第1章 绪论 1
1.1检测技术及仪表的地位与作用 1
1.1.1检测仪表的地位与作用 1
1.1.2检测技术是仪器仪表的技术基础 2
1.2传感器概述 3
1.2.1传感器的基本概念 3
1.2.2传感器的分类和命名法 4
1.3检测仪表概述 5
1.3.1检测仪表的基本组成 5
1.3.2检测仪表的基本类型 6
思考题与习题 8
第2章 检测系统的基本特性 9
2.1静态特性及性能指标 9
2.1.1静态特性 9
2.1.2静态性能指标 10
2.2动态特性及性能指标 11
2.2.1传递函数 12
2.2.2阶跃响应和时域动态性能指标 16
2.2.3正弦响应和频域动态性能指标 19
2.2.4无失真检测条件 20
2.3测量误差 22
2.3.1测量误差的概念及表达方式 22
2.3.2测量误差的分类 24
思考题与习题 25
第3章 阻抗型传感器 27
3.1电阻式传感器 27
3.1.1电位器式传感器 27
3.1.2应变式传感器和压阻式传感器 29
3.1.3热电阻和热敏电阻 34
3.1.4接口电路 38
3.2电容式传感器 43
3.2.1基本原理与结构类型 43
3.2.2输入-输出特性 44
3.2.3等效电路分析 46
3.2.4接口电路 47
3.3电感式传感器 50
3.3.1自感式传感器 51
3.3.2互感式传感器（差动变压器） 57
3.3.3电涡流式传感器 61
思考题与习题 68
第4章 电压型传感器 70
4.1磁电式传感器 70
4.1.1基本原理和组成 70
4.1.2结构类型 70
4.1.3接口电路 72
4.2压电式传感器 72
4.2.1压电效应及其表达式 72
4.2.2压电材料 75
4.2.3压电元件 78
4.2.4接口电路 80
4.3热电偶传感器 83
4.3.1热电效应 83
4.3.2热电偶的材料、型号及结构 86
4.3.3冷端恒温式热电偶测温电路 88
4.3.4冷端补偿式热电偶测温电路 90
4.4光电式传感器 93
4.4.1光电效应 93
4.4.2光电管和光电倍增管 95
4.4.3光敏电阻 97
4.4.4光电池 100
4.4.5光电式传感器的基本组成和类型 104
4.5霍尔传感器 107
4.5.1霍尔效应 107
4.5.2霍尔传感器的组成与基本特性 108
4.5.3霍尔传感器的应用 110
4.5.4测量误差及其补偿办法 112
思考题与习题 115
第5章 半导体传感器 117
5.1半导体管传感器 117
5.1.1磁敏二极管和磁敏晶体管 117
5.1.2光敏二极管和光敏晶体管 122
5.1.3温敏二极管和温敏晶体管 125
5.2半导体集成传感器 127
5.2.1集成温度传感器 127
5.2.2集成霍尔传感器 128
5.2.3集成压力、加速度传感器 129
思考题与习题 131
第6章 数字式传感器 133
6.1编码器 133
6.1.1直接编码器 133
6.1.2增量编码器 136
6.2光栅 138
6.2.1光栅的结构和基本原理 138
6.2.2光栅辨向原理与细分技术 141
6.3感应同步器 143
6.3.1感应同步器的类型和结构 143
6.3.2感应同步器的工作原理 145
6.4频率式传感器 149
6.4.1振弦式传感器 149
6.4.2振筒式传感器 153
思考题与习题 155
第7章 其他传感器 156
7.1光纤传感器 156
7.1.1光导纤维的结构和传光原理 156
7.1.2光纤传感器的基本原理和类型 158
7.2 CCD图像传感器 160
7.2.1 CCD的工作原理 160
7.2.2 CCD图像传感器的结构 162
7.2.3 CCD数码照相机 164
7.3红外传感器 165
7.3.1红外线及其特性 165
7.3.2红外探测器的类型 165
7.3.3热释电红外探测器 166
7.4超声波与核辐射传感器 168
7.4.1超声波传感器 168
7.4.2核辐射传感器 171
思考题与习题 174
第8章 几何量的电测法 175
8.1位移的电测法 175
8.1.1位移电测法的分类 175
8.1.2位移的间接电测法 175
8.2倾角的电测法 178
8.2.1摆锤式 178
8.2.2液体摆式 180
8.2.3气体摆式 181
8.3厚度的电测法 181
8.3.1电涡流式 181
8.3.2电容式 182
8.3.3核辐射式和超声波式 184
8.4物（液）位的电测法 185
8.4.1超声波法 185
8.4.2浮力法 187
8.4.3差压法 187
8.4.4电容法 189
思考题与习题 189
第9章 机械量的电测法 191
9.1转速的电测法 191
9.1.1模拟式电测法 191
9.1.2计数式电测法 193
9.2振动的电测法 197
9.2.1相对振动传感器与绝对振动敏感器 198
9.2.2绝对振动电测法 201
9.3力与荷重的电测法 207
9.3.1力敏感器 207
9.3.2力的间接电测法 209
