第1章 绪论 1
1.1 传感器与测试技术概述 2
1.1.1 传感器与测试技术的应用 2
1.1.2 测试工作的任务 4
1.2 传感器技术 5
1.2.1 传感器的定义、组成、分类 5
1.2.2 传感器常用技术指标及选用原则 6
1.2.3 传感器的静态特性、动态特性及标定 7
1.2.4 传感器技术的发展趋势 10
1.3 测试技术 11
1.3.1 测试技术的基本概念、测试系统的组成、测试方法的分类 11
1.3.2 测试系统的静态特性、动态特性及标定 13
1.3.3 测试系统标定的意义 17
1.3.4 测试技术的发展趋势 17
本章小结 18
本章习题 18
思考题 18
第2章 测量转换基本电路 19
2.1 测量转换基本电路概述 20
2.1.1 测量转换电路在测试系统中的作用 20
2.1.2 测量转换电路的应用范围与原则 21
2.2 电桥 22
2.2.1 直流电桥 22
2.2.2 交流电桥 25
2.2.3 电桥平衡的调节 27
2.2.4 使用方法 28
2.3 信号放大电路 29
2.3.1 基本放大电路 29
2.3.2 测量放大电路 35
2.3.3 隔离放大电路 37
2.4 信号滤波电路 41
2.4.1 滤波器分类 41
2.4.2 理想滤波器 42
2.4.3 实际滤波器 43
2.4.4 无源滤波器 44
2.4.5 有源滤波器 47
2.4.6 数字滤波器 48
2.5 信号转换电路 49
2.5.1 A/D转换与D/A转换 50
2.5.2 U/F转换与F/U转换 55
2.6 调制与解调 58
2.6.1 调制 59
2.6.2 解调 63
本章小结 66
本章习题 66
思考题 66
第3章 电路参量式传感器原理与应用 67
3.1 电阻式传感器 68
3.1.1 工作原理及特性 68
3.1.2 测量电路及应用实例 74
3.2 压阻式传感器 75
3.2.1 工作原理及特性 76
3.2.2 测量电路及应用实例 79
3.3 电位计式传感器 82
3.3.1 工作原理及特性 82
3.3.2 测量电路及应用实例 86
3.4 热电阻式传感器 87
3.4.1 工作原理及特性 87
3.4.2 测量电路及应用实例 91
3.5 电容式传感器 93
3.5.1 工作原理及特性 93
3.5.2 测量电路及应用实例 96
3.6 电感式传感器 98
3.6.1 工作原理及特性 98
3.6.2 测量电路及应用实例 101
3.6.3 电涡流式传感器 103
本章小结 108
本章习题 108
思考题 109
第4章 电动势式传感器原理及应用 111
4.1 压电式传感器 112
4.1.1 工作原理及特性 112
4.1.2 测量电路 114
4.1.3 应用实例 119
4.2 磁电式传感器 121
4.2.1 工作原理及特性 121
4.2.2 测量电路 126
4.2.3 应用实例 126
4.3 热电偶传感器 128
4.3.1 工作原理及特性 128
4.3.2 热电偶温度测量连接方式 133
4.3.3 应用实例 137
4.4 霍尔传感器 138
4.4.1 工作原理及特性 138
4.4.2 应用实例 140
本章小结 142
本章习题 143
思考题 144
第5章 光电传感器原理及应用 145
5.1 光电效应与光电器件 146
5.1.1 光电效应 146
5.1.2 光电器件的基本特性 146
5.1.3 光电器件的应用 149
5.2 光纤传感器 151
5.2.1 工作原理及特性 151
5.2.2 应用实例 153
5.3 光电式编码器 155
5.3.1 工作原理及特性 155
5.3.2 应用实例 157
5.4 光栅式传感器 158
5.4.1 工作原理及特性 158
5.4.2 辨向原理及应用实例 160
5.5 激光传感器 162
5.5.1 工作原理及特性 162
5.5.2 应用实例 167
5.6 CCD图像传感器 168
