自动检测技术及应用PDF电子书下载

绪论 1

第1章　检测技术的基本知识 5

1.1　测量的基本概念 5

1.1.1　测量 5

1.1.2　测量方法 5

1.2　测量误差及其分类 6

1.2.1　误差的表达方式 6

1.2.2　测量误差的分类 7

1.2.3　测量仪表的精确度与分辨率 8

1.3　测量结果的数据分析及其处理 10

1.3.1　测量结果的数据分析 10

1.3.2　测量结果的数据处理 11

1.3.3　测量系统静态误差的合成 13

1.4　传感器及其基本特性 14

1.4.1　传感器的定义及组成 14

1.4.2　传感器的分类 15

1.4.3　传感器的基本特性 15

1.4.4　传感器的技术指标 18

1.5　传感器中的弹性敏感元件 19

1.5.1　弹性敏感元件的基本特性 19

1.5.2　弹性敏感元件的形式及应用范围 20

复习思考题 24

第2章　电阻式传感器及其应用 25

2.1 电阻应变片式传感器 25

2.1.1 电阻应变片的结构和粘贴 25

2.1.2　电阻应变片的工作原理 27

2.1.3　测量转换电路 29

2.1.4　应用 32

2.2　电位器式传感器 36

2.2.1　工作原理及特点 36

2.2.2　结构及测量转换电路 36

2.2.3 电位器式电阻传感器应用举例 37

2.3　测温热电阻式传感器 38

2.3.1　热电阻的工作原理 38

2.3.2　热电阻材料及其结构 39

2.3.3　常用的热电阻 40

2.3.4　热电阻应用——热电阻式流量计 41

2.4　其他电阻式传感器 42

2.4.1　热敏电阻式传感器 42

2.4.2　湿敏电阻式传感器 44

2.4.3　气敏电阻式传感器 46

复习思考题 49

第3章　电感式传感器及其应用 50

3.1　自感式传感器 50

3.1.1　工作原理 51

3.1.2 自感式电感传感器的转换电路 53

3.1.3　应用 55

3.2　差动变压器式传感器 57

3.2.1　工作原理 57

3.2.2　主要性能 58

3.2.3　测量电路 59

3.2.4　应用 60

3.3　电涡流式传感器 62

3.3.1 电涡流式传感器的基本结构与工作原理 62

3.3.2　转换电路 64

3.3.3　应用 66

复习思考题 69

第4章　电容式传感器及其应用 70

4.1 电容式传感器的工作原理及其结构形式 70

4.1.1　变面积（A）式电容传感器 70

4.1.2　变极距（d）式电容传感器 71

4.1.3　变介电常数（ε）式电容传感器 72

4.1.4　差动电容传感器 74

4.2　电容式传感器的测量转换电路 75

4.2.1 电桥电路 75

4.2.2　调频电路 76

4.2.3　差动脉冲调宽电路 76

4.2.4　运算放大器式电路 78

4.2.5　二极管T形网络 78

4.2.6　使用转换电路的注意事项 79

4.3　电容式传感器的应用 79

4.3.1 电容传感器的优缺点及使用范围 79

4.3.2　应用实例 80

复习思考题 82

第5章　热电偶传感器及其应用 83

5.1　热电偶传感器的工作原理 83

5.1.1　工作原理 83

5.1.2　热电偶定律 85

5.2　热电偶的种类和结构 87

5.2.1　热电偶的结构 87

5.2.2　热电偶的种类 88

5.2.3 常用热电偶简介及镍铬—镍硅热电偶分度表 89

5.3　热电偶的冷端补偿和测温电路 90

5.3.1　热电偶的冷端补偿 90

5.3.2　热电偶的测温电路 91

5.4　热电偶的应用及其配套仪表 94

5.4.1　伺服式温度表 94

5.4.2　动圈仪表 95

5.4.3　数字式温度表 96

5.4.4　热电偶用于金属表面温度的测量 96

5.4.5　热电偶用于管道内温度的测量 96

复习思考题 97

第6章　光电传感器及其应用 98

6.1　光电效应及光电元器件 98

6.1.1　光电效应及分类 98

6.1.2　光电元器件、特性及基本测量电路 98

6.2　光电开关及光电断续器 106

6.2.1　光电开关 106

6.2.2　光电断续器 107

6.3　电荷耦合器件 107

6.3.1　感光原理 108

6.3.2　电荷传输原理 108

6.4　光电式传感器的应用 109

6.4.1　模拟式光电传感器 110

6.4.2　脉冲式光电传感器 113

6.5　热释电元件及红外人体检测 114

6.5.1　热释电效应及传感器结构 115

6.5.2　用于人体探测的热释电传感器 115

复习思考题 116

第7章　霍尔传感器及其应用 117

