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第1章 绪论 1

1.1检测技术及仪表的地位与作用 1

1.1.1检测仪表的地位与作用 1

1.1.2检测技术是仪器仪表的技术基础 2

1.2传感器概述 3

1.2.1传感器的基本概念 3

1.2.2传感器的分类和命名法 4

1.3检测仪表与系统概述 5

1.3.1检测仪表与系统的基本组成 5

1.3.2常规检测仪表与系统的基本类型 6

1.3.3新型仪器仪表的发展趋势 8

思考题与习题 9

第2章 检测系统的基本特性 10

2.1静态特性及性能指标 10

2.1.1静态特性 10

2.1.2静态性能指标 10

2.2动态特性及性能指标 12

2.2.1传递函数 13

2.2.2阶跃响应和时域动态性能指标 17

2.2.3正弦响应和频域动态性能指标 20

2.2.4无失真检测条件 22

2.3测量误差 23

2.3.1测量误差的概念及表达方式 23

2.3.2测量误差的分类 25

思考题与习题 27

第3章 阻抗型传感器 28

3.1电阻式传感器 28

3.1.1电位器式传感器 28

3.1.2应变式传感器和压阻式传感器 30

3.1.3热电阻和热敏电阻 35

3.1.4气敏电阻 39

3.1.5湿敏电阻 40

3.1.6接口电路 42

3.2电容式传感器 48

3.2.1基本原理与结构类型 48

3.2.2输入-输出特性 49

3.2.3等效电路分析 52

3.2.4接口电路 52

3.3电感式传感器 60

3.3.1自感式传感器 60

3.3.2互感式传感器（差动变压器） 66

3.3.3电涡流式传感器 71

思考题与习题 77

第4章 电压型传感器 80

4.1磁电式传感器 80

4.1.1基本原理和组成 80

4.1.2结构类型 80

4.1.3接口电路 82

4.2压电式传感器 82

4.2.1压电效应及其表达式 83

4.2.2压电材料 85

4.2.3压电元件 88

4.2.4接口电路 90

4.3热电偶传感器 93

4.3.1热电效应 93

4.3.2热电偶的材料、型号及结构 97

4.3.3冷端恒温式热电偶测温电路 98

4.3.4冷端补偿式热电偶测温电路 101

4.4光电式传感器 107

4.4.1光电效应 108

4.4.2光电管和光电倍增管 109

4.4.3光敏电阻 111

4.4.4光电池 114

4.4.5光电式传感器的基本组成和类型 118

4.5霍尔传感器 121

4.5.1霍尔效应 121

4.5.2霍尔传感器的组成与基本特性 123

4.5.3霍尔传感器的应用 125

4.5.4测量误差及其补偿办法 127

思考题与习题 130

第5章 半导体传感器 132

5.1半导体管传感器 132

5.1.1磁敏二极管和磁敏晶体管 132

5.1.2光敏二极管和光敏晶体管 137

5.1.3温敏二极管和温敏晶体管 139

5.2半导体集成传感器 142

5.2.1集成温度传感器 142

5.2.2集成霍尔传感器 144

5.2.3集成湿度、压力、加速度传感器 145

思考题与习题 146

第6章 数字式传感器 149

6.1编码器 149

6.1.1直接编码器 149

6.1.2增量编码器 153

6.2光栅 154

6.2.1光栅的结构和基本原理 155

6.2.2光栅辨向原理与细分技术 157

6.3感应同步器 160

6.3.1感应同步器的类型和结构 160

6.3.2感应同步器的工作原理 162

6.4频率式传感器 165

6.4.1振弦式传感器 165

6.4.2振筒式传感器 170

思考题与习题 173

第7章 新型传感器 174

7.1光纤传感器 174

7.1.1光导纤维的结构和传光原理 174

7.1.2光纤传感器的基本原理和类型 177

7.2 CCD图像传感器 179

7.2.1 CCD的工作原理 179

7.2.2 CCD图像传感器的结构 181

7.2.3 CCD数码照相机 182

7.3红外传感器 183

7.3.1红外线及其特性 183

7.3.2红外探测器的类型 184

7.3.3热释电红外探测器 185

7.4超声波与核辐射传感器 187

7.4.1超声波传感器 187

7.4.2核辐射传感器 189

7.5传感器的发展趋势 193

思考题与习题 194

第8章 几何量的电测法 195

8.1位移的电测法 195

8.1.1位移电测法的分类 195

8.1.2位移的间接电测法 195

8.2倾角的电测法 198

8.2.1摆锤式 198

8.2.2液体摆式 200

8.2.3气体摆式 201

8.3厚度的电测法 201

8.3.1电感式和电涡流式 202

8.3.2电容式 202

8.3.3核辐射式和超声波式 203

8.4物（液）位的电测法 205

8.4.1超声波法 205

8.4.2浮力法 207

8.4.3差压法 208

8.4.4电容法 209

思考题与习题 210

第9章 机械量的电测法 212

9.1转速的电测法 212

9.1.1模拟式电测法 212

9.1.2计数式电测法 214

9.2振动的电测法 218

9.2.1相对振动传感器与绝对振动敏感器 219

9.2.2绝对振动电测法 222

9.3力与荷重的电测法 229

9.3.1力敏感器 229

9.3.2力的间接电测法 231

9.3.3荷重传感器与电子秤 234

9.4力矩的电测法 236