9.3.3电子秤 212
9.4力矩的电测法 213
9.4.1扭轴（扭矩敏感器） 213
9.4.2力矩的扭轴式电测法 214
思考题与习题 215
第10章 热工量的电测法 217
10.1压力与差压的电测法 217
10.1.1压力的概念、单位和测量方法 217
10.1.2压力敏感器 218
10.1.3压力的电测法 220
10.1.4差压的电测法 225
10.2温度的电测法 226
10.2.1温度的概念、单位和测量方法 226
10.2.2接触式测温法 227
10.2.3温度和温度差的电测法 228
10.2.4非接触式测温法 234
10.3流量的电测法 237
10.3.1流量的概念 237
10.3.2流量-转速转换法 238
10.3.3流量-差压、力、位移转换法 239
10.3.4流量-频率转换法 241
10.3.5流量-温度转换法 242
10.3.6非接触式流量测量法 244
思考题与习题 246
第11章 模拟式检测仪表 248
11.1“表头”的原理与刻度 248
11.1.1“表头”的原理 248
11.1.2“表头”的刻度 251
11.2调零、调满度与量程切换 252
11.2.1常见的调零电路 253
11.2.2常见的调满度电路 254
11.2.3常见的量程切换电路 255
11.3模拟非线性校正 256
11.3.1非线性校正的数学原理 256
11.3.2非线性校正的实现方法 257
11.3.3模拟非线性校正的实例 258
11.4环境及温度误差校正 258
11.4.1环境及温度因素对测量的影响 258
11.4.2环境及温度误差的校正电路 260
11.5模拟式仪表实例 263
11.5.1 DDZ-Ⅲ型仪表简介 263
11.5.2指针式万用表 266
思考题与习题 267
第12章 数字式检测仪表 269
12.1数字“表头”电路 269
12.1.1数字显示器 269
12.1.2 A/D转换式仪表的“表头”电路 272
12.1.3脉冲计数式仪表的“表头”电路 274
12.1.4条图显示式仪表的“表头”电路 275
12.2数字式仪表的标度变换 277
12.2.1 A/D转换式仪表的标度变换 278
12.2.2脉冲计数式仪表的标度变换 278
12.3数字式仪表零位调整与量程切换 282
12.3.1数字式仪表的零位调整 282
12.3.2数字式仪表的量程切换 283
12.4数字式仪表的非线性校正 285
12.4.1数字非线性校正的原理 285
12.4.2数字非线性校正的实例 285
12.5数字式检测仪表设计实例 285
12.5.1数字式检测仪表的组成方案 285
12.5.2数字式转速测量仪的设计 286
12.5.3数字式扭矩测量仪的设计 287
12.6数字式万用表 290
12.6.1数字式万用表的基本原理 290
12.6.2 DT890D数字式万用表电路剖析 291
思考题与习题 291
第13章 智能检测仪表 292
13.1智能仪表的基本组成 292
13.1.1智能仪表的硬件组成 292
13.1.2智能仪表的软件组成 293
13.2测量通道的总体设计 294
13.2.1测量通道的基本组成与类型 294
13.2.2传感器的选用 294
13.2.3信号调理电路的参数设计和选择 296
13.2.4采集电路组成模块和方案的选择 300
13.2.5测量通道与微机的接口 303
13.3量程自动切换与超限自动报警 305
13.3.1量程自动切换 305
13.3.2超限自动报警 306
13.4标度变换 308
13.4.1线性测量通道的标度变换 308
13.4.2非线性测量通道的标度变换 309
13.5非线性校正软件算法 310
13.5.1查表法 310
13.5.2插值法 310
13.5.3拟合法 312
13.6温度误差的软件校正法 313
13.7智能检测仪表实例——智能万用表 315
13.7.1数字万用表集成芯片MAX 134 315
13.7.2 MAX 134配单片机构成智能万用表 316
思考题与习题 318
第14章 现代检测新技术简介 319
14.1微型传感器 319
14.1.1微电子机械系统 319
14.1.2微型传感器（MEMS传感器） 319
14.2智能传感器和网络传感器 320
14.2.1智能传感器 320
14.2.2网络传感器 321
14.3物联网传感器技术 323
14.3.1物联网的概念 323
14.3.2传感网技术 324
14.3.3物联网的应用领域 326
14.4虚拟仪器 327
14.4.1虚拟仪器的概念 327
14.4.2虚拟仪器的组成特点 328
14.5软测量技术 329
14.5.1软测量技术的概念 329
14.5.2软测量技术的实现方法 330
14.6多传感器数据融合 332
14.6.1多传感器数据融合的概念及优点 332
14.6.2基本原理及融合过程 332
思考题与习题 333
主要参考文献 334