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第1章 检测技术的基础知识 1

1.1 检测技术的基本概念 1

1.1.1 检测技术 1

1.1.2 自动检测系统 1

1.1.3 传感器 2

1.2 测量方法 4

1.2.1 直接测量、间接测量与联立测量 4

1.2.2 比较式测量 4

1.3 测量误差 5

1.3.1 误差的基本概念及表达方式 5

1.3.2 误差的分类与来源 6

1.3.3 系统误差和随机误差的表达式 7

1.3.4 基本误差和附加误差 7

1.3.5 测量误差的估计和校正 8

1.3.6 测量误差的合成与分配 10

1.4 传感器的基本特性 12

1.4.1 传感器的静态特性 12

1.4.2 传感器的动态特性 17

思考题与习题 23

第2章 温度检测 25

2.1 温标及测温方法 25

2.1.1 温标 25

2.1.2 温度检测的主要方法及分类 26

2.2 膨胀式温度计 27

2.2.1 双金属温度计 27

2.2.2 压力式温度计 28

2.3 电阻式温度传感器 29

2.3.1 金属热电阻传感器 29

2.3.2 半导体热敏电阻传感器 32

2.4 热电偶温度计 35

2.4.1 热电偶测温原理 35

2.4.2 热电极材料及常用热电偶 39

2.4.3 热电偶的结构 41

2.4.4 热电偶冷端温度补偿 42

2.4.5 热电偶常用测温线路 45

2.5 其他温度传感器 46

2.5.1 辐射式温度传感器 46

2.5.2 光导纤维温度传感与测试 50

2.5.3 集成温度传感器 53

2.6 测温系统实例 57

2.6.1 高精度K型热电偶数字温度仪表 57

2.6.2 红外热辐射温度仪 60

思考题与习题 62

第3章 压力检测 63

3.1 压力的概念及单位 63

3.2 应变式压力计 65

3.2.1 电阻应变效应 65

3.2.2 电阻应变片 66

3.2.3 电阻应变片的粘贴及温度补偿 67

3.2.4 转换电路 69

3.2.5 应变式压力传感器 70

3.3 压电式压力传感器 74

3.3.1 压电效应 74

3.3.2 压电材料 76

3.3.3 测量电路 78

3.3.4 压电传感器及其特点 81

3.4 电容式压力传感器 82

3.4.1 电容式传感器的工作原理 82

3.4.2 差动电容传感器 84

3.4.3 测量电路 85

3.4.4 电容式压力传感器 88

3.5 霍尔式压力计 91

3.5.1 霍尔效应 91

3.5.2 霍尔式压力计工作原理 92

3.5.3 霍尔式压力计的误差及补偿 93

3.5.4 霍尔式压力计 95

3.6 电子秤 96

3.6.1 电子秤的原理 96

3.6.2 称重传感器原理 98

3.6.3 电子秤的应用 98

3.7 测压系统实例 99

3.7.1 应变式压力测量系统 99

3.7.2 电子扫描多点压力测量系统 100

思考题与习题 102

第4章 流量检测 103

4.1 流量的测量方法 103

4.1.1 节流差压法 103

4.1.2 容积法 104

4.1.3 速度法 104

4.1.4 流体阻力法 104

4.1.5 流体振动法 104

4.1.6 质量流量测量 104

4.2 差压式流量计 105

4.2.1 节流装置的工作原理 105

4.2.2 流量方程 106

4.2.3 流量系数的确定 106

4.2.4 标准节流装置 108

4.2.5 取压方式 109

4.2.6 差压计 110

4.2.7 标准节流装置的安装要求 112

4.2.8 差压式流量计的使用 113

4.3 容积式流量计 114

4.3.1 椭圆齿轮流量计 114

4.3.2 腰轮流量计 115

4.3.3 旋转活塞式流量计 115

4.3.4 刮板式流量计 116

4.4 速度式流量计 117

4.4.1 叶轮式流量计 117

4.4.2 涡轮式流量计 117

4.5 振动式流量计 118

4.5.1 旋涡流量计 118

4.5.2 旋进式旋涡流量计 120

4.6 电磁流量计 120

4.6.1 电磁流量计的工作原理 121

4.6.2 电磁流量计的结构 121

4.7 质量流量的测量 122

4.7.1 推导式质量流量测量 122

4.7.2 直接式质量流量测量 123

思考题与习题 124

第5章 物位及厚度检测 125

5.1 浮力式物位检测 125

5.1.1 恒浮力式物位测量 125

