第1章 概论 1
1.1 传感器 1
1.1.1 传感器定义 1
1.1.2 传感器的组成 1
1.1.3 传感器的分类 2
1.1.4 传感技术的现状和发展 4
1.2 检测技术 5
1.2.1 检测系统的基本结构和类型 5
1.2.2 检测技术的应用 8
1.2.3 检测技术的现状与发展 9
第2章 传感器与测量系统的基本特性 12
2.1 测量系统的静态特性 12
2.2 测量系统的动态特性 16
2.2.1 测量系统的数学模型 16
2.2.2 常见测量系统的数学模型 18
2.2.3 测量系统的动态特性 21
2.3 传感器的标定 25
2.4 测量系统的标定 25
2.5 测量系统的不失真测量 26
2.5.1 输出信号的失真 27
2.5.2 不失真测量条件 27
思考题与习题 28
第3章 信号分析及其在检测技术中的应用 29
3.1 信号的分类 29
3.1.1 确定性信号和非确定性信号 29
3.1.2 连续时间信号和离散时间信号 32
3.2 信号的时域分析 32
3.3 信号的频域分析 35
3.3.1 周期信号与离散频谱 35
3.3.2 非周期信号与连续频谱 38
3.3.3 傅里叶变换的性质 40
3.3.4 离散时间信号的频谱 41
3.4 信号的相关分析 44
3.4.1 相关 44
3.4.2 自相关函数 45
3.4.3 互相关函数 46
3.4.4 相关函数的应用 47
3.4.5 相关函数的估计值 50
思考题与习题 50
第4章 传感器原理 52
4.1 电参数型传感器 52
4.1.1 电阻应变片式传感器 52
4.1.2 电感式传感器 58
4.1.3 电容式传感器 67
4.2 电量型传感器 73
4.2.1 热电式传感器 73
4.2.2 压电式传感器 81
4.3 光电传感器 88
4.3.1 光电效应 88
4.3.2 光电器件 89
4.3.3 光电传感器的应用 93
4.4 光纤传感器 95
4.4.1 光纤传感器概述 96
4.4.2 光调制方式 98
4.4.3 光纤传感器的应用 101
4.5 半导体物性传感器 102
4.5.1 半导体气敏传感器 103
4.5.2 半导体湿敏传感器 107
4.5.3 霍耳式传感器 112
4.6 数字式传感器 118
4.6.1 光栅传感器 118
4.6.2 感应同步器 123
思考题与习题 124
第5章 信号调理技术 129
5.1 概述 129
5.2 信号放大电路 129
5.2.1 差动放大电路 130
5.2.2 仪用放大电路 131
5.2.3 可编程增益放大电路 134
5.2.4 隔离放大电路 138
5.3 信号转换电路 140
5.3.1 电压—电流变换电路 140
5.3.2 电流—电压变换电路 142
5.3.3 AC-DC转换电路 143
5.3.4 电压／频率转换电路 148
5.3.5 A/D转换电路 150
5.3.6 D/A转换电路 159
5.4 信号处理电路 161
5.4.1 信号滤波电路 161
5.4.2 信号调制解调电路 169
5.4.3 采样保持电路 172
5.5 数字信号调理技术 174
5.5.1 离散傅里叶变换DFT 174
5.5.2 快速傅里叶变换 177
5.5.3 数字滤波器 181
5.5.4 滤波器分析设计工具的应用 195
思考题与习题 196
第6章 测量误差分析与测量数据基本处理算法 198
6.1 测量误差分析 198
6.1.1 测量误差的基本概念 198
6.1.2 测量误差的分类 199
6.1.3 系统误差 200
6.1.4 随机误差 203
6.1.5 粗差的判别与剔除 209
6.1.6 数据位数的确定 210
6.1.7 测量数据处理 211
6.2 测量数据处理基本算法 213
6.2.1 克服随机误差的软件算法 213
6.2.2 消除系统误差的软件算法 220
6.2.3 传感器的温度误差校正 227
6.2.4 标度变换处理技术 229
思考题与习题 232
第7章 现代检测技术 234
7.1 智能传感器 234
7.1.1 智能传感器的概念及实现途径 234
7.1.2 智能传感器的硬件构成及设计 237
7.1.3 智能传感器中的软件设计 243
7.1.4 智能传感器的发展方向 245
7.2 现场总线 246
7.2.1 现场总线技术概述 246
7.2.2 几种有影响的现场总线 248
7.2.3 现场总线应用实例 251
7.2.4 现场总线智能传感器 258
7.3 虚拟仪器 260
7.3.1 虚拟仪器概述 260
7.3.2 虚拟仪器软件与开发平台 261
7.3.3 虚拟仪器的应用 262
7.4 多传感器信息融合技术 263
7.4.1 概述 263
7.4.2 信息融合的基本原理 264
7.4.3 多传感器信息融合的结构及功能模型 264
7.4.4 传感器信息融合的应用实例——传感器在线故障识别系统 266
7.5 软测量技术 270
7.5.1 软测量建模方法 271
7.5.2 模型实时演算的工程化实施技术 271
7.5.3 软测量技术在工业中的应用 272
7.6 无线传感器网络 273
7.6.1 无线传感器网络概述 273
7.6.2 ZigBee无线通信技术 276
7.6.3 路由（Routing） 279
思考题与习题 280
第8章 检测系统的抗干扰技术 281
8.1 干扰的来源及分类 281
8.1.1 外部干扰 281
8.1.2 内部干扰 282
8.2 硬件抗干扰技术 282
8.2.1 串模干扰的抑制 282
8.2.2 共模干扰的抑制 284
8.2.3 电磁干扰的抑制 284
8.2.4 隔离技术 289
8.3 软件抗干扰技术 291
8.3.1 CPU抗干扰技术 291
8.3.2 输入输出的抗干扰技术 297
思考题与习题 298
第9章 传感与检测技术的应用实例 299
9.1 血液凝固检测系统设计 299
9.2 自动化专业综合实验平台设计 301
9.3 智能温度测控仪 304
9.4 信号频谱分析应用 305
9.5 无线传感器网络在温度测量上的应用分析 309
附录 标准化热电偶分度表 316
参考文献 324