自动检测技术及应用PDF电子书下载

第1章 传感器与检测技术基本知识 1

1.1 测量的基本概念 1

1.1.1 测量的分类 1

1.1.2 测量值的表示方法 1

1.2 测量误差及其分类 1

1.2.1 测量误差的产生原因 1

1.2.2 测量误差的分类 2

1.2.3 测量仪器的准确度 3

1.3 测量结果的数据分析及其处理 4

1.3.1 测量结果的数据分析 4

1.3.2 测量结果的数据处理 5

1.4 传感器及基本特征 7

1.4.1 传感器的作用 7

1.4.2 传感器的组成及分类 9

1.4.3 传感器的基本特性 11

1.4.4 传感器的发展与概况 13

1.4.5 传感器的选用原则 14

1.5 技能实训 15

1.5.1 数字万用表测电阻、二极管、电容实训 16

1.5.2 数字万用表测逻辑电平实训 18

1.5.3 数字万用表测温实训 19

本章小结 20

复习思考题 21

第2章 电阻式传感器及应用 23

2.1 电阻应变片式传感器及应用 23

2.1.1 电阻应变片结构 23

2.1.2 电阻应变片工作原理 23

2.1.3 测量转换电路 26

2.1.4 电阻应变片式传感器应用 27

2.2 电位器式传感器及应用 29

2.2.1 电位器式传感器结构 29

2.2.2 电位器式传感器工作原理 29

2.2.3 电位器式传感器应用 30

2.3 测温热电阻式传感器及应用 31

2.3.1 热电阻式传感器 31

2.3.2 热敏电阻式传感器 36

2.3.3 测温热电阻式传感器应用 40

2.4 气敏电阻传感器及应用 43

2.4.1 气敏效应机理 43

2.4.2 气敏电阻传感器结构及符号 44

2.4.3 气敏电阻传感器主要参数 45

2.4.4 气敏电阻传感器基本测量电路及使用注意事项 46

2.4.5 气敏电阻传感器应用 46

2.5 湿敏电阻传感器及应用 49

2.5.1 氯化锂湿敏电阻传感器 49

2.5.2 半导体陶瓷湿敏电阻传感器 50

2.5.3 高分子湿敏电阻传感器 52

2.5.4 湿敏电阻传感器主要特性参数 53

2.5.5 湿敏电阻传感器使用注意事项 53

2.5.6 湿敏电阻传感器应用 54

2.6 技能实训 56

2.6.1 电阻应变片粘贴实训 56

2.6.2 负温度系数热敏电阻传感器检测实训 57

2.6.3 气敏、湿敏电阻传感器检测实训 58

2.6.4 热电阻检测及故障处理实训 59

2.6.5 由气敏电阻传感器构成的酒精气味检测报警电路读图实训 60

本章小结 61

复习思考题 62

第3章 电感式传感器及应用 63

3.1 自感式传感器 63

3.1.1 自感式传感器的工作原理 63

3.1.2 自感式传感器的分类 64

3.1.3 自感式传感器的测量转换电路 66

3.1.4 自感式传感器应用 68

3.2 差动变压器式传感器 69

3.2.1 差动变压器式传感器的结构 69

3.2.2 差动变压器式传感器的工作原理 70

3.2.3 差动变压器式传感器的测量转换电路 71

3.2.4 差动变压器式传感器的应用 73

3.3 电涡流式传感器 74

3.3.1 电涡流式传感器的基本结构 75

3.3.2 电涡流式传感器的工作原理 75

3.3.3 电涡流式传感器应用 77

3.4 技能实训 78

3.4.1 差动变压器式传感器在电磁轴承位置检测中的应用实训 79

3.4.2 利用电感式传感器进行工件生产加工定位系统设计实训 82

本章小结 84

复习思考题 84

第4章 电容式传感器及应用 85

4.1 概述 85

4.2 变极距式电容传感器 85

4.2.1 变极距式电容传感器的结构 85

4.2.2 变极距式电容传感器的工作原理 86

4.3 变介电常数式电容传感器 87

4.3.1 变介电常数式电容传感器的结构 87

4.3.2 变介电常数式电容传感器的工作原理 87

4.3.3 变介电常数式电容传感器应用 89

4.4 变面积式电容传感器 90

4.4.1 变面积式电容传感器的结构 90

4.4.2 变面积式电容传感器的工作原理 91

4.5 差动电容传感器 91

4.5.1 差动电容传感器的结构 91

4.5.2 差动电容传感器的工作原理 92

4.5.3 差动电容传感器的测量转换电路 93

4.6 电容式传感器常用测量转换电路 94

4.6.1 电桥式测量转换电路 94

4.6.2 调频式测量转换电路 95

4.6.3 差动脉宽调制电路 96

4.6.4 运算放大器式测量转换电路 98

4.7 电容式传感器应用 98

4.7.1 电容式传感器特点 99

4.7.2 电容式湿度传感器 99

4.7.3 电容式应变计 101

4.7.4 电容式测厚仪 101

4.8 技能实训 102

4.8.1 湿敏电容传感器检测实训 102

4.8.2 电容式传感器在车辆检测装置中的应用实训 102

4.8.3 电容式液位测量系统的设计实训 105

本章小结 107

复习思考题 107

第5章 热电偶传感器及应用 108

5.1 热电偶传感器的工作原理和结构 108

5.1.1 热电偶传感器的工作原理 108

5.1.2 热电偶的定律 109

5.1.3 热电偶的结构 112

5.1.4 热电偶的种类 113

5.2 热电偶的冷端补偿 115

5.3 热电偶的测温电路 117

5.4 热电偶的应用 119

5.5 技能实训 121

5.5.1 热电偶传感器的认识及安装实训 121

5.5.2 热电偶传感器测温实训 124

本章小结 125

