传感与检测技术PDF电子书下载

第一章 概论 1

第一节 传感与检测技术基本概念 1

一、非电量电测系统的组成及特点 1

二、传感器概述 2

三、现代检测技术 4

第二节 传感器的基本性能 6

一、传感器的静态特性 6

二、传感器的动态特性 10

三、传感器的标定 16

第三节 测量误差分析基础 17

一、误差的定义及分类 17

二、系统误差的消除方法 19

三、随机误差的处理 21

四、粗差的判别与剔除 23

第二章 电阻应变传感器 27

第一节 电阻应变片 27

一、金属电阻应变片 28

二、半导体电阻应变片 31

第二节 电阻应变传感器测量电路 33

一、单臂桥 33

二、半桥 34

三、全桥 35

四、应变测量电桥性能的提高 35

第三节 电阻应变传感嚣的应用 39

一、应变式力传感器 40

二、应变式压力传感器 43

三、应变式加速度传感器 44

第三章 电感传感器 46

第一节 自感式传感器 46

一、气隙型自感传感器 46

二、差动自感传感器 48

三、差动自感传感嚣测量电路 50

第二节 差动变压器 54

一、工作原理 54

二、工作特性 56

三、测量电路 57

一、高频反射式电涡流传感器 59

第三节 电涡流传感器 59

二、低频透射式电涡流传感器 64

第四节 电感传感器的应用 65

一、电感测微仪 65

二、力平衡式差压计 65

三、位移计 66

四、振动计 66

第四章 电容传感器 68

第一节 电容传感器工作原理 68

一、变面积（S）型 69

二、变介质的介电常数（ε）型 70

三、变极板间距离（d）型 71

四、差动电容传感器 72

第二节 电容传感器测量电路 74

一、测量电桥 74

二、差动脉冲调宽电路 77

三、电容调频电路 79

四、运算放大器测量电路 80

一、误差分析 81

第三节 电容传感器的应用 81

二、灵敏度的提高 82

三、应用举例 83

第五章 热电传感器 87

第一节 热电偶 87

一、热电效应 87

二、热电偶工作特性 89

三、热电偶冷端温度误差及补偿 91

四、热电偶测温电路 94

五、热电偶的选择 95

第二节 电阻温度传感器 97

一、金属热电阻 98

二、半导体热敏电阻 100

第三节 集成温度传感器 103

一、温敏二极管及其应用 103

二、温敏晶体管及其应用 105

三、集成温度传感器 107

二、石英晶体的压电效应 110

一、压电效应 110

第一节 压电传感器工作原理 110

第六章 压电传感器 110

三、压电陶瓷压电效应 113

四、压电材料及其特性 115

第二节 压电传感器测量电路 116

一、压电元件及其等效电路 117

二、电压输出型测量电路 117

三、电荷输出型测量电路 119

一、压电式力传感器 121

第三节 压电传感器的应用 121

二、压电式压力传感器 122

三、压电式加速度传感器 122

第七章 磁电传感器 125

第一节 霍尔传感器 125

一、霍尔效应 125

二、霍尔元件的基本特性 126

三、测量电路 127

四、误差及其补偿 128

五、集成霍尔传感器 130

六、霍尔传感器的应用 132

第二节 磁敏电阻 133

一、磁阻效应 133

二、磁敏电阻的基本特性 134

三、磁敏电阻的应用 136

第三节 磁敏二极管和磁敏三极管 137

一、磁敏二极管 137

二、磁敏三极管 140

三、磁敏管的应用 143

第八章 光电传感器 144

第一节 常用光电器件 144

一、光敏电阻 145

二、光电池 148

三、光敏二极管和光敏晶体管 150

四、常用光电器件的应用 153

第二节 光栅传感器 158

一、莫尔条纹 158

二、光栅传感器的组成 160

三、辨向原理 161

四、细分技术 163

第三节 固态图像传感器 164

一、CCD基本结构 165

二、CCD工作原理 166

三、CCD图像传感器的结构 168

第九章 光纤传感器 171

第一节 光纤的传光原理与特性 171

一、光纤的结构 171

二、光纤的传光原理 172

三、光纤的传光特性 175

第二节 传输光的调制技术 176

一、光强度调制 176

二、光相位调制 177

三、偏振调制 179

四、频率调制 180

第三节 强度调制光纤传感器 180

一、光纤水深探测器 180

三、反射式光纤位移传感器 181

二、透射式光纤温度传感器 181

第四节 相位调制光纤传感器 183

一、马赫－泽德光纤温度传感器 183

二、光纤弱磁场传感器 183

三、法布里－珀罗光纤温度传感器 185

四、光纤陀螺仪 186

第五节 偏振调制光纤电流传感器 187

第六节 频率调制光纤血流传感器 188

一、气敏传感器的分类 190

第一节 概述 190

第十章 气敏传感器 190

二、气敏传感器的性能要求 191

三、气敏传感器的主要参教特性 191

第二节 半导体气敏传感器 192

一、半导体气敏传感器的工作原理 192

二、几种常用的半导体气敏传感器的基本参数 195

三、半导体气敏传感器的应用 196

第三节 接触燃烧气敏传感器 197

一、接触燃烧气敏传感器的工作原理 197

二、接触燃烧气敏传感器的主要参数 198

第四节 气敏传感器的应用实例 199

一、一氧化碳浓度的测控 199

三、接触燃烧气敏传感器的应用 199

二、可燃气体泄漏报警器 201

三、自动换气扇控制电路 202

第十一章 湿度传感器 203

第一节 概述 203

一、湿度及其表示方法 204

