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第一篇 察觉器利用上的要点 3

1 察觉器技术及其展望 3

1.1 察觉器技术的定义 3

1.2 察觉器技术的起源 4

1.3 察觉器种类及在各产业的应用 8

1.4 察觉器技术的展望 17

2 使用察觉器时的杂讯对策 19

2.1 杂讯 19

2.2 察觉器电路中的杂讯 20

2.3 杂讯对策 22

2.3.1 遮蔽 23

2.3.2 遮蔽线及接地 25

2.3.3 杂讯滤波器 26

3 利用商品化察觉器设计检出电路的要点 29

3.1 应变的检出 29

3.2 位移的检出 31

3.2.1 电位计 31

3.2.2 差分变压器 32

3.3 位准检出 33

3.3.1 位准检出方法的种类 33

3.3.2 超音波式位准检出电路 34

3.3.3 电容式位准检出电路 35

3.3.4 辐射线式位准检出电路 35

3.4 温度检出 36

3.4.1 利用电阻变化型温度察觉器测量温度 36

3.4.2 利用热电偶测量温度 38

3.4.3 使用上的注意点 38

3.5 流量检出 39

3.5.1 超音波流量检出法 39

3.5.2 超音波流量检出法的长处 41

3.6 压力检出 41

3.6.1 压力察觉器的种类 42

3.6.2 工业用压力传送器的形式 42

3.6.3 使用工业用压力传送器的检出电路例 42

4 光察觉器的设计及其要点 45

4.1 发光察觉器的种类 45

4.2 光察觉器的特性及应用上的注意要点 46

4.2.1 受发光元件的选定 46

4.2.2 输出电流、暗电流 47

4.2.3 响应特性 49

4.2.4 检出物体的透过率、反射率 49

4.2.5 检出精度 50

4.2.6 寿命 51

4.3 检出电路的设计顺序 52

4.3.1 设定条件 53

4.3.2 各常数的计算 53

4.4 应用例及检出电路 55

4.4.1 控制机器 55

4.4.2 防盗机器 58

4.4.3 电脑终端机 59

4.4.4 事务机器 59

4.4.5 民生机器 60

5 瓦斯察觉器利用上的要点 61

5.1 瓦斯察觉器的使用目的 61

5.2 瓦斯察觉器使用时的基础知识 61

5.2.1 瓦斯检知警报器 61

5.2.2 瓦斯和检出器的接触方法 61

5.2.3 检知部设置场所的环境条件 66

5.2.4 防爆构造 66

5.2.5 检出反应时间 66

5.3 瓦斯察觉器的三方式 66

5.3.1 接触燃烧式瓦斯察觉器 67

5.3.2 半导体式瓦斯察觉器 68

5.3.3 热阻体瓦斯察觉器 73

第二篇 检出元件的原理及特性 79

1 光电开关 79

1.1 种类 79

1.1.1 依检出形态分类 79

1.1.2 依光源种类分类 80

1.1.3 依光源调变分类 81

1.1.4 依受光都的放大及信号处理方式分类 81

1.1.5 依构造分类 81

1.2 动作原理 83

1.2.1 投光部 83

1.2.2 受光部 84

1.2.3 同步检波及积分电路 85

1.2.4 整型电路及输出电路 85

1.3 外观及构造 85

1.4 特徵 87

1.4.1 优点 87

1.4.2 缺点 87

1.5 构成 87

1.6 应用方法 88

1.6.1 输入电源电压变动 88

1.6.2 配线 88

1.6.3 响应时间 88

1.6.4 感度 88

1.6.5 无接点输出的保护 88

1.6.6 耐振动、冲击 89

1.6.7 外乱光 89

1.6.8 温度特性 89

1.6.9 对准光轴 89

1.6.10 检出的S/N比问题 89

1.7 今後的课题 90

1.7.1 时代要求走向小型化 90

1.7.2 容易使用 90

1.7.3 放大器分离型的将来 90

1.7.4 超高级标帜识别器的将来 90

1.7.5 高速化的问题 90

2 近接开关 91

2.1 高频率型近接开关 92

2.2 电容型近接开关 94

2.3 磁力型近接开关 96

2.3.1 分离型 98

2.3.2 一体型 98

3 微动开关 101

3.1 何谓微动开关 101

3.2 构造 101

3.3 动作原理 102

3.4 规格分类 103

3.5 种类 104

3.6 长处、短处 106

3.6.1 长处 106

3.6.2 短处 107

3.7 选定规格时基本想法 107

3.8 微动开关的使用方法 107