5.6.1 工作原理及特性 168
5.6.2 应用实例 171
5.7 CMOS图像传感器 173
5.7.1 工作原理及特性 173
5.7.2 应用实例 175
本章小结 177
本章习题 177
思考题 178
第6章 辐射式传感器原理及应用 179
6.1 红外传感器 180
6.1.1 工作原理及特性 180
6.1.2 应用实例 182
6.2 超声波传感器 185
6.2.1 工作原理及特性 185
6.2.2 测量电路及应用实例 188
6.3 核辐射传感器 193
6.3.1 工作原理及特性 194
6.3.2 应用实例 197
本章小结 200
本章习题 201
思考题 201
第7章 智能传感器原理及应用 203
7.1 微型传感器 204
7.1.1 概念及特点 204
7.1.2 典型微型传感器及应用实例 205
7.2 模糊传感器 214
7.2.1 工作原理及特性 214
7.2.2 典型模糊传感器及应用实例 220
7.3 网络传感器 223
7.3.1 基本概念及类型 223
7.3.2 典型网络传感器及应用实例 225
本章小结 230
本章习题 230
思考题 231
第8章 机器人传感技术 233
8.1 机器人视觉传感技术 234
8.1.1 固态图像传感器 234
8.1.2 双目立体视觉系统 234
8.2 机器人触觉传感技术 236
8.2.1 触觉传感器 236
8.2.2 仿生皮肤 239
8.3 机器人嗅觉传感技术 240
8.3.1 气敏传感器 240
8.3.2 电子鼻 241
8.4 机器人味觉传感技术 242
8.4.1 味觉传感器 242
8.4.2 电子舌 243
8.5 机器人听觉传感技术 243
8.5.1 听觉传感器 244
8.5.2 语音识别系统 245
本章小结 245
本章习题 246
思考题 246
第9章 虚拟仪器及在测试系统中的应用 247
9.1 虚拟仪器概述 248
9.1.1 虚拟仪器技术 248
9.1.2 NI LabVIEW概述 250
9.2 LabVIEW程序设计基础 252
9.2.1 LabVIEW数据类型 252
9.2.2 相关函数 258
9.2.3 数据分析与处理模板 262
9.2.4 程序设计基础 268
9.2.5 NI测量与自动化浏览器介绍 281
9.2.6 DAQ助手 287
9.3 虚拟仪器在传感器与测试技术中的应用实例 289
9.3.1 LabVIEW辅助测试技术 289
9.3.2 基于虚拟仪器技术的电机参数测试系统 291
本章小结 295
本章习题 295
思考题 296
第10章 传感器与测试技术应用实例 297
10.1 传感器在飞行器交会对接中的应用 298
10.1.1 相关传感器技术 298
10.1.2 线速度和线加速度的测量 301
10.1.3 角速度和角加速度的测量 302
10.1.4 目标飞行器姿态的测量 306
10.2 传感器与测试技术在直流输电在线监测系统中的应用 309
10.2.1 相关传感器技术 309
10.2.2 气象信息的测量 310
10.2.3 微风振动信息的测量 312
10.2.4 线路舞动信息的测量 313
10.2.5 其他信息的测量 314
本章小结 315
本章习题 315
思考题 315
第11章 实验内容及要求 317
11.1 温度测量 317
11.1.1 热电阻传感器测量温度性能实验 317
11.1.2 热电偶传感器测量温度性能实验 318
11.1.3 集成温度传感器测量温度性能实验 320
11.2 位移测量 321
11.2.1 电容式传感器位移测量 321
11.2.2 电感式传感器位移测量 323
11.2.3 光电传感器位移测量 325
11.3 电磁流量计测量实验 326
11.4 基于CMOS图像传感器的图像测量 329
11.5 LabVIEW模拟电压采集实验 331
附录 本书习题参考答案 337
参考文献 343