传感器与检测技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 自动检测技术概述 2

1.1.1 自动检测技术的重要性 2

1.1.2 自动检测系统的组成 2

1.1.3 自动检测技术的发展趋势 3

1.2传感器概述 4

1.2.1传感器的定义 4

1.2.2传感器的组成 4

1.2.3传感器分类 5

1.3测量误差与数据处理 5

1.3.1测量误差的概念和分类 5

1.3.2精度 6

1.3.3测量误差的表示方法 6

1.3.4随机误差 8

1.3.5系统误差 12

1.3.6粗大误差 14

1.3.7数据处理的基本方法 15

1.4传感器的一般特性 16

1.4.1传感器的静态特性 16

1.4.2传感器的动态特性 19

1.5传感器的标定和校准 23

1.5.1传感器的静态标定 24

1.5.2传感器的动态标定 24

1.5.3压力传感器的静态标定 26

1.5.4压力传感器的动态标定 27

思考题与习题 31

第2章 电阻式传感器原理与应用 33

2.1.1金属电阻应变片的工作原理 34

2.1应变式传感器 34

2.1.2电阻应变片的特性 36

2.1.3电阻应变片的测量电路 39

2.1.4电阻应变式传感器的应用 42

2.2压阻式传感器 47

2.2.1半导体的压阻效应 47

2.2.2体型半导体电阻应变片 48

2.2.3扩散型压阻式压力传感器 49

2.2.4压阻式加速度传感器 50

2.2.5测量桥路及温度补偿 50

思考题与习题 52

第3章 变阻抗式传感器原理与应用 54

3.1.1工作原理 55

3.1自感式传感器 55

3.1.2变气隙式自感传感器 56

3.1.3变面积式自感传感器 58

3.1.4螺线管式自感传感器 58

3.1.5自感式传感器测量电路 59

3.1.6自感式传感器应用举例 64

3.2差动变压器 65

3.2.1变隙式差动变压器 65

3.2.2螺线管式差动变压器 68

3.2.3差动变压器应用 74

3.3电容传感器 76

3.3.1电容传感器的工作原理 77

3.3.2电容传感器的主要性能 79

3.3.3电容传感器的特点和设计要点 81

3.3.4电容传感器等效电路 82

3.3.5电容传感器测量电路 83

3.3.6电容传感器的应用 86

3.3.7容栅式传感器 88

3.4电涡流式传感器 93

3.4.1高频反射式电涡流传感器 93

3.4.2低频透射式电涡流传感器 97

3.4.3电涡流式传感器的应用 98

3.5压磁式传感器 101

3.5.1基本原理 101

3.5.2压磁传感器的形式 102

3.5.3压磁传感器参数选取的基本原则 105

思考题与习题 106

3.5.4压磁传感器的误差 106

第4章 光电式传感器原理与应用 108

4.1光电效应和光电器件 109

4.1.1光电管 109

4.1.2光电倍增管 110

4.1.3光敏电阻 110

4.1.4光敏二极管和光敏晶体管 113

4.1.5光电池 116

4.1.6光电式传感器的应用 118

4.2光电码盘 119

4.2.1工作原理 120

4.2.2码盘和码制 120

4.2.3二进制码与循环码的转换 122

4.2.4光电码盘的应用 123

4.3.1电荷耦合器件的结构和工作原理 124

4.3电荷耦合器件 124

4.3.2 CCD图像传感器 128

4.3.3图像传感器的应用 130

4.4光纤传感器 131

4.4.1光导纤维的结构和导光原理 131

4.4.2光导纤维的主要参数 134

4.4.3光纤传感器的结构原理 134

4.4.4光纤传感器的分类 135

4.4.5光纤传感器的特点 137

4.4.6光纤传感器的应用 138

4.5光栅传感器 141

4.5.1光栅传感器的结构 141

4.5.2莫尔条纹形成的原理 142

4.5.3莫尔条纹技术的特点 143

4.5.4光栅的光路 144

4.5.5辨向原理 144

4.5.6细分技术 146

思考题与习题 148

第5章 电动势式传感器原理与应用 150

5.1磁电式传感器 151

5.1.1磁电式传感器的工作原理 151

5.1.2动圈式磁电传感器 151

5.1.3磁阻式磁电传感器 152

5.1.4磁电式传感器的动态特性 153

5.2霍尔传感器 154

5.2.1霍尔传感器的工作原理 155

5.2.2霍尔元件的结构和基本电路 156

5.2.3霍尔元件的主要特性参数 157