3.8.1 凸轮、碰块等的设计 107

3.8.1 微动开关的安装 108

3.8.3 电路设计的要点 108

4 位准开关 109

4.1 种类 109

4.1.1 电容式位准开关 109

4.1.2 电极式位准开关 109

4.1.3 超音波式位准开关 111

4.2 动作原理 112

4.2.1 电容式 112

4.2.2 电极式 113

4.2.3 超音波式 113

4.3 外观、构造、构成 114

4.3.1 电容式 114

4.3.2 电极式 115

4.3.3 超音波式 115

4.4 检出对象 117

4.4.1 电容式 117

4.4.2 电极式 117

4.4.3 超音波式 117

4.5 应用方法 117

4.5.1 电容式 117

4.5.2 电极式 119

4.5.3 超音波式 119

4.6 开发方向 120

5 电波开关 121

5.1 何谓电波开关 121

5.2 动作原理 121

5.2.1 微波的性质 121

5.2.2 微波的发生 122

5.2.3 障壁型的动作 122

5.2.4 多卜勒雷达型 123

5.3 外观、构造 124

5.3.1 障壁型 124

5.3.2 多卜勒雷达型 125

5.4 特徵 125

5.4.1 长处 125

5.4.2 短处 125

5.5 用途例 126

5.5.1 障壁型 126

5.5.2 多卜勒雷达型 126

5.6 开发方向 126

6 振簧开关 127

6.1 构造 127

6.2 动作原理 128

6.3 种类 129

6.4 驱动方法及特徵 131

6.5 今後的课题 132

7 应变计 133

7.1 金属应变计 134

7.2 半导体应变计 134

7.3 应变计的应用 136

7.3.1 差压发信器 136

7.3.2 卡尔曼涡流计 139

7.3.3 汽车工业 139

7.3.4 医学界 139

7.4 今後的方向 139

8 差分变压器 141

8.1 原理 141

8.2 构造 142

8.2.1 缠线管 142

8.2.2 铁心 142

8.2.3 线圈 143

8.3 用途及特徵 143

8.3.1 用途 143

8.3.2 特长 143

8.3.3 短处 144

8.4 应用例 145

8.4.1 差分整流电路 145

8.4.2 直流差分变压器 145

8.4.3 微小变位测定电路 145

8.4.4 动的变位测定 146

8.4.5 力平衡电路 146

8.4.6 其他的应用例 147

8.5 差分变压器的装配及线圈的驱动 147

8.5.1 磁性体、金属体的影响 147

8.5.2 铁心的运动 148

8.6 差分变压器的选择方法 148

9 负荷囊 151

9.1 负荷囊的原理 151

9.2 种类及构造 153

9.3 性能及补偿电路 153

9.4 测量电路 155

9.4.1 电流补偿型遥测式的电压电路 155

9.4.2 耐压防爆、本质安全防爆 155

9.5 使用上的注意要点 156

9.5.1 负荷囊的输出电压及有效范围 156

9.5.2 负荷囊的固有频率及疲劳问题 156

9.5.3 使用负荷囊的个数及精度 158

9.5.4 偏负荷重及精度 158

9.5.5 周围温度和膨胀用安全金属 159

9.5.6 安全上的考虑 160

9.5.7 弹簧系数的影响 162

10 电位计 163

10.1 种类 164

10.1.1 依用途而分的种类 164

10.1.2 依输出特性而分的种类 164

10.1.3 依使用环境而分的种类 164

10.2 动作原理 165

10.3 外观、构造 166

10.3.1 一回转电位计 166

10.3.2 多回转电位计 167

10.3.3 直线滑动电位计 167

10.3.4 其他电位计 167

10.4 特徵 168

10.4.1 绕线型的特长 168

10.4.2 金属碳化物型的特长 168

10.4.3 导电塑胶型的特长 168

10.4.4 拼合型的特长 169

10.5 检出对象 169

10.6 应用方法 169

10.6.1 工业用机器人的定位控制 169

10.6.2 重量的自动测定 170

10.7 开发的方向 170

11 热阻体 171

11.1 利用热阻体当温度察觉器 172

11.2 热阻体的动作原理 173

11.2.1 热阻体的半导体理论 173

11.2.2 热阻体的物理性质 174

11.2.3 各种用途的动作原理 175

