第1章 信号分析基本知识 1
1.1测试、信息与信号基本知识 1
1.1.1测试、信息和信号的定义 1
1.1.2测试、信息处理的基本内容 2
1.1.3测试、信息处理的发展概况 3
1.1.4信息与信息技术 4
1.1.5信息科学 5
1.1.6信息技术 5
1.1.7信息与信号 7
1.2信号分类与描述 7
1.2.1信号的分类 7
1.2.2信号的描述 8
1.3检测与控制系统及检测技术 8
1.3.1传感器是检测与控制系统的首要环节 8
1.3.2检测电路是检测与控制系统功能实现的基本电路 9
第2章 检测技术的基本知识 12
2.1检测技术及检测系统 12
2.1.1检测技术的概念与作用 12
2.1.2检测技术的发展与展望 13
2.1.3检测系统的基本组成 14
2.2测量的基本知识 17
2.2.1测量的基本概念 17
2.2.2测量方法 17
2.3测量误差的分析 19
2.3.1误差的基本概念 19
2.3.2测量误差的分析 20
2.3.3误差的处理 24
2.4检测装置的基本要求 26
2.4.1对检测装置的基本要求概述 26
2.4.2线性系统及其主要性质 26
2.4.3检测装置的静态特征与动态特征 27
2.4.4不失真检测的条件 30
2.4.5负载效应 31
第3章 传感器的基本概念 33
3.1传感器的地位和作用 33
3.2传感器的定义与组成 34
3.3传感器的分类 35
3.4传感器的基本特性 36
3.5传感器的应用领域及其发展 36
3.5.1传感器的应用领域 36
3.5.2传感器的发展趋势 38
第4章 常用传感器的工作原理及应用 40
4.1电阻式传感器 40
4.1.1电位器式传感器 40
4.1.2电阻应变片 41
4.1.3热电阻传感器 46
4.1.4热敏电阻传感器 48
4.1.5压敏电阻 50
4.1.6气敏电阻 52
4.1.7湿敏电阻 55
4.1.8光敏电阻 57
4.2电容式传感器 60
4.2.1电容式传感器的基本原理及性能特点 60
4.2.2测量电路 62
4.2.3实际中存在的问题及其解决方法 66
4.2.4电容式传感器的特点 67
4.2.5电容式传感器的应用 68
4.3电感式传感器 71
4.3.1自感式传感器 71
4.3.2变压器式传感器 73
4.4压电式传感器 77
4.4.1压电式传感器的工作原理 77
4.4.2压电材料及压电元件的结构 80
4.4.3压电式传感器的测量电器 82
4.4.4压电式传感器的应用 84
4.5霍尔传感器 86
4.5.1霍尔元件的基本工作原理 86
4.5.2霍尔元件的基本结构和主要技术指标 88
4.5.3霍尔元件的测量电路 90
4.5.4霍尔传感器的应用 94
4.6热敏传感器 97
4.6.1热电偶 97
4.6.2热电阻式传感器 103
4.7数字式传感器 106
4.7.1光栅数字式传感器 106
4.7.2磁栅数字式传感器 114
第5章 新型传感器 120
5.1仿生传感器 120
5.1.1机器人内部传感器概述 120
5.1.2机器人外部传感器 122
5.2光纤传感器 126
5.2.1光纤结构 126
5.2.2光纤传感器的工作原理 127
5.2.3光纤传感器的特点 128
5.2.4光纤传感器的应用举例 129
5.3微型传感器 131
5.3.1电容式微型传感器 131
5.3.2电感式微型传感器 132
5.3.3压阻式微型传感器 132
5.3.4热敏电阻式微型传感器 133
5.4集成传感器 133
5.4.1集成温度传感器 134
5.4.2智能传感器应用举例 135
第6章 检测电路与信号的变换 138
6.1传感器与检测电路的一般结构形式 138
6.1.1传感器输出信号的特点 138
6.1.2传感器信号的处理方法 139
6.1.3传感器和传感器接口与检测电路的一般结构形式 139
6.2传感器接口电路 140
6.2.1阻抗匹配器 140
6.2.2电桥电路 142
6.2.3放大电路 146
6.3信号处理电路 149
6.3.1信号滤波 149
6.3.2调制与解调电路 150
6.4信号变换电路 157
6.4.1集成电压比较器 158
6.4.2采样保持器 160
6.4.3多路模拟开关 160
6.4.4电压/电流变换器 162
6.4.5电压/频率变换器 165
6.4.6模数转换原理 167
6.5滤波器 172
6.5.1概述 172
6.5.2理想滤波器与实际滤波器 174
第7章 信号处理基础及传感器与检测系统的干扰抑制技术 179
7.1模拟信号的处理 179
7.2数字信号的处理 180
7.3电桥电路 182
7.3.1直流测量电桥分析 182
7.3.2交流测量电桥分析 185
7.4信号的放大与隔离 186
7.5信号的变换 191
7.6噪声的形成 193
7.6.1噪声源 193
7.6.2噪声的耦合方式 195
7.6.3噪声的干扰模式 197
7.7硬件抗干扰技术 199
7.7.1接地技术 199
7.7.2屏蔽技术 201
7.7.3滤波技术 202
7.8软件抗干扰技术 203
7.8.1数字滤波 203
7.8.2软件冗余技术 204
7.8.3软件陷阱技术 205
7.8.4“看门狗”技术 205
第8章 传感器与检测技术应用案例分析 206
8.1可燃性气体报警器 206
8.1.1半导体气敏传感器 207
8.1.2接触燃烧气敏传感器 209
8.2测重仪 210
8.3谷物水份测试仪 211
8.4温度变送器 212
8.4.1主要技术指标 213
8.4.2工作原理 213
8.5智能温度湿度检测与控制仪 216
参考文献 218