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第1章 检测技术的基础知识 1

1.1检测技术的基本概念 1

1.1.1检测技术 1

1.1.2自动检测系统 1

1.1.3传感器 2

1.2测量误差 4

1.2.1误差的基本概念及表达方式 4

1.2.2误差的分类与来源 5

1.2.3系统误差和随机误差的表达式 6

1.2.4基本误差和附加误差 6

1.2.5系统误差的发现与校正 7

1.3传感器的基本特性 8

1.3.1传感器的静态特性 9

1.3.2传感器的动态特性 14

1.4传感器的标定 17

1.4.1静态标定 18

1.4.2动态标定 18

1.5传感器的选用 20

1.5.1传感器的指标及选择原则 20

1.5.2选用条件要求 22

附录1.1二阶传感器的阶跃响应 22

思考题与习题 24

第2章 温度检测 25

2.1温标及测温方法 25

2.1.1温标 25

2.1.2温度检测的主要方法及分类 26

2.2膨胀式温度计 27

2.2.1双金属温度计 27

2.2.2压力式温度计 28

2.3电阻式温度传感器 29

2.3.1金属热电阻传感器 29

2.3.2半导体热敏电阻传感器 31

2.4热电偶传感器 35

2.4.1热电偶测温原理 35

2.4.2热电极材料及常用热电偶 39

2.4.3热电偶的结构 42

2.4.4热电偶冷端温度补偿 43

2.4.5常用热电偶测温线路 46

2.5辐射式温度传感器 47

2.5.1辐射测温的物理基础 47

2.5.2辐射测温方法 48

2.6光纤传感器 51

2.6.1光纤传感原理 51

2.6.2光纤温度传感器 52

2.7集成数字温度传感器 54

2.7.1集成温度传感器的工作原理及分类 55

2.7.2电压型集成温度传感器μPC616A／C 55

2.7.3电流型集成温度传感器AD590 57

2.7.4数字输出型传感器DS18B20 58

思考题与习题 61

第3章 压力及力检测 63

3.1压力的概念及单位 63

3.2应变式压力计 65

3.2.1电阻应变效应 65

3.2.2电阻应变片 66

3.2.3电阻应变片的粘贴及温度补偿 68

3.2.4转换电路 69

3.2.5应变式压力传感器 71

3.2.6应变式力传感器 75

3.3压电式压力及力传感器 76

3.3.1压电效应 76

3.3.2压电材料 79

3.3.3测量电路 81

3.3.4压电式压力及力传感器 83

3.4压磁式压力传感器 85

3.4.1压磁式传感器工作原理 85

3.4.2压磁元件 86

3.4.3压磁式测力传感器应用特点 87

3.5电容式压力及力传感器 87

3.5.1电容式传感器的工作原理 87

3.5.2差分电容式传感器 89

3.5.3测量电路 90

3.5.4电容式压力及力传感器 94

3.6霍尔式压力计 96

3.6.1霍尔效应 96

3.6.2霍尔式压力计的工作原理 97

3.6.3霍尔式压力计的误差及补偿 98

3.6.4霍尔式压力计 101

3.7电子秤 102

3.7.1电子秤的原理 102

3.7.2称重传感器原理 103

3.7.3电子秤的应用 104

3.8差分变压器 105

3.8.1差分变压器的工作原理及特性 105

3.8.2差分变压器测压力 106

3.9数字式压力计 106

3.9.1MPX压力传感器 107

3.9.2测量电路 107

思考题与习题 109

第4章 流量检测 110

4.1流量的检测方法 110

4.1.1节流差压法 110

4.1.2容积法 111

4.1.3速度法 111

4.1.4流体阻力法 111

4.1.5流体振动法 111

4.1.6质量流量测量 112

4.2差压式流量计 112

4.2.1节流装置的工作原理 112

4.2.2流量方程 113

4.2.3流量系数的确定 114

4.2.4标准节流装置 114

4.2.5取压方式 116

4.2.6差压计 117

4.2.7标准节流装置的安装要求 119

4.2.8差压式流量计的使用 120

4.3容积式流量计 121

4.3.1椭圆齿轮流量计 121

4.3.2腰轮流量计 122

4.3.3旋转活塞式流量计 122

4.3.4刮板式流量计 123

4.4速度式流量计 124

4.4.1叶轮式流量计 124

4.4.2涡轮式流量计 125

4.5振动式流量计 126

4.5.1漩涡流量计 126

4.5.2旋进式漩涡流量计 127

4.6电磁流量计 128

4.6.1电磁流量计的工作原理 128

4.6.2电磁流量计的结构 128

4.7质量流量的测量 129

4.7.1推导式质量流量测量 129

4.7.2直接式质量流量测量 131

思考题与习题 132

第5章 物位及厚度检测 133

5.1浮力式物位检测 133

5.1.1恒浮力式物位检测 133

5.1.2变浮力式物位检测 135

5.2静压式物位检测 136

5.2.1静压式物位检测原理 136

5.2.2压力式液位计 136

5.2.3差压式液位计 137

5.2.4量程迁移 137

5.3电容式物位计 139

5.3.1电容式物位计原理 139

5.3.2电容式物位传感器 140