11.3 外观、构造 175

11.4 热阻体温度察觉器的特徵 177

11.4.1 热阻体温度察觉器的长处和短处 177

11.4.2 电路观点的长处 177

11.4.3 利用观点的短处 178

11.5 热阻体温度察觉器的检出对象 178

11.5.1 最适用途 178

11.5.2 使用范围 178

11.6 应用方法 179

11.6.1 代表性使用方法 179

11.6.2 热阻体使用上的注意点 180

11.6.3 热阻体二次加工上的要点 180

11.7 开发的方向 181

11.7.1 高精度化 181

11.7.2 互换化 181

11.7.3 低价格化 181

11.7.4 使用温度范围扩大 181

11.7.5 单一热阻体广范围化 181

12 同步器 183

12.1 何谓同步器 183

12.2 同步器的种类及记号 183

12.3 动作原理 183

12.3.1 转矩同步系统 183

12.3.2 控制同步器 183

12.4 外观及构造 185

12.5 特徵 186

12.6 性能 186

12.6.1 精度 186

12.6.2 转矩因素 186

12.6.3 安定度 186

12.6.4 残留电压 186

12.6.5 电源及其变动 186

12.6.6 其他 187

12.7 检出对象 187

12.7.1 钢板延压关系 187

12.7.2 船舶关系 187

12.7.3 航空关系 187

12.7.4 其他 187

12.8 应用的方法 187

12.9 使用上的注意及维护 188

12.10 开发的方向 188

13 分解器 191

13.1 动作原理 191

13.2 外观及构造 192

13.3 特徵 193

13.3.1 操作容易 193

13.3.2 耐杂讯力强 193

13.3.3 高精度 193

13.3.4 数位信号变换容易 193

13.4 性能 193

13.5 检出对象 193

13.6 应用方法 195

13.7 开发的方向 196

14 压力变换器 197

14.1 压力变换器的分类 197

14.2 半导体应变计及压阻效应 197

14.3 半导体应变计的检出原理 198

14.4 受压膜片 200

14.5 特长 201

14.5.1 固有频率 201

14.5.2 容积变化 201

14.6.3 大小及感度 202

14.6 今後的课题及将来性 206

15 磁感性半导体元件 207

15.1 霍尔元件 208

15.1.1 动作原理 208

15.1.2 特徵 209

15.1.3 检出对象及应用 210

15.1.4 应用的方法 210

15.1.5 特性表的读法 211

15.1.6 材料的制法及其利弊 213

15.2 磁电阻元件 213

15.2.1 动作原理 213

15.2.2 特徵 214

15.2.3 检出对象 214

15.2.4 应用的方法 214

15.2.5 特性表的读法 214

15.2.6 材料及制法 215

15.3 接合型感磁性元件 215

15.3.1 磁二极体 216

15.3.2 其他接合型元件 216

15.4 开发的方向 216

16 锗霍尔元件 219

16.1 霍尔元件简介 219

16.1.1 残留电压Vo 220

16.1.2 输出入电阻的温度系数 220

16.1.3 输出电压温度系数 220

16.2 工业用霍尔元件 221

16.3 单结晶霍尔元件的特性 222

16.4 霍尔元件的应用 222

16.5 残留电压Vo的补偿 222

16.6 控制电流IC 223

16.7 霍尔电流变换器 224

16.8 霍尔电力变换器 225

16.9 霍尔元件今後的方向 226

17 矽受光元件 229

17.1 基本构造及原理 230

17.1.1 构造 230

17.1.2 原理 230

17.2 特性 232

17.2.1 输出特性 232

17.2.2 波长特性 232

17.2.3 温度特性 233

17.2.4 响应特性 233

17.3 制品的形状 234

17.4 应用电路 234

17.4.1 电晶体 235

17.4.2 闸流体 235

17.4.3 IC 236

17.5 应用例 236

18 Cds光电池 237

18.1 Cds光电池的特徵 237

18.2 动作原理 239

18.3 Cds光电池的应用例 239

18.3.1 光电池灯 239

18.3.2 光电式变位检出元件 240

