第1章 检测技术的基础知识 1
1.1 检测技术的基本概念 1
1.1.1 检测技术 1
1.1.2 自动检测系统 1
1.1.3 传感器 2
1.2 测量方法 4
1.2.1 直接测量、间接测量与联立测量 4
1.2.2 比较式测量 4
1.3 测量误差 5
1.3.1 误差的基本概念及表达方式 5
1.3.2 误差的分类与来源 6
1.3.3 系统误差和随机误差的表达式 7
1.3.4 基本误差和附加误差 7
1.3.5 测量误差的估计和校正 8
1.4 传感器的基本特性 10
1.4.1 传感器的静态特性 11
1.4.2 传感器的动态特性 16
思考题与习题 22
第2章 温度检测 24
2.1 温标及测温方法 24
2.1.1 温标 24
2.1.2 温度检测的主要方法及分类 25
2.2 膨胀式温度计 26
2.2.1 双金属温度计 27
2.2.2 压力式温度计 27
2.3 电阻式温度传感器 28
2.3.1 金属热电阻传感器 28
2.3.2 半导体热敏电阻传感器 31
2.4 热电偶传感器 34
2.4.1 热电偶测温原理 34
2.4.2 热电极材料及常用热电偶 37
2.4.3 热电偶的结构 40
2.4.4 热电偶冷端温度补偿 41
2.4.5 热电偶常用测温电路 43
2.5 辐射式温度传感器 45
2.5.1 辐射测温的物理基础 45
2.5.2 辐射测温方法 46
2.6 光纤传感器 48
2.6.1 光纤传感原理 48
2.6.2 光纤温度传感器 50
2.7 集成温度传感器 52
2.7.1 电流输出型集成温度传感器AD590 52
2.7.2 集成温控开关 55
2.8 测温系统实例 56
2.8.1 高精度K型热电偶数字温度仪表 56
2.8.2 红外热辐射温度仪 59
思考题与习题 61
第3章 压力及力检测 62
3.1 压力的概念及单位 62
3.2 应变式压力计 64
3.2.1 电阻应变效应 64
3.2.2 电阻应变片 65
3.2.3 电阻应变片的粘贴及温度补偿 67
3.2.4 转换电路 68
3.2.5 应变式压力传感器 70
3.2.6 应变式力传感器 73
3.3 压电式压力及力传感器 75
3.3.1 压电效应 75
3.3.2 压电材料 77
3.3.3 测量电路 79
3.3.4 压电式压力传感器 82
3.4 压磁式压力传感器 83
3.4.1 压磁式传感器工作原理 83
3.4.2 压磁元件 84
3.4.3 压磁式测力传感器应用特点 85
3.5 电容式压力及力传感器 85
3.5.1 电容式传感器的工作原理 85
3.5.2 差分电容式传感器 87
3.5.3 测量电路 88
3.5.4 电容式压力及力传感器 91
3.6 霍尔式压力计 94
3.6.1 霍尔效应 94
3.6.2 霍尔式压力计工作原理 95
3.6.3 霍尔式压力计的误差及补偿 96
3.6.4 霍尔式压力计 99
3.7 电子秤 99
3.7.1 电子秤的原理 99
3.7.2 称重传感器原理 100
3.7.3 电子秤的应用 101
3.8 差分变压器 102
3.8.1 差分变压器工作原理及特性 102
3.8.2 差分变压器测压力 103
3.9 测压系统实例 104
3.9.1 应变式压力测量系统 104
3.9.2 电子扫描多点压力测量系统 105
思考题与习题 106
第4章 流量检测 108
4.1 流量的检测方法 108
4.1.1 节流差压法 108
4.1.2 容积法 109
4.1.3 速度法 109
4.1.4 流体阻力法 109
4.1.5 流体振动法 109
4.1.6 质量流量测量 109
4.2 差压式流量计 110
4.2.1 节流装置的工作原理 110
4.2.2 流量方程 111
4.2.3 流量系数的确定 112
4.2.4 标准节流装置 113
4.2.5 取压方式 113
4.2.6 差压计 115
4.2.7 标准节流装置的安装要求 117
4.2.8 差压式流量计的使用 119
4.3 容积式流量计 119
4.3.1 椭圆齿轮流量计 120
4.3.2 腰轮流量计 120
4.3.3 旋转活塞式流量计 120
4.3.4 刮板式流量计 121
4.4 速度式流量计 122
4.4.1 叶轮式流量计 122
4.4.2 涡轮式流量计 123
4.5 振动式流量计 123
4.5.1 漩涡式流量计 124
4.5.2 旋进式漩涡流量计 125
4.6 电磁流最计 126