复习思考题 126

第6章 光电传感器及应用 127

6.1 光电二极管 127

6.1.1 光电二极管的结构和工作原理 127

6.1.2 光电二极管的基本特性 128

6.1.3 光电二极管应用 130

6.2 光电三极管 131

6.2.1 光电三极管的结构和工作原理 131

6.2.2 光电三极管的基本特性 132

6.2.3 光电三极管应用 133

6.3 光敏电阻 134

6.3.1 光敏电阻的结构和工作原理 134

6.3.2 光敏电阻的主要参数及基本特性 134

6.3.3 光敏电阻的应用 136

6.4 光电池 138

6.4.1 光电池的结构和工作原理 138

6.4.2 光电池的特性参数 138

6.4.3 光电池的应用 140

6.5 红外传感器 141

6.5.1 红外辐射 141

6.5.2 红外传感器的结构和工作原理 141

6.5.3 红外传感器应用 143

6.6 光固态CCD图像传感器 145

6.6.1 CCD器件的结构和工作原理 145

6.6.2 CCD图像传感器 147

6.6.3 MOS图像传感器 150

6.6.4 CCD器件应用 151

6.7 光纤传感器 152

6.7.1 光纤结构、传光原理及基本特性 152

6.7.2 光纤传感器结构及原理 154

6.7.3 光纤传感器应用 156

6.8 激光传感器 157

6.8.1 激光的产生机理及特性 157

6.8.2 激光传感器应用 158

6.9 技能实训 159

6.9.1 光敏电阻传感器检测实训 159

6.9.2 光电二极管检测实训 160

6.9.3 光电三极管检测实训 161

6.9.4 自动红外感应灯安装实训 162

本章小结 164

复习思考题 165

第7章 压电传感器及应用 166

7.1 压电式传感器的工作原理 166

7.1.1 压电效应 166

7.1.2 石英晶体产生压电效应的微观机理 167

7.1.3 作用力与电荷的关系 168

7.2 常用压电材料及压电元件结构 169

7.2.1 常用压电材料 169

7.2.2 压电元件结构 170

7.3 压电式传感器的测量电路 171

7.3.1 压电式传感器的等效电路 171

7.3.2 压电式传感器的信号调理电路 172

7.4 压电传感器的应用 175

7.5 技能实训 178

7.5.1 压电陶瓷片检测实训 178

7.5.2 门窗震动报警器的设计安装实训 179

7.5.3 压电加速度传感器安装实训 180

本章小结 180

复习思考题 181

第8章 数字式传感器及应用 182

8.1 光栅传感器 182

8.1.1 光栅的组成和类型 182

8.1.2 光栅传感器的工作原理 184

8.1.3 光栅传感器应用 187

8.2 磁栅传感器 190

8.2.1 磁栅传感器的组成及类型 190

8.2.2 磁栅传感器的工作原理 191

8.2.3 磁栅传感器应用 194

8.3 感应同步器 196

8.3.1 直线式感应同步器 196

8.3.2 旋转式感应同步器 198

8.3.3 感应同步器应用 199

8.4 编码器 200

8.4.1 增量式光电编码器 201

8.4.2 接触式码盘编码器 204

8.4.3 绝对式光电编码器 206

8.4.4 编码器应用 207

8.5 技能实训 209

8.5.1 光栅尺安装实训 209

8.5.2 由感应同步器组成的数字测角系统认识实训 211

本章小结 213

复习思考题 213

第9章 磁敏传感器及应用 215

9.1 霍耳传感器 215

9.1.1 霍耳元件的结构及工作原理 215

9.1.2 霍耳元件常用测量电路 220

9.1.3 霍耳集成电路传感器 220

9.1.4 霍耳传感器应用 223

9.2 磁敏电阻 227

9.2.1 磁阻效应 227

9.2.2 磁敏电阻结构 228

9.2.3 磁敏电阻应用 231

9.3 磁敏二极管 235

9.3.1 磁敏二极管的结构及工作原理 235

9.3.2 磁敏二极管的特性参数 236

9.3.3 磁敏二极管应用 238

9.4 磁敏三极管 239

9.4.1 磁敏三极管的结构及工作原理 239

9.4.2 磁敏三极管的主要特性 239

9.4.3 磁敏三极管应用 242

9.5 技能实训 242

9.5.1 霍耳传感器检测实训 242

9.5.2 由霍耳传感器构成的水位控制系统电路实训 243

9.5.3 用霍耳传感器设计高斯计实训 244

本章小结 245

复习思考题 246

第10章 新型传感器 247

10.1 超导传感器 247

10.1.1 超导效应 247

10.1.2 超导传感器的工作原理 247

10.1.3 超导传感器应用 248

10.2 智能传感器 250

10.2.1 智能传感器的技术途径 250

10.2.2 智能传感器应用 252

10.3 生物传感器 256

10.3.1 生物传感器的分类 256

10.3.2 生物传感器的应用领域 257

10.3.3 生物传感器的发展方向 259

本章小结 261

复习思考题 261

第11章 信号处理及抗干扰技术 262

11.1 信号的处理 262

11.1.1 信号的处理与变换 262

11.1.2 信号的记录和显示 270

11.2 抗干扰技术 273

11.2.1 干扰的种类和来源 273

11.2.2 差模干扰和共模干扰 275

11.2.3 干扰抑制技术 277

本章小结 287

复习思考题 287

参考文献 288