信息感测技术PDF电子书下载

第1章 信息感测技术概述 1

1.1感测技术概念 1

1.1.1现代感测技术 1

1.1.2检测仪表或系统的组成 2

1.2传感器 3

1.2.1传感器的定义 3

1.2.2传感器的组成 3

1.2.3传感器分类 3

1.2.4传感器的主要特性 4

思考题与习题 7

第二章 阻抗式传感器 8

2.1应变式与压阻式传感器 8

2.1.1应变式传感元件 8

2.1.2压阻式传感元件 14

2.2热电阻与热敏电阻 17

2.2.1热电阻 17

2.2.2热敏电阻 18

2.3电容式传感器 20

2.3.1工作原理及类型 20

2.3.2主要性能与特点 22

2.3.3集成式电容传感器 24

2.4电感式传感器 26

2.4.1自感式传感器 26

2.4.2互感式传感器 28

2.4.3自感式和互感式传感器应用举例 30

2.4.4电涡流式传感器 31

2.4.5压磁式传感器 34

思考题与习题 37

第三章 电动势式传感器 38

3.1磁电式传感器 38

3.1.1磁电式传感器的工作原理 38

3.1.2动圈式磁电传感器 38

3.1.3磁阻式磁电传感器 39

3.1.4磁电式传感器的动态特性 40

3.2压电式传感器 42

3.2.1压电式传感元件的压电效应 42

3.2.2压电元件的等效电路及信号变换电路 44

3.2.3压电式传感器 48

3.3霍尔传感器 49

3.3.1霍尔元件的霍尔效应 49

3.3.2霍尔元件的结构和基本电路 51

3.3.3霍尔元件的主要特性参数 51

3.3.4霍尔元件的误差及补偿 52

3.3.5霍尔式传感器的应用 53

3.4热电偶与热电堆器件 54

3.4.1热电偶的工作原理 54

3.42热电堆探测器 55

3.5热释电器件 56

3.5.1热释电效应 56

3.5.2热释电器件的工作原理 57

3.5.3热释电器件的类型 58

3.6集成温度传感器 60

3.6.1 PN结电压-温度特性 60

3.6.2集成温度传感器 60

思考题与习题 62

第四章 光电传感器 63

4.1光电传感器的基本知识 63

4.1.1光的二重性 63

4.1.2光电效应 64

4.1.3光电传感器 66

4.1.4入射光的基本度量单位 67

4.2光电探测器 68

4.2.1光敏电阻 68

4.2.2光生伏特器件 71

4.2.3真空光电倍增管 82

4.2.4光电耦合器件 87

4.3电荷耦合器件 89

4.3.1 CCD的MOS结构原理 89

4.3.2电极结构及工作原理 90

4.3.3 CCD器件 91

4.4光纤传感器 92

4.4.1光纤传光原理 92

4.4.2光纤的分类和基本特性 93

4.4.3光纤传感器的基本原理和类型 94

思考题和习题 96

第五章 气敏、湿敏和超声波传感器 98

5.1气敏传感器 98

5.1.1半导体气敏传感器分类 98

5.1.2气敏电阻 99

5.1.3气敏管 101

5.1.4半导体气敏传感器的应用 102

5.2湿敏传感器 103

5.2.1 湿敏传感器分类 104

5.2.2湿敏电阻 104

5.2.3湿敏传感器的应用 107

5.3超声波传感器 108

5.3.1超声波及其性质 108

5.3.2超声波传感器 109

5.3.3超声波传感器的应用 109

思考题与习题 113

第六章 数字式传感器 114

6.1激光干涉式传感器 114

6.1.1激光干涉信息变换 114

6.1.2激光干涉式传感器 116

6.2光栅式传感器 117

6.2.1光栅莫尔条纹信息变换 117

6.2.2光栅传感器 120

6.3直读式轴角编码器 121

6.3.1角度代码信息变换 121

6.3.2直读式轴角编码器 122

6.4磁栅式传感器 123

6.4.1结构和工作原理 123

6.4.2信号读取方式 124

6.4.3变换电路 125

6.5感应同步器 126

6.5.1感应同步器的类型和结构 126

6.5.2感应同步器的工作原理 128

思考题与习题 131

第七章 信息变换电路 132