5.1.2 变浮力式物位测量 126

5.2 静压式物位检测 127

5.2.1 静压式物位检测原理 127

5.2.2 压力式液位计 128

5.2.3 压差式液位计 129

5.2.4 量程迁移 129

5.3 电容式物位计 131

5.3.1 电容式物位计工作原理 131

5.3.2 电容式物位传感器 132

5.3.3 电容式物位传感器应用举例 133

5.4 超声式物位、厚度传感与测试 134

5.4.1 超声波检测原理 134

5.4.2 超声波传感器 136

5.4.3 超声波传感器测物位 137

5.4.4 超声波传感器测厚度 139

5.5 核辐射物位、厚度传感与测试 141

5.5.1 放射源和探测器 141

5.5.2 测量电路 144

5.5.3 核辐射厚度计 145

5.5.4 核辐射液位计 146

5.6 电涡流厚度传感与测试 146

5.6.1 涡流效应 146

5.6.2 高频反射式涡流传感器 147

5.6.3 低频透射式涡流传感器 150

思考题与习题 151

第6章 位移及速度检测 152

6.1 自感式位移传感与测试 152

6.1.1 自感式传感器的工作原理及分类 152

6.1.2 输出特性 154

6.1.3 差动自感传感器原理 154

6.1.4 自感式位移计 156

6.2 差动变压器 157

6.2.1 差动变压器工作原理及特性 157

6.2.2 差动变压器 158

6.3 电位器传感器 160

6.3.1 电位器传感器基本工作原理 160

6.3.2 电位器传感器输出特性 161

6.3.3 电位器传感器结构 161

6.3.4 电位计式位移传感器 162

6.4 感应同步器 163

6.4.1 感应同步器的结构 163

6.4.2 感应同步器的工作原理 165

6.4.3 电气参数 167

6.4.4 数字位置测量系统 167

6.5 光栅位移测试 168

6.5.1 光栅的基本结构 168

6.5.2 光栅传感器的工作原理 169

6.6 码盘式传感器 173

6.6.1 光电码盘式传感器的工作原理 173

6.6.2 码盘 173

6.6.3 光电码盘应用 177

6.7 电涡流位移计 177

6.8 电容式位移传感器 178

6.8.1 单电极的电容式位移传感器及其应用 178

6.8.2 变面积差动式电容位移传感器及其应用 179

6.9 磁电感应式速度传感与测试 180

6.9.1 磁电感应式传感器工作原理及测量电路 181

6.9.2 磁电感应式传感器的灵敏度K 182

6.9.3 磁电式速度传感器 184

6.10 转速的传感与测试 185

6.10.1 光电式转速计 185

6.10.2 测速发电机 187

6.10.3 电磁脉冲式转速计 188

思考题与习题 188

第7章 其他参数检测 190

7.1 光学量测量 190

7.1.1 外光电效应及器件 190

7.1.2 内光电效应及器件 192

7.1.3 阻挡层光电效应及器件 194

7.1.4 电荷耦合器件（CCD） 197

7.1.5 光电耦合器 199

7.2 磁学量测量 200

7.2.1 半导体磁阻器件 200

7.2.2 磁敏二极管及磁敏三极管 201

7.2.3 电磁感应法测磁场 202

7.2.4 磁通门磁强计测量磁场 206

7.2.5 霍尔效应测量磁场 208

7.2.6 核磁共振法测量磁场 208

7.3 成分参数测量 209

7.3.1 气体成分的检测 209

7.3.2 气敏传感器 213

7.3.3 湿度和含水量的检测 216

7.3.4 液体浓度的检测 218

思考题与习题 218

第8章 抗干扰技术 219

8.1 干扰的类型及产生 219

8.1.1 干扰的类型 219

8.1.2 干扰的产生 220

8.1.3 信噪比和干扰叠加 221

8.2 干扰信号的耦合方式 222

8.2.1 静电电容耦合 222

8.2.2 电磁耦合 222

8.2.3 共阻抗耦合 223

8.2.4 漏电流耦合 223

8.2.5 电子测量装置的两种干扰 224

8.2.6 共模干扰抑制比 225

8.3 常用的抑制干扰措施 225

8.3.1 屏蔽技术 226

8.3.2 接地技术 227

8.3.3 浮置 229

8.4 其他抑制干扰措施 229

8.4.1 隔离 229

8.4.2 滤波 230

8.4.3 平衡电路 231

8.4.4 脉冲电路的噪声抑制技术 231

思考题与习题 233

参考文献 234