传感与检测技术PDF电子书下载

1.1　传感与检测的概念 1

1.1.1　检测技术 1

1.1.2　自动检测系统 1

第1章　传感与检测技术基础 1

1.2　传感与检测技术概述 2

1.2.1　传感器定义 2

1.2.2　传感器构成 2

1.2.3　传感器分类 3

1.2.4　传感与检测技术的基本概况 4

1.3　传感器的基本特性 5

1.3.1　静态特性 6

1.3.2　动态特性 9

1.4.2　偏差式测量、零位式测量和微差式测量 16

1.4　测量方法 16

1.4.1　直接测量、间接测量与联立测量 16

1.5　测量误差 17

1.5.1　测量技术的基本概念 17

1.5.2　测量误差的概念 18

1.5.3　一般测量误差的表示方法 19

1.5.4　测量误差的估计与校正 20

1.6　传感器标定 22

1.6.1　传感器标定的基本概念 22

1.6.2　常用传感器标定设备 26

1.6.3　传感器标定实例 30

习题 32

2.1　电位器式传感器 34

2.1.1　线性电位器 34

第2章　电阻式传感器 34

2.1.2　非线性电位器 37

2.1.3　负载特性与负载误差 38

2.2　应变式传感器 39

2.2.1　工作原理 40

2.2.2　电阻应变片的基本特性 41

2.2.3　电阻应变片的转换电路 44

2.3　压阻式传感器 48

2.3.1　半导体应变式传感器 48

2.3.2　扩散型压阻式传感器 50

2.4　电阻式传感器的应用 53

2.4.1　电位器式传感器的应用 53

2.4.2　应变式电阻传感器的应用 53

习题 54

3.1.1　闭磁路自感式传感器 56

第3章　电感式传感器 56

3.1　自感式传感器 56

3.1.2　开磁路自感式传感器 59

3.1.3　转换电路 61

3.1.4　零点残余电压 64

3.1.5　自感式传感器的应用 65

3.2　互感式传感器 65

3.2.1　螺线管式互感传感器 66

3.2.2　互感式传感器的应用 67

3.3　电涡流式传感器 68

3.3.1　工作原理 68

3.3.2　简化模型及等效电路 69

3.3.3　转换电路 71

3.4.2　工作方式 72

3.4　压磁式传感器 72

3.4.1　工作原理 72

3.5　感应同步器 75

3.5.1　工作原理 75

3.5.2　输出信号的测量 77

习题 80

第4章　电容式传感器 82

4.1　电容式传感器 82

4.1.1　平行板电容式传感器工作原理 82

4.1.2　圆柱形电容式传感器工作原理 86

4.1.3　电容式传感器的特性 87

4.1.4　转换电路 89

4.2　容栅式传感器 92

4.2.1　容栅式传感器的工作原理 92

4.2.3　容栅式传感器的信号处理方式 93

4.2.2　容栅式传感器的特点 93

4.3　电容式传感器的应用 96

4.3.1　电容式传感器的设计及应用要点 96

4.3.2　电容式传感器的应用举例 98

习题 101

第5章　电动势传感器 103

5.1　磁电感应式传感器 103

5.1.1　工作原理 103

5.1.2　磁电感应式传感器类型 104

5.1.3　特性分析 106

5.1.4　磁电感应式传感器应用 108

5.2　霍尔传感器 111

5.2.1　霍尔效应原理 111

5.2.2　霍尔元件结构及其特性分析 112

5.2.3　霍尔元件的驱动电路 114

5.2.4　霍尔元件的误差分析及补偿 114

5.2.5　霍尔传感器的应用 117

5.3　压电式传感器 120

5.3.1　压电效应 120

5.3.2　工作原理 121

5.3.3　测量电路 123

5.3.4　压电式传感器的应用 125

习题 128

第6章　光电式传感器 130

6.1　光电检测器件 130

6.1.1　热释电探测器 130

6.1.2　光电效应 132

6.1.3　光电管 133

6.1.4　光电倍增管 134

6.1.5　光敏电阻 134

6.1.6　光敏二极管和光敏三极管 137

6.1.7　光电池 140

6.1.8　CCD器件 142

6.2　光电式编码器 147

6.2.1　光电式编码器原理 147

6.2.2　提高光电式编码器分辨率的方法 150

6.2.3　光电式编码器的应用 151

6.3　光纤传感器 153

6.3.1　光纤传感器基础 153

6.3.2　光纤传感器的分类 155

6.3.3　光纤传感器的应用 156

6.4　光栅式传感器 159

6.4.1　光栅传感器的结构 160

6.4.2　光栅传感器原理 161

6.5　激光传感器 164