5.3.3电容式物位传感器应用举例 141

5.4超声传感器及物位、厚度检测 142

5.4.1超声波检测原理 142

5.4.2超声传感器 144

5.4.3超声传感器测物位 145

5.4.4超声传感器测厚度 148

5.5核辐射物位与厚度检测 150

5.5.1放射源和探测器 150

5.5.2测量电路 154

5.5.3核辐射厚度计 154

5.5.4核辐射液位计 155

5.6电涡流传感器及厚度检测 155

5.6.1涡流效应 156

5.6.2高频反射式涡流传感器 156

5.6.3低频透射式涡流传感器 159

思考题与习题 161

第6章 位移检测 162

6.1电感式传感器与位移检测 162

6.1.1电感式传感器的工作原理及分类 162

6.1.2电感式传感器输出特性 164

6.1.3差分电感式传感器原理 164

6.1.4电感式位移计 166

6.2差分变压器位移计 167

6.2.1差分变压器位移计的结构 167

6.2.2差分变压器位移计的测量电路 168

6.3电位器式传感器 170

6.3.1电位器式传感器的基本工作原理 170

6.3.2电位器式传感器的输出特性 170

6.3.3电位器式传感器结构 171

6.3.4电位器式位移传感器 171

6.4感应同步器 172

6.4.1感应同步器的结构 172

6.4.2感应同步器的工作原理 175

6.4.3感应同步器的电气参数 176

6.4.4数字位置测量系统 177

6.5光栅位移测试 178

6.5.1光栅的基本结构 178

6.5.2光栅传感器的工作原理 179

6.6码盘式传感器 182

6.6.1光电码盘式传感器的工作原理 182

6.6.2光电码盘 183

6.6.3光电码盘的应用 187

6.7电容式位移传感器 187

6.7.1单电极的电容式位移传感器及其应用 188

6.7.2变面积差分式电容位移传感器及其应用 188

6.8电涡流位移计 190

思考题与习题 191

第7章 速度及加速度检测 192

7.1磁电感应式速度传感器 192

7.1.1磁电感应式传感器的工作原理及测量电路 192

7.1.2磁电感应式传感器的灵敏度K 194

7.1.3磁电式速度传感器 195

7.2光电式转速计 197

7.2.1工作原理 197

7.2.2基本测量电路 198

7.3测速发电机及电磁脉冲式转速计 198

7.3.1测速发电机 198

7.3.2电磁脉冲式转速计 199

7.4加速度传感器 200

7.4.1压电式加速度传感器 200

7.4.2电阻应变式加速度传感器 202

7.4.3力平衡式加速度传感器 203

思考题与习题 203

第8章 磁场及气体成分参数检测 204

8.1磁敏传感器 204

8.1.1磁敏电阻 204

8.1.2磁敏二极管 207

8.1.3磁敏三极管 208

8.2磁场检测 209

8.2.1电磁感应法测磁场 209

8.2.2磁通门磁强计测量磁场 213

8.2.3霍尔效应测量磁场 215

8.2.4核磁共振法测量磁场 215

8.3气体成分检测 216

8.3.1热导式气体分析仪 216

8.3.2热磁式气体分析仪 217

8.3.3红外线气体分析仪 219

8.4气敏传感器 220

8.4.1半导体气敏传感器 221

8.4.2红外吸收式气敏传感器 222

8.4.3气敏传感器应用举例 224

8.5湿度的检测 226

8.5.1湿敏传感器 226

8.5.2湿度传感器应用实例 229

8.6液体浓度的检测 231

8.6.1溶液的电导率与浓度的关系 231

8.6.2电导检测器及测量电路 231

思考题与习题 232

第9章 光电检测 233

9.1光电效应及光电器件 233

9.1.1外光电效应及器件 233

9.1.2内光电效应及器件 235

9.1.3阻挡层光电效应及器件 237

9.2光电耦合器件 240

9.2.1光电耦合器件的结构和原理 240

9.2.2光电耦合器的组合形式 241

9.2.3光电耦合器的特性曲线 242

9.2.4光电耦合器的应用 242

9.3电荷耦合器件（CCD） 242

9.3.1CCD的基本工作原理 242

9.3.2CCD器件 245

9.4图像传感器及其应用 248

9.4.1图像的获取技术 248

9.4.2图像传感器的应用 252

思考题与习题 253

第10章 抗干扰技术 254

10.1干扰的类型及产生 254

10.1.1干扰的类型 254

10.1.2干扰的产生 255

10.1.3信噪比和干扰叠加 256

10.2干扰信号的耦合方式 257

10.2.1静电电容耦合 257

10.2.2电磁耦合 257

10.2.3共阻抗耦合 258

10.2.4漏电流耦合 258

10.2.5电子测量装置的两种干扰 259

10.2.6共模干扰抑制比 260

10.3常用的抑制干扰措施 261

10.3.1屏蔽技术 261

10.3.2接地技术 262

10.3.3浮置 264

10.4其他抑制干扰措施 264

10.4.1隔离 264

10.4.2滤波 265

10.4.3平衡电路 266

10.4.4脉冲电路的噪声抑制技术 267

思考题与习题 268

参考文献 269