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上篇 传感器原理与检测技术实验的理论基础 1

第1章 传感器与检测技术的基本概念 1

1.1传感器的定义与组成 1

1.1.1传感器的作用 1

1.1.2传感器的定义与组成 1

1.1.3传感器的分类 2

1.1.4对传感器的一般要求 3

1.2传感器与检测技术的基本特性 3

1.2.1传感器的数学模型 3

1.2.2传感器的静态特性 4

1.2.3传感器的动态特性 6

1.3传感器的标定 9

1.3.1传感器的静态特性标定 9

1.3.2传感器的动态特性标定 9

1.4传感器的选用原则 9

第2章 各类常用传感器的基本原理 12

2.1电阻式传感器 12

2.1.1电位器式传感器 12

2.1.2电阻应变式传感器 13

2.1.3固态压阻式传感器 19

2.2电感式传感器 20

2.2.1自感式电感传感器 20

2.2.2差动变压器式电感传感器 25

2.2.3电涡流式传感器 29

2.3电容式传感器 30

2.3.1电容式传感器的工作原理 31

2.3.2电容式传感器的输出特性分析 31

2.3.3电容式传感器的测量电路 34

2.4磁电式传感器 36

2.4.1磁电感应式传感器 36

2.4.2霍尔传感器 38

2.5压电式传感器 40

2.5.1压电效应 40

2.5.2压电常数和表面电荷的计算 43

2.5.3压电元件的常用结构形式 47

2.5.4压电传感器的测量电路 47

2.6光电式传感器 50

2.6.1光电效应 51

2.6.2光电器件 53

2.6.3光纤传感器 57

2.6.4光栅传感器 59

2.6.5光固态图像传感器 62

2.7热电式传感器 65

2.7.1热电偶温度传感器 65

2.7.2电阻温度传感器 70

2.7.3半导体温度传感器 72

第3章测量误差与数据处理方法 75

3.1测量的基本概念 75

3.2误差理论与数据处理 75

3.2.1误差的基本理论 75

3.2.2数据处理方法 77

3.3常用数据处理软件的应用 83

中篇 传感器原理与检测技术实验中的典型仪器 85

第4章 实验的基本规则 85

4.1实验须知 85

4.2实验报告的整理、书写 86

第5章 常用电测仪表的使用方法 87

5.1万用表 87

5.1.1万用表的基本结构 87

5.1.2万用表的使用 87

5.1.3万用表使用时的注意事项 89

5.2示波器 89

5.2.1示波器的工作原理 89

5.2.2示波器使用 91

5.3信号发生器 94

5.3.1信号发生器的分类与用途 94

5.3.2信号发生器的使用与测量单位 95

5.4基于LabVIEW的虚拟测试仪器 95

5.4.1虚拟仪器的特点 95

5.4.2虚拟仪器的构成及其分类 96

5.4.3 LabVIEW虚拟仪器开发平台 97

第6章 国内典型传感器与检测技术实验装置 102

6.1 CSY系列传感器与检测技术实验台 102

6.2 THZK测控技术综合实验平台 105

6.3 CSY型光电传感系统实验台 107

下篇 传感器原理与检测技术实验 109

第7章 信号调理电路实验 109

7.1差动放大器实验 109

7.2信号放大电路实验 112

7.3信号运算电路实验 117

7.4调制及解调实验 120

7.5开关电容滤波器实验 123

7.6精密全波整流及检波实验 124

7.7有源滤波器设计实验 126

第8章 常用传感器原理及应用实验 129

8.1应变式传感器单臂、半桥、全桥性能实验 129

8.2压阻式压力传感器的压力测量实验 132

8.3扭矩传感器性能实验 134

8.4激励频率对差动变压器特性的影响实验 135

8.5差动变压器输出特性分析及零点残余电压补偿实验 137

8.6被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 138

8.7电容式传感器的静态特性实验 140

8.8直流、交流激励时霍尔式传感器的位移实验 142

8.9压电式传感器测量振动实验 145

8.10集成温度传感器测量温度性能实验 146

8.11铂电阻传感器测量温度性能实验 147

8.12热电偶温度测量及冷端补偿实验 149

8.13气敏、湿敏传感器性能实验 151

8.14转速测量实验 153

8.15传感器静态特性标定实验 154

8.16传感器动特性标定实验 154

8.17数字式电子秤设计实验 155

第9章 光电传感器原理及应用实验 156

9.1光敏电阻特性测试实验 156

9.2光敏二极管特性测试实验 161

9.3光敏三极管特性测试实验 165

9.4光电开关实验 168

9.5光电池性能测试实验 169

9.6光纤传感器应用实验 172

9.7 PSD位置传感器测量位移实验 175

第10章 基于NI ELVIS平台的设计性、创新性实验 178

10.1 NI ELVIS平台简介 178

10.2设计性、创新性实验实例 179

10.2.1电子元件参数测试仪设计实验 180

10.2.2虚拟数字温度计设计实验 185

10.2.3双向十字路口交通灯自动控制系统设计 187

10.2.4常用滤波器的设计实验 192

10.2.5射频无线通讯器设计实验 196

10.2.6直流电机转速计设计实验 200

参考文献 205