5.2.4霍尔元件的误差及补偿 158

5.2.5霍尔式传感器的应用 160

5.3压电式传感器 161

5.3.1压电式传感器的工作原理 161

5.3.2压电元件的等效电路及信号变换电路 164

5.3.3压电式加速度传感器 168

5.3.4压电式测力传感器 169

思考题与习题 170

第6章 温度检测 171

6.1概述 172

6.1.1温度的基本概念和测量方法 172

6.1.2温标 172

6.2热电阻式传感器 174

6.2.1金属热电阻 174

6.2.2半导体热敏电阻 175

6.2.3热电阻式传感器的应用 179

6.3热电偶传感器 183

6.3.1热电偶测温原理 183

6.3.2热电偶的基本定律 184

6.3.3热电偶的冷端处理和补偿 186

6.3.4标准化热电偶 188

6.3.5非标准化热电偶 191

6.3.6热电偶结构形式 191

6.3.7热电偶安装注意事项 192

6.4非接触式测温 193

6.4.1热辐射基本定理 193

6.4.2光学高温计 196

6.4.3光电高温计 197

6.4.4辐射温度计 200

6.4.5比色温度计 201

思考题与习题 203

第7章 流量检测 204

7.1流量的基本概念 205

7.1.1流量测量的基本概念 205

7.1.2流量检测的方法和分类 205

7.2差压式流量计 206

7.2.1差压式流量计组成及测量原理 207

7.2.2节流装置 209

7.3电磁流量计 212

7.3.1电磁流量计结构与原理 212

7.3.2电磁流量计的选用与安装注意事项 214

7.4涡轮流量计 216

7.4.1结构和工作原理 217

7.4.2特点和应用 218

7.4.3安装注意事项 219

7.5涡街流量计 220

7.5.1工作原理与结构 220

7.5.2安装使用注意事项 223

7.6 超声流量计 225

7.6.1工作原理及组成 225

7.6.2选用与安装考虑要点 227

7.7质量流量计 229

7.7.1直接式质量流量计 229

7.7.2间接式质量流量计 233

思考题与习题 234

第8章 成分检测 235

8.1.3成分分析仪器的组成 236

8.1.2成分分析仪器的分类 236

8.1概述 236

8.1.1成分分析仪器简介 236

8.1.4成分分析仪器的主要性能指标 238

8.2热导式气体分析仪器 239

8.2.1基本原理 239

8.2.2热导池（检测器） 241

8.2.3测量电路 244

8.2.4热导式气体分析仪的应用 245

8.3磁性氧量分析仪 246

8.3.1磁性氧量分析仪的物理基础 246

8.3.2磁力机械式氧量分析仪 248

8.3.3磁压式氧量分析仪 249

8.4.1测量原理 250

8.4红外线气体分析仪 250

8.4.2红外线气体分析仪结构 252

8.4.3红外线分析仪的应用 255

8.5气相色谱仪 255

8.5.1色谱分析方法的由来 256

8.5.2气相色谱法的分离原理 256

8.5.3定性分析和定量分析 259

8.5.4工业气相色谱仪的基本组成 262

8.5.5气相色谱仪的新发展 266

习题和思考题 266

第9章 自动检测的新发展及共性技术 267

9.1误差修正技术 268

9.1.1系统误差的数字修正方法 268

9.1.2随机误差的数字滤波方法 271

9.1.3动态补偿方法 274

9.2.1 CAN总线概述 277

9.2现场总线 277

9.2.2基于SJA1000的CAN总线接口设计 280

9.3虚拟仪器 286

9.3.1概述 286

9.3.2系统构成 287

9.3.3软件结构 289

9.3.4软件开发平台 291

9.4网络化智能传感器 293

9.4.1网络化智能传感器提出背景 293

9.4.2 IEEE 1451标准 294

9.4.3 IEEE 1451标准的特点 299

9.5.1概念与意义 300

9.5多传感器数据融合 300

9.5.2基本原理 301

9.5.3数据融合层次 302

9.5.4数据融合过程 302

9.6软测量技术 305

9.6.1辅助变量的选取 305

9.6.2测量数据的处理 306

9.6.3软测量模型的建立 307

9.6.4软仪表的在线校正 309

9.6.5软测量的工业应用 309

思考题与习题 310

附录A 常用铂铑10-铂热电偶（S型）E(t)分度表 311

参考文献 316