9.4.1扭轴（扭矩敏感器） 236

9.4.2力矩的扭轴式电测法 236

思考题与习题 239

第10章 热工量的电测法 240

10.1压力与差压的电测法 240

10.1.1压力的概念、单位和测量方法 240

10.1.2压力敏感器 241

10.1.3压力的电测法 243

10.1.4差压的电测法 249

10.2温度的电测法 251

10.2.1温度的概念、单位和测量…方法 251

10.2.2接触式测温法 251

10.2.3温度和温度差的电测法 252

10.2.4非接触式测温法 258

10.3流量的电测法 261

10.3.1流量的概念 261

10.3.2流量-转速转换法 262

10.3.3流量-差压、力、位移转换法 264

10.3.4流量-频率转换法 266

10.3.5流量-温度转换法 267

10.3.6非接触式流量测量法 269

思考题与习题 271

第11章 成分与含量的电测法 273

11.1水分和湿度的电测法 273

11.1.1水分和湿度的定义及表示方法 273

11.1.2固体水分的电测法 273

11.1.3气体湿度的电测法 274

11.2密度和浓度的电测法 277

11.2.1密度的电测法 277

11.2.2浓度的电测法 279

11.3气体分析与检测 281

11.3.1气体分析 281

11.3.2实用气体检测器 284

思考题与习题 286

第12章 模拟式检测仪表的设计及实例 287

12.1“表头”的原理与刻度 287

12.1.1“表头”的原理 287

12.1.2“表头”的刻度 290

12.2调零、调满度与量程切换 291

12.2.1常见的调零电路 292

12.2.2常见的调满度电路 293

12.2.3常见的量程切换电路 295

12.3模拟非线性校正 296

12.3.1非线性校正的数学原理 296

12.3.2非线性校正的实现方法 297

12.3.3模拟非线性校正的实例 298

12.4环境及温度误差校正 300

12.4.1环境及温度因素对测量的影响 300

12.4.2环境及温度误差的硬件校正法 302

12.5模拟式仪表实例 304

12.5.1 DDZ-Ⅲ型仪表简介 304

12.5.2 MF107型万用表剖析 307

思考题与习题 313

第13章 数字式检测仪表的设计及实例 315

13.1数字“表头”电路 315

13.1.1数字显示器 315

13.1.2 A/D转换式仪表的“表头”电路 318

13.1.3脉冲计数式仪表的“表头”电路 319

13.1.4条图显示式仪表的“表头”电路 321

13.2数字式仪表的标度变换 324

13.2.1 A/D转换式仪表的标度变换 324

13.2.2脉冲计数式仪表的标度变换 325

13.3数字式仪表零位调整与量程切换 329

13.3.1数字式仪表的零位调整 329

13.3.2数字式仪表的量程切换 330

13.4数字式仪表的非线性校正 332

13.4.1数字非线性校正的原理 332

13.4.2数字非线性校正的实例 333

13.5数字式检测仪表设计实例 335

13.5.1数字式检测仪表的组成方案 335

13.5.2数字式转速测量仪的设计 336

13.5.3数字式扭矩测量仪的设计 337

13.6 DT890D型数字万用表剖析 340

13.6.1普通数字万用表的基本原理 340

13.6.2 DT890D数字万用表电路剖析 341

思考题与习题 346

第14章 微机化检测仪表的设计及实例 347

14.1主机和人-机接口 347

14.1.1基于单片机的主机电路 347

14.1.2显示器接口 348

14.1.3键盘原理与接口 349

14.2测量通道的总体设计 351

14.2.1测量通道的基本组成与类型 351

14.2.2传感器的选用 351

14.2.3信号调理电路的参数设计和选择 353

14.2.4采集电路组成模块和方案的选择 357

14.2.5测量通道与微机的接口 361

14.3量程自动切换与超限自动报警 363

14.3.1量程自动切换 363

14.3.2超限自动报警 363

14.4标度变换 365

14.4.1线性测量通道的标度变换 365

14.4.2非线性测量通道的标度变换 367

14.5非线性校正软件算法 367

14.5.1查表法 368

14.5.2插值法 368

14.5.3拟合法 370

14.6温度误差的软件校正法 371

14.7微机化仪表实例——智能万用表 373

14.7.1数字万用表集成芯片MAX134 373

14.7.2 MAX134配单片机构成智能万用表 375

思考题与习题 377

第15章 现代检测新技术 378

15.1虚拟仪器 378

15.1.1虚拟仪器的概念 378

15.1.2虚拟仪器的组成特点 379

15.2网络化仪器和网络化传感器 380

15.2.1网络化仪器 380

15.2.2网络化传感器 382

15.3微电子机械系统和微型传感器 384

15.3.1微电子机械系统 384

15.3.2微型传感器（MEMS传感器） 384

15.4软测量技术 385

15.4.1软测量技术的概念 385

15.4.2软测量技术的实现方法 385

15.4.3软测量技术应用举例 387

15.5多传感器数据融合 388

15.5.1多传感器数据融合的概念及优点 388

15.5.2基本原理及融合过程 388

思考题与习题 389

主要参考文献 390