二、湿度传感器的特性参数 206

第二节 毛发湿度计 208

三、湿度传感器的分类 208

第三节 干湿球温度计 209

第四节 电阻变化型湿度传感器 211

一、固体电解质湿度传感器 211

二、高分子电阻式湿度传感器 212

三、半导体陶瓷湿度传感器 212

四、热敏电阻式湿度传感器 213

第五节 电容变化型湿度传感器 214

二、仑储温度控制电路 216

第六节 湿度传感器的应用举例 216

一、自动气象站湿度测报 216

三、汽车后窗玻璃自动去湿装置 217

第十二章 生物传感器 219

第一节 概述 219

一、生物传感器的工作原理 220

二、生物传感器的分类 220

第二节 生物传感器的应用 221

一、生物传感器在环境监测领域中应用 222

二、生物传感器在医学检验中的应用 224

三、在生物工程领域中的应用 225

四、在食品领域中的应用 226

第三节 DNA生物传感器 226

第四节 生物芯片 227

第十三章 智能传感器 230

第一节 概述 230

一、智能传感器的概念 230

三、主要功能 231

二、基本结构 231

四、主要特点 232

五、智能传感器的基本实现方式 232

第二节 智能传感器的实现技术 235

一、标度变换处理技术 235

二、非线性自校正技术 237

三、温度补偿技术 240

四、数字滤波技术 245

一、多通道智能温度传感器AD7417的性能特点 247

第三节 智能传感器实例——多通道智能温度传感器 247

二、AD7417的工作原理 248

三、典型应用 249

第四节 智能传感器的发展趋势 249

第十四章 信号放大电路 251

第一节 电桥放大器 251

一、通用电桥放大器 251

二、传感器反馈式电桥放大器 252

三、电桥反馈式放大器 253

四、供桥电压稳定性的提高 254

第二节 高输入阻抗放大器 255

一、反馈式反相放大器 256

二、高输入阻抗高增益放大器 257

三、增益可调差动放大器 258

四、三运放高共模抑制比差动放大器 259

第三节 专用单片集成放大器 261

一、集成仪器放大器 261

二、可编程增益放大器 264

三、隔离放大器 267

第十五章 信号转换电路 270

第一节 电流－电流变换器 270

一、负载浮地的U-I变换器 270

二、负载接地的U-I变换器 271

三、差动输入U-I变换电路 272

第二节 电流－电压变换嚣 273

一、I-U变换原理电路 273

二、通用精密I-U变换器 274

三、高增益微电流I-U变换器 274

四、高精度微电流I-U变换器 275

第三节 交流－直流变换器 276

一、AC-DC变换原理电路 276

五、大电流－电压变换器 276

二、AC-DC变换实用电路 277

第四节 电压－脉宽变换器 278

一、三角波发生器 278

二、电压比较器 279

三、输出级 280

一、升压型DC-DC变换器 281

第五节 DC-DC电源变换器 281

二、降压型DC-DC变换器 282

三、极性反转型DC-DC变器 283

第十六章 信号处理电路 286

第一节 采样保持电路 286

一、采样过程及定理 286

二、采样保持电路 288

一、峰值测量方法 293

二、峰值保持器 293

第二节 峰值检测电路 293

第三节 绝对值检测电路 298

一、绝对值检测原理电路 298

二、提高测量精度的方法 299

第四节 有效值检测电路 300

一、单片真有效值／直流转换器的基本工作原理 300

二、单片真有效值／直流转换器AD536A简介 301

三、AD536A的内部结构及应用举例 302

第十七章 传感器与微机的接口技术 304

二、多路数据采集系统 305

第一节 数据采集系统的结构形式 305

一、基本数据采集系统 305

三、分布式数据系统 308

四、单片数据采集系统芯片 309

五、数据采集卡 309

第二节 模拟多路开关及其与微机的接口 309

一、多路模拟开关的主要技术指标 310

二、多路模拟开关分类 310

三、多路模拟开关与微机的接口 314

第三节 采样保持器与微机的接口 315

一、采样保持器的参数指标 316

二、采样保持器集成芯片 317

三、采样保特器与微机的接口 317

第四节 A/D转换器与微机的接口 318

一、A/D转换器的主要性能指标 318

二、A/D转换器与微机接口 319

第五节 数字信号的数据采集 328

一、U/F转换器与微机的接口 328

二、频率信号的采集方式及其接口 329

三、相差信号的采集及其接口 330

第十八章 传感与自动检测系统 332

第一节 差动变压器的典型应用 332

第二节 接近开关的推广应用 337

第三节 差动电容式加速度传感器的典型应用 340

一、动平衡机原理 341

二、测试机设计 342

三、去重机设计 346

第四节 CCD图像传感器的典型应用 348

四、CAN接口的实现 348

一、图像定格系统的工作原理 349

二、系统的软件实现 350

第五节 光电传感器的典型应用 352

一、硬件设计 353

二、系统软件设计 354

第十九章 系统抗干扰技术 356

第一节 干扰的来源及分类 356

一、外部干扰 356

二、内部干扰 357

第二节 硬件抗干扰技术 358

一、滤波 358

二、接地 361

三、屏蔽 364

四、隔离技术 365

第三节 软件抗干扰技术 367

一、CPU抗干扰技术 367

二、输入输出的抗干扰技术 374

参考文献 376