18.3.3 光桥（二元件、多元件） 241

18.4 当光检出元件使用 241

18.4.1 光信号的检出 241

18.4.2 光量的计测 243

18.4.3 自然光的检出 243

18.4.4 光位置的检出 244

18.5 当电路元件使用 244

18.5.1 应用於逻辑电路 244

18.5.2 半波整流DC开关（直流输出）／AC开关（交流输出） 245

18.5.3 自动增益调整 246

第三篇 察觉器及利用技术 249

1 光察觉器 249

1.1 使用光察觉器的注意点 249

1.1.1 光源 249

1.1.2 输出位准 249

1.1.3 S/N比（信号杂讯比） 249

1.1.4 线性 249

1.1.5 动作速度 250

1.1.6 可靠性 250

1.2 光察觉器的种类 250

1.3 光电动势效果 250

1.3.1 光二极体 250

1.3.2 光电晶体 251

1.3.3 光闸流体 251

1.3.4 其他、光二极体＋IC 251

1.4 光二极体 251

1.4.1 电流（I）-电压（V）特性 251

1.4.2 分光感度特性 254

1.4.3 光二极体的构造及特长 255

1.4.4 光二极体的应用 256

1.5 光电晶体 257

1.5.1 电-光学特性 258

1.5.2 光电晶体的应用 260

1.6 光闸流体 261

1.7 光察觉器＋IC 262

2 感像器 263

2.1 测定原理 263

2.2 检出器的特徵 264

2.2.1 长处 264

2.2.2 短处 265

2.3 利用技术 265

2.3.1 光轴方向移动造成的误差 266

2.3.2 震动或移动速度 267

2.3.3 透镜的变形 267

2.3.4 其他 267

2.4 应用例 267

2.4.1 宽度的测定 267

2.4.2 外径的测定 268

2.4.3 长度的测定 268

2.4.4 表面粗度、段差、厚度的测定 268

2.4.5 其他 270

2.5 线材制造工程的使用例 270

2.5.1 软体 271

2.5.2 校正 271

2.6 今後的课题 271

3 温度察觉器 273

3.1 接触式及非接触式 273

3.2 热电温度计 274

3.2.1 热电偶 274

3.2.2 补偿导线 277

3.2.3 计测器 278

3.3 电阻温度计 279

3.3.1 白金测温用电阻器 279

3.3.2 仪器 280

3.4 保护管 281

3.5 温度计测的JIS规格 284

4 红外线察觉器 285

4.1 红外线察觉器的种类 285

4.2 红外线察觉器的性能评价 286

4.2.1 感度 286

4.2.2 检出度 287

4.2.3 杂讯等效功率 287

4.2.4 比检出度 287

4.3 各种红外线察觉器 288

4.3.1 PbS电池 289

4.3.2 InSb察觉器 289

4.3.3 Hg Cd Te察觉器 289

4.4 检出电路 289

5 瓦斯察觉器 295

5.1 瓦斯的检出计测 295

5.2 瓦斯检出方法 296

5.3 现在所用主要的察觉器 298

5.4 瓦斯检出警报装置的构成及性能 301

5.4.1 基本构成 301

5.4.2 性能 301

5.5 装置的方法 302

5.6 最近新的瓦斯察觉器使用例 304

5.6.1 汽车 304

5.6.2 燃烧装置 307

5.6.3 酒精量检出 307

5.6.4 防止瓦斯泄漏装置 308

5.6.5 自动换气装置 308

5.6.6 烟警报器 309

6 磁性察觉器 311

6.1 磁电变换（利用电磁感应的方法） 311

6.1.1 利用非线性磁化特性测定磁场 311

6.1.2 利用磁头再生磁性记录 312

6.1.3 交流式磁性记忆读出法 313

6.1.4 非磁性膜的厚度测定 313

6.1.5 振动计 314

6.1.6 电磁流量计 314

6.2 法拉第效应 315

6.2.1 自旋再配列的利用 315

6.2.2 送电线的电流测定 315

6.3 卡效应 316

6.3.1 复写式磁性记忆读出法 316

6.3.2 可视电流计 316

6.4 磁伸缩 317

6.4.1 磁伸缩谐振器 317

6.4.2 △E效应的利用 318

6.4.3 威第曼效应利用 318

6.5 磁电阻效应 319

6.5.1 磁场检出器 319

6.5.2 应力测定 319