7.1 霍尔元件的结构及其工作原理 117

7.1.1　霍尔效应的工作原理 117

7.1.2　霍尔元件的结构 118

7.2　霍尔元件的特性参数及其误差 118

7.2.1　霍尔元件的主要特性参数 118

7.2.2　霍尔元件的误差 119

7.3　霍尔集成电路 120

7.3.1　霍尔元件的常用电路 120

7.3.2　常用霍尔集成电路 121

7.4　霍尔传感器的应用 123

7.4.1　霍尔压力传感器 124

7.4.2　霍尔电流传感器 124

7.4.3　霍尔传感器用于角度检测 125

7.4.4　霍尔开关按键 125

7.4.5　霍尔无刷电动机 126

7.4.6　用霍尔集成传感器进行无触点照明控制 126

复习思考题 127

第8章　数字式传感器及其应用 128

8.1　码盘式传感器 128

8.1.1　增量式编码器 128

8.1.2　绝对式编码器 130

8.2　光栅传感器 132

8.2.1　光栅的结构与类型 133

8.2.2　基本工作原理 134

8.2.3　辨向及细分 135

8.2.4　光栅传感器的应用 136

8.3　磁栅传感器 138

8.3.1　磁栅结构及工作原理 138

8.3.2　信号处理方式 139

8.3.3　磁栅传感器的应用 140

8.4　感应同步器 142

8.4.1　种类和结构 142

8.4.2　工作原理 144

8.4.3　感应同步器的信号处理方式 145

8.4.4　感应同步器数显表及其应用 146

复习思考题 149

第9章　其他类型传感器及其应用 150

9.1　压电式传感器 150

9.1.1　压电效应 150

9.1.2　压电材料 152

9.1.3　测量电路 153

9.1.4　应用 154

9.2　超声波传感器 156

9.2.1　超声波及其物理性质 156

9.2.2　超声波传感器的应用 158

9.3　光纤传感器 164

9.3.1　光纤的基本概念 165

9.3.2　光纤传感器的应用 166

复习思考题 168

第10章　汽车中常用传感器及其应用 169

10.1　转速传感器 169

10.1.1　电磁式转速传感器 169

10.1.2　脉冲信号式转速传感器 170

10.1.3　车速传感器 172

10.2　液位传感器 175

10.2.1 浮子笛簧开关式液位传感器 175

10.2.2　热敏电阻式液位传感器 176

10.2.3　可变电阻式液位传感器 176

10.2.4　电极式液位传感器 177

10.3　氧量传感器 178

10.3.1　氧量传感器在三元系统中的作用 178

10.3.2　二氧化锆型氧量传感器 179

10.3.3　带加热的二氧化锆氧量传感器 180

10.4　卡曼涡旋式空气流量传感器 182

10.5　安全气囊系统及碰撞传感器 185

10.5.1 碰撞传感器的功用与类型 186

10.5.2　滚球式碰撞传感器 186

10.5.3　滚轴式碰撞传感器 187

10.5.4　偏心锤式碰撞传感器 187

10.5.5　水银开关式碰撞传感器 188

10.5.6　电子式碰撞传感器 189

复习思考题 189

第11章　信号的处理、变换及抗干扰技术 190

11.1　信号的处理与变换 190

11.1.1　电桥电路 190

11.1.2　模拟开关 191

11.1.3　放大器 193

11.1.4　信号转换电路 194

11.1.5　线性化 196

11.2　抗干扰技术 198

11.2.1 电子测量装置的两种干扰 198

11.2.2　屏蔽技术 199

11.2.3　接地技术 201

11.2.4　滤波技术 204

11.2.5　光电耦合技术 206

复习思考题 207

第12章 自动检测技术的综合应用 208

12.1　传感器的选用原则 208

12.1.1　传感器的选择要求 208

12.1.2　选用传感器的原则 208

12.2 自动检测系统的智能化 210

12.2.1　智能化的基本概念 210

12.2.2　单片微机的选择 210

12.2.3　智能化传感器 210

12.3　综合应用举例 211

12.3.1 传感器在汽轮机叶根槽数控铣床中的应用 211

12.3.2　传感器在陶瓷隧道窑温度、压力检测控制系统中的应用 214

12.3.3　传感器在模糊控制洗衣机中的应用 216

复习思考题 217

附录 218

附录A　测量的基准、标准和单位制简介 218

附录B　几种常用传感器的性能比较 219

附录C　工业热电阻分度表 220

附录D　镍铬—镍硅热电偶分度表（自由端温度为0℃） 221

参考文献 223