第一章 传感器与检测技术基础 1
第一节 传感器 1
一、传感器的定义与组成 1
二、传感器的分类 2
三、传感器的选用原则 2
四、传感技术的现状和发展 4
第二节 检测技术 5
一、检测技术的含义、地位和作用 5
二、工业检测技术的内容 6
三、检测系统的基本结构和类型 6
四、检测技术的现状和发展 9
第三节 传感器与检测系统的基本特性 10
一、检测系统的静态特性 10
二、检测系统的动态特性 12
第四节 测量误差及处理方法 19
一、测量误差的概念 19
二、误差的表示方法 19
三、误差的分类 21
四、误差处理 22
习题与思考题 29
第二章 传统传感器原理及应用 30
第一节 电阻式传感器 30
一、电位器式传感器 30
二、电阻应变式传感器 34
第二节 电容式传感器 46
一、电容式传感器的结构及原理 46
二、电容式传感器的测量电路 49
三、电容式传感器的应用 52
第三节 电感式传感器 55
一、自感式传感器 56
二、互感式传感器 59
三、电涡流式传感器 63
四、电感式传感器的应用 65
第四节 磁电式传感器 70
一、磁电感应式传感器 70
二、霍尔元件 72
三、磁电式传感器的应用 77
第五节 压电式传感器 79
一、压电效应与压电材料 80
二、压电式传感器的等效电路 83
三、压电式传感器的测量电路 85
四、压电式传感器的应用 87
第六节 热电式传感器 89
一、热电偶 89
二、金属热电阻（热电阻） 95
三、半导体热敏电阻 97
四、集成温度传感器 98
五、热电式传感器的应用 99
第七节 常用流量计 102
一、节流式流量计 102
二、涡轮流量计 107
三、电磁流量计 109
四、涡街流量计 111
习题与思考题 114
第三章 新型传感器原理及应用 117
第一节 气敏传感器 117
一、电阻型半导体气敏传感器的结构 117
二、电阻型半导体气敏传感器的工作原理 118
三、气敏传感器的应用 119
第二节 湿敏传感器 121
一、陶瓷电阻式湿度传感器 121
二、陶瓷电容式湿度传感器 122
三、湿敏传感器的应用 123
第三节 感应同步器 124
一、感应同步器的种类与结构 124
二、感应同步器的工作原理 125
三、输出信号的鉴别方式 126
四、感应同步器的应用 128
第四节 磁栅式传感器 128
一、磁栅 128
二、磁栅位移传感器的结构和工作原理 129
三、信号处理方式 130
四、磁栅式传感器的应用 131
第五节 光栅传感器 132
一、光栅传感器的基本工作原理 132
二、莫尔条纹及其特点 133
三、辨向原理和细分技术 134
四、光栅传感器的应用 136
第六节 光电式传感器 137
一、光电效应 137
二、光电器件 138
三、光电式传感器的应用 141
第七节 光纤传感器 143
一、光纤的结构和传光原理 144
二、光纤传感器的结构原理与分类 145
三、光纤传感器的应用 147
第八节 超声波传感器 149
一、超声波传感器的工作原理 149
二、压电式超声波传感器的类型 150
三、超声波传感器的应用 152
第九节 红外传感器 155
一、红外辐射 155
二、红外探测器（传感器） 156
三、红外传感器的应用 158
第十节 图像传感器 160
一、CCD电荷耦合器件的基本工作原理 161
二、CCD图像传感器 162
三、图像传感器的应用 164
习题与思考题 166
第四章 信号的转换与调理 167
第一节 信号的放大与隔离 167
一、测量放大器 167
二、程控增益放大器 170
三、隔离放大器 172
第二节 调制与解调 175
一、调幅与解调 175
二、调频与解调 178
第三节 信号调理电路 180
一、采样-保持器 180
二、滤波器 181
第四节 信号转换电路 184
一、电压／电流变换器 184
二、电流／电压变换器 185
三、V／F转换器 185
四、F／V转换器 187
五、A／D转换器 188
六、D／A转换电路 191
第五节 线性化处理 192
一、非线性校正方法 192
二、非线性校正电路 193
三、非线性特性的软件线性化处理 193
习题与思考题 194
第五章 抗干扰技术 196
第一节 检测系统中的干扰 196
一、干扰的种类、噪声源及防护办法 196
二、噪声耦合方式 198
三、放大器共模与差模干扰 199
第二节 常用抗干扰技术 201
一、屏蔽技术 201
二、接地技术 202
三、隔离技术 204
四、滤波器 204
五、软件抗干扰措施 206
习题与思考题 207
第六章 自动检测系统的设计及应用 208
第一节 自动检测系统的设计原则及一般步骤 208
一、自动检测系统设计原则 208
二、自动检测系统设计的一般步骤 209
第二节 加热炉温度测控系统设计 214
一、温度测控系统的设计要求与组成 214
二、温度测控系统的硬件电路 215
三、温度测控系统的软件设计 219
第三节 煤矿顶板安全监测系统 222
一、煤矿顶板安全监测系统结构与组成 222
二、系统实现功能 225
三、KJ216顶板动态监测系统 226
习题与思考题 230
第七章 智能传感器与现场总线技术 231
第一节 智能传感器概述 231
一、智能传感器的定义 231
二、智能传感器的功能与特点 231
三、智能传感器的实现途径 232
四、智能传感器的分类 233
五、智能传感器的发展趋势 234
第二节 传感器智能化技术 236
一、智能传感器的基本组成形式 236
二、传感器智能化实例 238
第三节 现场总线技术 240
一、现场总线技术概述 240
二、现场总线仪表经典实例简介 245
第四节 智能传感器应用举例 250
一、利用通用接口（USIC）构成的智能温度、压力传感器 250
二、利用信号调节电路SCA2095构成的智能传感器 251
三、具有微处理器（MCU）的单片集成压力传感器 251
四、基于ZMD31050芯片的数字式气压传感器应用 253
五、基于全系统单片集成芯片ADXL202的振动测量系统 255
六、SCR烟气脱硝现场总线控制系统 258
习题与思考题 260
第八章 虚拟仪器技术 261
第一节 虚拟仪器概述 261
一、虚拟仪器的基本概念 261
二、虚拟仪器的构成 261
三、虚拟仪器的特点 263
第二节 虚拟仪器图形化语言LabVIEW 264
一、LabVIEW应用程序 264
二、LabVIEW操作模板 265
第三节 虚拟仪器的设计及应用 270
一、虚拟仪器的设计方法及步骤 270
二、虚拟电子秤系统 271
三、位移测量系统的设计 274
习题与思考题 280
附录 281
附录A 传感器分类表 281
附录B 标准化热电阻分度表 284
附录C 标准化热电偶分度表 286
参考文献 295