6.6 核磁共振（Nuclear magnetic resonance;NMR） 319

6.6.1 利用NMR的流量计 319

6.6.2 利用NMR的分析计 320

6.7 感温磁性 321

6.7.1 温度的检出 321

6.7.2 漏油的检出 321

6.7.3 磁相转移现象的利用 321

6.7.4 利用磁性流体的温度测定 321

6.8 其他 322

6.8.1 炭钢的抗张力测定 322

6.8.2 磁力式氧气计 322

6.8.3 瓦斯检出 322

6.8.4 利用压磁效应测定应力 322

7 湿度察觉器 323

7.1 构造 323

7.2 特性及特徵 324

7.2.1 湿度特性 324

7.2.2 响应特性 325

7.2.3 加热除污及长期变化 325

7.2.4 温度特性 326

7.3 使用方法及注意点 326

7.3.1 驱动方法 326

7.3.2 加热除污方法 327

7.3.3 温度补偿方法 328

7.4 检出电路 328

7.4.1 电阻-电压转换 328

7.4.2 特性的线性化 329

7.4.3 检出电路例 329

8 泄漏检出察觉器 333

8.1 泄漏检出方法的种类 333

8.2 压力检出法 333

8.2.1 内压式 333

8.2.2 外压式 334

8.2.3 差压检出式 335

8.3 真空度检出法 336

8.4 瓦斯检出法 337

8.4.1 半导体检出法 337

8.4.2 氟检出法 337

8.4.3 热传导率检出法 338

8.4.4 氦检漏器 339

8.5 超音波检出法 341

9 振动察觉器 343

9.1 分类 344

9.2 基本特性 344

9.3 动电型振动察觉器 346

9.3.1 动作原理及构造 346

9.3.2 特性 347

9.4 压电型振动察觉器 348

9.4.1 动作原理及构造 348

9.4.2 特性 349

9.4.3 电压放大器、电荷放大器 350

9.5 伺服加速度察觉器 350

9.5.1 动作原理及构造 350

9.5.2 特性 351

9.6 振动指示计 352

10 位准察觉器 355

10.1 液体用位准察觉器 355

10.1.1 气泡式液面计 355

1O.1.2 差压式液面计 356

10.1.3 膜片式液面计 357

10.1.4 位移式液面计 357

10.1.5 电容式位准计 358

10.1.6 电极式位准计 358

10.1.7 玻璃式液面计及磁铁式液面计 359

10.1.8 音波式位准计 360

10.1.9 辐射线式位准计 360

10.1.10 电阻短路型位准计 361

10.2 粉体用位准察觉器 362

10.2.1 回转翼式开关 362

10.2.2 倾斜开关 362

10.2.3 使用链条及电缆的位准计 363

10.2.4 振动式位准计 363

11 流速察觉器 365

11.1 超音波流速察觉器的特徵 365

11.2 超音波流速察觉器的测定原理 365

11.2.1 超音波传播速度变化法 366

11.2.2 超音波多卜勒法 372

11.2.3 超音波束偏位法 375

11.2.4 其他应用例 376

11.3 超音波流量计的应用及使用上注意事项 378

11.3.1 超音波流量计 378

11.3.2 使用上的注意事项 378

11.4 今後的展望 380

12 压力察觉器 381

12.1 弹性体方式 381

12.1.1 布尔登管 381

12.1.2 膜片 385

12.1.3 风箱 386

12.2 力平衡方式 386

12.2.1 将压力变位变换成电或空气信号 386

12.2.2 电子式压力发信器 387

12.3 电的方式 388

12.3.1 电位计方式 388

12.3.2 电容方式 388

12.3.3 扩散型半导体方式 390

13 回转角察觉器 393

13.1 回转角察觉器的原理 393

13.2 回转角察觉器的条件 394

13.3 种类 395

13.3.1 光电式回转角察觉器 395

13.3.2 半导体察觉器 395

13.4 回转角计测用的放大器 401

13.5 回转角计测的例 402

14 转速察觉器 405

14.1 变换成脉波信号 405

14.1.1 由回转轴检出 405

14.1.2 由回转轴以外检出 406

14.2 脉波信号的处理 406

14.2.1 平均转速的测定 406

14.2.2 瞬时转速的测定 407

附录：察觉器相关机器厂商名簿（日本） 411