传感器及其信号调理技术PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1检测技术概要 1

1.1.1检测系统的组成 1

1.1.2获取信息的传感器 1

1.1.3传感信号的调理 2

1.1.4输出环节 2

1.2传感器 2

1.2.1传感器的组成与分类 2

1.2.2传感器的基本特性 3

1.2.3传感器的标定与校准 5

1.3测量误差和测量方法 6

1.3.1测量误差与分类 6

1.3.2测量方法 8

1.4检测技术的发展趋势 9

思考题与习题 10

参考文献 10

第2章 电阻应变式与电容式传感器 11

2.1电阻应变式传感器 11

2.1.1电阻应变片的工作原理 11

2.1.2应变片温度误差及补偿方法 13

2.1.3电阻应变式传感器的测量电路 14

2.1.4电阻应变式传感器的应用 18

2.2电容式传感器 19

2.2.1电容式传感器的特点 19

2.2.2电容式传感器的工作原理 20

2.2.3测量电路 24

2.2.4电容式传感器的应用 28

思考题与习题 30

参考文献 31

第3章 电感式与压电式传感器 32

3.1电感式传感器 32

3.1.1自感式传感器及其应用 32

3.1.2互感式传感器及其应用 37

3.1.3涡流式传感器及其应用 41

3.2压电式传感器 44

3.2.1压电式传感器的工作基础 45

3.2.2常用压电材料及其主要特性参数 49

3.2.3压电元件的常用形式与等效电路 50

3.2.4压电式传感器的测量电路与应用 51

思考题与习题 54

参考文献 55

第4章 热电式传感器 56

4.1概述 56

4.2热电偶 56

4.2.1常用热电偶及其结构 56

4.2.2热电偶的测温原理、基本定律及温度补偿 59

4.2.3热电偶的应用 63

4.3热电阻 64

4.3.1热电阻的测温原理 64

4.3.2热电阻的种类及其特点 64

4.3.3热电阻传感器的应用 66

4.4集成温度传感器 67

4.4.1基本原理 67

4.4.2两种类型集成温度传感器 69

4.4.3常用集成温度传感器及其应用 74

思考题与习题 77

参考文献 77

第5章 气敏传感器与湿敏传感器 78

5.1气敏传感器 78

5.1.1气敏传感器概况 78

5.1.2电阻型半导体气敏传感器 79

5.1.3非电阻型半导体气敏传感器 82

5.1.4气敏传感器的应用 83

5.2湿敏传感器 85

5.2.1湿度的概念、分类及主要特性 86

5.2.2湿敏器件 88

5.2.3湿敏传感器的应用 90

思考题与习题 94

参考文献 94

第6章 磁敏传感器 95

6.1霍尔传感器 95

6.1.1霍尔效应及霍尔器件 95

6.1.2主要技术参数 97

6.1.3温度误差与补偿 98

6.1.4集成霍尔传感器 99

6.1.5霍尔传感器的应用 101

6.2磁敏电阻传感器 104

6.2.1磁阻效应、磁敏电阻及其基本特性 104

6.2.2磁敏电阻的应用 105

6.3磁敏半导体传感器 106

6.3.1磁敏二极管及其应用 106

6.3.2磁敏晶体管及其应用 109

思考题与习题 112

参考文献 112

第7章 光电传感器 113

7.1光与光电传感器 113

7.1.1光的产生 113

7.1.2常见光源 113

7.1.3光电传感器及其分类 114

7.2光电效应与光电器件 115

7.2.1外光电效应及光电器件 115

7.2.2光电导效应及光敏电阻 118

7.2.3光伏特效应及光电器件 120

7.3光电传感器的应用实例 124

7.3.1阅读环境照度监视器 124

7.3.2光电倍增管路灯控制 125

7.3.3光电式转速测量 126

7.3.4光电池应用 127

7.3.5光敏晶体管控制的印刷切纸机保护电路 128

7.4电荷耦合图像传感器 128

7.4.1 CCD的MOS结构与基本工作原理 129

7.4.2线阵与面阵电荷耦合图像传感器 131

7.4.3 CCD特性参数 132

7.4.4电荷耦合传感器的应用 133

思考题与习题 135

参考文献 136

第8章 数字式位移传感器 137

8.1光栅传感器 137

8.1.1光栅传感器的类型与结构 137

8.1.2光栅传感器的工作原理 138

8.1.3莫尔条纹细分技术 141

8.1.4光栅传感器的应用 143

8.2旋转编码器 144

8.2.1旋转编码器的种类 144

8.2.2光电式编码器的结构与工作原理 145

8.2.3码盘误差及其处理 146

8.2.4旋转编码器的应用 147

8.3感应同步器 147

8.3.1感应同步器的种类及其结构 148

8.3.2直线式感应同步器的工作原理 150

8.3.3感应同步器的输出信号处理 151

8.3.4感应同步器的特点与应用 154

8.4磁栅传感器 155

8.4.1磁栅传感器的类型与组成 155

8.4.2磁栅传感器的工作原理 157

8.4.3磁栅传感器的应用 158

思考题与习题 159

参考文献 160

第9章 网络测量 161

9.1概述 161

9.1.1网络测量技术 161

9.1.2网络化控制系统的测量 162

9.2网络性能与流量测量 163

9.2.1网络时延测量 163

9.2.2丢包率测量 164

9.2.3网络带宽测量 165

9.2.4网络流量测量 169

9.3面向网络应用的测量 173

9.3.1 P2P业务测量 173

9.3.2控制应用测量 178

9.4网络测量仪表与测量系统 180

9.4.1网络测量仪表 180

9.4.2网络测量系统 182

思考题与习题 183

参考文献 184

第10章 传感器信号的加工调理 185

10.1基本放大电路 185

10.1.1同相和反相放大器 185

10.1.2差动放大器 186

10.1.3电桥放大器 186

10.2测量信号放大器 189

10.2.1仪器放大器 189

10.2.2可编程序增益放大器 191

10.2.3隔离放大器 192

10.3硬件滤波 195

10.3.1滤波器的传递函数 195

10.3.2模拟有源滤波器 197

10.4非线性校正 200

10.4.1模拟校正法 201

10.4.2数字校正法 206

10.5信号变换 207

10.5.1 V/I变换 207

10.5.2 V/F变换 210

思考题与习题 213

参考文献 214

第11章 检测信号的采集与显示 215

11.1概述 215

11.2信号的采样/保持 216

11.2.1采样/保持器的基本工作原理与类型 216

11.2.2采样/保持器集成芯片 218

11.3 A/D转换 219

11.3.1 A/D转换器的分类与技术指标 219

11.3.2 A/D转换器的类型与转换原理 220

11.3.3几种A/D转换器简介 223

11.3.4 A/D转换器的选择与使用 226

11.4数据采集设计 227

11.4.1调查与分析 227

11.4.2数据采集设计 227

11.4.3采样速率 228

11.4.4硬软件设计 228

11.4.5系统的抗干扰 229

11.5数据显示 230

11.5.1 LED数码管 230

11.5.2 LCD显示器 232

11.5.3数字存储示波器 233

11.6数据采集与显示实例 233

11.6.1对测量指标的要求 234

11.6.2硬件设计 234

11.6.3软件设计 235

思考题与习题 237

参考文献 237

附录 238

检测技术试题1 238

检测技术试题2 242

参考答案 245