6.5.1　激光特性 164

6.5.2　激光器原理与特性 165

6.5.3　激光传感器的应用 166

习题 167

第7章　热电式传感器 169

7.1　热电偶传感器 169

7.1.1　热电偶传感器原理 169

7.1.2　热电偶种类及结构 172

7.1.3　热电偶的误差分析 176

7.1.4　热电偶温度补偿 177

7.1.5　热电偶应用 179

7.2　热电阻式传感器 181

7.2.1　热电阻 181

7.2.2　热敏电阻 182

7.2.3　热电阻式传感器的应用 184

习题 185

第8章　半导体传感器 187

8.1　气敏传感器 187

8.1.1 半导体气敏传感器 187

8.1.2 半导体气敏传感器的工作机理 187

8.1.3 半导体气敏传感器的主要参数 188

8.1.4 半导体气敏传感器的结构 189

8.2　湿敏传感器 191

8.2.1　湿度的表示方法 191

8.2.2　湿敏传感器的特性参数 192

8.2.3 半导体陶瓷湿敏电阻 193

8.3　磁敏传感器 196

8.3.1　磁阻传感器 196

8.3.2　磁敏二极管 197

8.3.3　磁敏三极管 199

8.4　色敏传感器 199

8.4.1 半导体色敏传感器基本原理 200

8.4.2 半导体色敏传感器的基本特性 202

8.5　半导体传感器的应用 202

8.5.1　气敏传感器的应用 202

8.5.2　湿度传感器的应用 203

8.5.3　色敏传感器的应用 204

习题 206

9.1.1　微波的性质与特点 207

9.1.2　微波振荡器与微波天线 207

第9章　其他传感器 207

9.1　微波传感器 207

9.1.3　微波传感器及其分类 208

9.1.4　微波传感器的应用 208

9.2　红外传感器 210

9.2.1　红外辐射的基本知识 210

9.2.2　红外辐射的基本定律 212

9.2.3　红外传感器 213

9.2.4　红外辐射检测技术的应用 214

9.3　视觉传感器 216

9.3.1　视觉传感器 216

9.4.1　超声波的基本特性 218

9.4　超声波传感器 218

9.3.2　机器人视觉 218

9.4.2　超声波对传播介质的作用 220

9.4.3　超声波传感器的结构及工作原理 220

9.4.4　超声波传感器的应用 221

9.5　生物传感器 223

9.5.1　生物传感器类型及特点 223

9.5.2　酶传感器及其应用 225

9.5.3　微生物传感器 226

9.5.4　免疫传感器 228

习题 228

第10章　常用的检测电路 230

10.1　信号放大电路 230

10.1.1　测量放大器 230

10.1.2　程控增益放大器 233

10.1.3　隔离放大器 235

10.2　信号处理电路 237

10.2.1　滤波电路 237

10.2.2　采样保持电路 241

10.3　信号转换电路 243

10.3.1　模／数与数／模转换器 243

10.3.2　电压／频率与频率／电压转换器 246

10.3.3　电压／电流转换 249

10.4　抗干扰技术 250

10.4.1　干扰的类型及信号耦合方式 250

10.4.2　常用的抑制干扰的措施 252

习题 253

11.1.1　智能传感器的概念 256

11.1　智能传感器 256

第11章　传感检测新技术 256

11.1.2　智能传感器的功能和特点 257

11.1.3　传感器智能化的技术途径 258

11.1.4　智能传感器的应用 259

11.1.5　智能传感器的发展前景 260

11.2　传感器数据融合技术 261

11.2.1　数据融合的基本内容 261

11.2.2　数据融合的体系结构 262

11.2.3　数据融合的方法 263

11.2.4　多传感器数据融合技术的应用举例 267

11.3　软测量技术 269

11.3.1　辅助变量的选择 270

11.3.2　测量数据的处理 270

11.3.3　软测量模型的建立 271

11.3.4　软测量模型的自校正及维护 273

11.3.5　模型实时演算的工程化实施技术 274

11.3.6　软测量的工业应用 274

11.4　虚拟仪器 275

11.4.1　系统构成 275

11.4.2　软件结构 278

11.4.3　硬件结构 279

11.4.4　软件开发平台 280

11.5　网络化检测仪器 281

11.5.1　网络测控及其特点 282

11.5.2　网络测控系统的类型 282

11.5.3　IEEE 1451通用网络化智能传感器接口标准 284

习题 287

主要参考文献 289