7.1基础电路 132

7.1.1集成运算放大器 132

7.1.2二值化电路 134

7.2阻抗变换电路 136

7.2.1直流不平衡电桥变换电路 136

7.2.2二极管双T形交流电桥变换电路 138

7.2.3运算放大器变换电路 139

7.2.4差动电感式整流变换电路 140

7.3电荷与电流变换电路 141

7.3.1电荷变换电路 141

7.3.2电流变换电路 142

7.4计数法变换电路 143

7.4.1频率（或周期）变换电路 143

7.4.2时间间隔变换电路 144

7.4.3相位差变换电路 145

7.5差接式变换电路 146

思考题与习题 149

第八章 单片机与接口技术 150

8.1单片机在信息感测中的功能 150

8.2单片机接口技术 150

8.2.1单片机测控系统 150

8.2.2 D/A和A/D转换器的主要技术指标 151

8.2.3典型D/A转换接口 153

8.2.4典型实用A/D转换接口 157

8.3单片机数据采集系统 166

8.3.1数据采集系统的设计 166

8.3.2智能二线制温度变送器设计 168

思考题与习题 174

第九章 流量检测 175

9.1流量检测概述 175

9.1.1流量的基本概念 175

9.1.2流量检测的方法 176

9.2差压式流量计 176

9.3电磁式流量计 178

9.4叶轮式流量计 179

9.4.1叶轮式流速—频率变换原理 179

9.4.2传感检测器 180

9.5涡街式流量计 181

9.6温度式流量计 182

9.6.1温差式流量计原理 182

9.6.2热线式风速计原理 183

思考题和习题 184

第十章 成分与含量检测 185

10.1概述 185

10.1.1成分与含量检测仪器的分类 185

10.1.2成分与含量检测仪器组成 185

10.2光电式浓度检测 186

10.2.1光电式浓度检测原理 186

10.2.2光电比色计 187

10.2.3红外气体分析仪 188

10.3热导式气体分析仪 190

10.3.1热导式变换原理 190

10.3.2热导式气体分析仪的检测电路 192

10.4气相色谱仪 193

10.4.1色谱法的概念 193

10.4.2气相色谱法的分离原理 194

10.5光谱分析仪 195

10.5.1红外分光光度计 195

10.5.2光多通道分析仪（OMA） 198

思考题和习题 201

第十一章 几何量检测 202

11.1模拟式位移检测 202

11.1.1应变式位移检测原理 202

11.1.2光电式位移检测原理 204

11.1.3模拟式位移检测框图 206

11.2数字式位移检测 206

11.2.1激光干涉位移检测 206

11.2.2光栅位移检测 208

11.3激光测距 212

11.3.1脉冲测距法 212

11.3.2相位法测距 213

11.4零件尺寸检测 217

11.4.1模拟变换检测法 217

11.4.2模-数变换检测法 220

思考题和习题 225

第十二章 检测新技术 226

12.1智能化传感器 226

12.1.1智能化传感器的概念 226

12.1.2智能化传感器的功能和特点 226

12.1.3智能化传感器的结构与应用实例 228

12.1.4智能传感器的发展趋势 234

12.2虚拟仪器 235

12.2.1虚拟仪器的基本概念 235

12.2.2虚拟仪器的软件结构 237

12.2.3 NI公司的LabVIEW软件开发平台 238

12.3软测量技术 241

12.3.1辅助变量的选取 242

12.3.2测量数据的处理 242

12.3.3软测量模型的建立 243

12.3.4软测量模型的在线校正 244

12.3.5软测量的应用 244

思考题与习题 244

附录Ⅰ项目制作 245

附录Ⅱ光电器件特性参数表 246

附录Ⅲ几种压力传感器的主要参数 254

附录Ⅳ标准化热电偶技术数据 255

附录Ⅴ典型集成运算放大器 256

附录Ⅵ各种线性位移传感器的主要性能汇总表 257

附录Ⅶ各种角度、角位移传感器主要性能汇总表 258

参考文献 259