.2　热电阻式传感器 26

2.2.1　金属热电阻式传感器 26

2.2.2　半导体热敏电阻式传感器 28

2.3　气敏电阻式传感器 30

2.3.1　气敏电阻式传感器的工作原理 30

2.3.2　气敏电阻式传感器的结构和分类 30

2.4　湿敏电阻式传感器 32

2.4.1　大气湿度与露点 33

2.4.2　湿敏电阻式传感器的分类 34

2.5　电阻式传感器的应用 36

2.5.1　电阻应变式传感器的应用 36

2.5.2　热电阻式传感器和热敏电阻式传感器的应用 39

2.5.3　气敏电阻式传感器的应用 41

2.5.4　湿敏电阻式传感器的应用 42

2.6　技能实训 43

本章小结 44

习题2 45

第3章 电感式传感器 46

3.1　自感式传感器 46

3.1.1 自感式传感器的工作原理 46

3.1.2 自感式传感器的测量转换电路 49

3.2　差动变压器式传感器 51

3.2.1　差动变压器式传感器的工作原理 51

3.2.2　差动变压器式传感器的测量转换电路 52

3.3　电涡流式传感器 54

3.3.1　电涡流效应 54

3.3.2　电涡流式传感器的工作原理 55

3.3.3　电涡流式传感器的测量转换电路 56

3.4　电感式传感器的应用 58

3.4.1 自感式传感器的应用 58

3.4.2　差动变压器式传感器的应用 60

3.4.3　电涡流式传感器的应用 61

3.5　技能实训 63

本章小结 65

习题3 65

第4章　电容式传感器 66

4.1　电容式传感器的工作原理 66

4.1.1　变面积式电容传感器 67

4.1.2　变极距式电容传感器 68

4.1.3　变介电常数式电容传感器 69

4.2　电容式传感器的测量转换电路 70

4.2.1　桥式电路 70

4.2.2　调频电路 71

4.2.3　运算放大器电路 71

4.2.4　二极管双T形电桥电路 72

4.3　电容式传感器的应用 73

4.3.1　电容测厚仪 73

4.3.2　电容式压力传感器 73

4.3.3　电容式加速度传感器 74

4.3.4　油箱油量检测系统 75

4.3.5　电容式接近开关 76

4.4　技能实训 77

本章小结 78

习题4 79

第5章　压电式传感器 80

5.1　压电式传感器的工作原理 80

5.1.1　压电效应 80

5.1.2　压电材料 81

5.2　压电式传感器的测量转换电路 83

5.2.1　压电元件的等效电路 83

5.2.2　压电元件的连接方式 84

5.2.3　电荷放大器 84

5.2.4　电压放大器 85

5.3　压电式传感器的应用 86

5.3.1　压电式加速度传感器 86

5.3.2　压电式测力传感器 88

5.3.3　压电式血压传感器 89

5.3.4　压电式流量计 89

5.3.5　高分子压电材料的应用 89

5.3.6　集成压电式传感器 90

5.4　技能实训 91

本章小结 92

习题5 92

第6章　霍尔传感器 93

6.1　霍尔传感器的工作原理 93

6.1.1　霍尔效应 93

6.1.2　霍尔元件的主要参数 94

6.2　霍尔传感器的测量转换电路 95

6.2.1　霍尔传感器的基本电路 95

6.2.2　霍尔传感器的集成电路 96

6.2.3　基本误差及补偿 98

6.3　霍尔传感器的应用 100

6.3.1　霍尔位移传感器 100

6.3.2　霍尔压力传感器 100

6.3.3　霍尔加速度传感器 101

6.3.4　霍尔转速传感器 101

6.3.5　霍尔计数器 102

6.4　技能实训 102

本章小结 103

习题6 104

第7章　热电偶传感器 105

7.1　热电偶传感器的工作原理 105

7.1.1　热电效应 105

7.1.2　热电偶的基本定律 106

7.2　热电偶的材料、结构及种类 108

7.2.1　热电偶的材料 108

7.2.2　热电偶的结构及种类 108

7.3　热电偶的冷端补偿 110

7.3.1　补偿导线法 110

7.3.2　冷端恒温法 111

7.3.3　计算修正法 111

7.3.4　电桥补偿法 112

7.4　技能实训 113

本章小结 114

习题7 114

第8章　光电式传感器 116

8.1　光电效应与光电元件 116

8.1.1　光电效应 116

8.1.2　光电元件 117

8.2　光电元件的基本应用电路 122

8.2.1　光敏电阻的基本应用电路 122

8.2.2　光敏二极管的基本应用电路 122

8.2.3　光敏三极管的基本应用电路 123

8.3　光电式传感器的应用 124

8.3.1　被测物体发光的应用实例 125

8.3.2　被测物体透光的应用实例 127

8.3.3　被测物体反光的应用实例 127

8.3.4　被测物体遮光的应用实例 128

8.4　技能实训 129

本章小结 130

习题8 130

第9章　新型传感器 131

9.1　光纤传感器及其应用 131

9.1.1　光纤的基本概念 131

9.1.2　光纤传感器的结构原理 133

9.1.3　光纤传感器的分类 133

9.1.4　光纤传感器的应用 135

9.2　超声波传感器及其应用 138

9.2.1　超声波的物理性质 138

9.2.2　超声波传感器的应用 139

9.3　技能实训 142

本章小结 143

习题9 143

第10章　检测装置的信号处理 145

10.1　调制与解调 146

10.1.1　调制与解调的概念 146

10.1.2　幅值调制与幅值解调 147

10.1.3　频率调制与频率解调 150

10.2　信号的放大 152

10.2.1　比例放大器 152

10.2.2　电桥放大器 155

10.2.3　线性放大器 156

10.2.4　交流电压同相放大器 156

10.2.5　测量放大器 157

10.2.6　程控增益放大器 158

10.2.7　隔离放大器 159

10.3　信号在传输过程中的转换技术 159

10.3.1　A/D转换 160

10.3.2　D/A转换 167

10.4　信号的非线性校正 169

10.4.1　校正曲线的求取 170

10.4.2　模拟量的非线性校正 170

10.4.3　数字量的非线性校正 171

10.5　技能实训 172

本章小结 174

习题10 174

第11章 检测装置的干扰抑制技术 175

11.1　干扰的产生和来源 175

11.1.1　干扰和噪声的概念 175

11.1.2　干扰的来源 176

11.2　电磁干扰概述 180

11.2.1　电磁干扰的概念 180

11.2.2　电磁干扰的分类 180

11.2.3 电磁干扰的产生 181

11.3　差模干扰和共模干扰 184

11.3.1　差模干扰 184

11.3.2　共模干扰 185

11.4　抗干扰的措施 186

11.4.1　屏蔽 186

11.4.2　隔离 188

11.4.3　滤波 190

11.4.4　接地 191

11.4.5　长线传输干扰的抑制 195

11.4.6　其他常用的抗干扰措施 196

11.5　抗干扰措施的设计 197

11.5.1　供电系统的抗干扰设计 197

11.5.2　信号传输通道的抗干扰措施 198

11.5.3　局部产生误差的消除 198

11.5.4　接地问题的处理办法 198

11.5.5　软件滤波 199

11.6　技能实训 200

本章小结 201

习题11 201

参考文献 202