4.6.1 电磁流量计的工作原理 126
4.6.2 电磁流量计的结构 126
4.7 质量流量的测量 127
4.7.1 推导式质量流量测量 127
4.7.2 直接式质量流量测量 129
思考题与习题 130
第5章 物位及厚度检测 131
5.1 浮力式物位检测 131
5.1.1 恒浮力式物位检测 131
5.1.2 变浮力式物位检测 132
5.2 静压式物位检测 133
5.2.1 静压式物位检测原理 133
5.2.2 压力计式液位计 134
5.2.3 差压式液位计 135
5.2.4 量程迁移 135
5.3 电容式物位计 137
5.3.1 电容式物位计原理 137
5.3.2 电容式物位传感器 138
5.3.3 电容式物位传感器应用举例 139
5.4 超声传感器及物位、厚度检测 140
5.4.1 超声检测原理 140
5.4.2 超声传感器 142
5.4.3 超声传感器测物位 143
5.4.4 超声传感器测厚度 145
5.5 核辐射物位与厚度检测 147
5.5.1 放射源和探测器 147
5.5.2 测量电路 151
5.5.3 核辐射厚度计 151
5.5.4 核辐射液位计 152
5.6 电涡流传感器及厚度检测 152
5.6.1 涡流效应 153
5.6.2 高频反射式涡流传感器 153
5.6.3 低频透射式涡流传感器 156
思考题与习题 157
第6章 位移检测 158
6.1 电感式传感器与位移检测 158
6.1.1 电感式传感器的工作原理及分类 158
6.1.2 电感式传感器输出特性 160
6.1.3 差分电感式传感器原理 160
6.1.4 电感式位移计 162
6.2 差分变压器位移计 163
6.2.1 差分变压器位移计的结构 163
6.2.2 差分变压器位移计的测量电路 164
6.3 电位器传感器 165
6.3.1 电位器传感器基本工作原理 166
6.3.2 电位器传感器输出特性 166
6.3.3 电位器传感器结构 167
6.3.4 电位计式位移传感器 167
6.4 感应同步器 168
6.4.1 感应同步器的结构 168
6.4.2 感应同步器的工作原理 171
6.4.3 感应同步器的电气参数 172
6.4.4 数字位置测量系统 172
6.5 光栅位移测试 174
6.5.1 光栅的基本结构 174
6.5.2 光栅传感器的工作原理 175
6.6 码盘式传感器 177
6.6.1 光电码盘式传感器的工作原理 178
6.6.2 光电码盘 178
6.6.3 光电码盘的应用 181
6.7 电涡流位移计 182
6.8 电容式位移传感器 182
6.8.1 单电极的电容式位移传感器及其应用 183
6.8.2 变面积差分式电容位移传感器及其应用 183
思考题与习题 185
第7章 速度及加速度检测 186
7.1 磁电感应式速度传感器 186
7.1.1 磁电感应式传感器工作原理及测量电路 186
7.1.2 磁电感应式传感器的灵敏度K 187
7.1.3 磁电式速度传感器 189
7.2 光电式转速计 191
7.2.1 工作原理 191
7.2.2 基本测量电路 192
7.3 测速发电机及电磁脉冲式转速计 192
7.3.1 测速发电机 192
7.3.2 电磁脉冲式转速计 193
7.4 加速度传感器 194
7.4.1 压电式加速度传感器 194
7.4.2 电阻应变式加速度传感器 196
7.4.3 力平衡式加速度传感器 196
思考题与习题 197
第8章 磁场与成分参数检测 198
8.1 磁敏传感器 198
8.1.1 磁敏电阻 198
8.1.2 磁敏二极管 200
8.1.3 磁敏晶体管 201
8.2 磁场检测 203
8.2.1 电磁感应法测磁场 203
8.2.2 磁通门磁强计测量磁场 206
8.2.3 霍尔效应测量磁场 207
8.2.4 核磁共振法测量磁场 208
8.3 气体成分检测 208
8.3.1 热导式气体分析仪 209
8.3.2 热磁式气体分析仪 210
8.3.3 红外线气体分析仪 211
8.4 气敏传感器 213
8.4.1 半导体气敏传感器 214
8.4.2 红外吸收式气敏传感器 216
8.5 湿度和含水量的检测 217
8.5.1 湿度的检测 217
8.5.2 含水量的检测 219
8.6 液体浓度的检测 219
8.6.1 溶液的电导率与浓度的关系 220
8.6.2 电导检测器及测量电路 220
思考题与习题 220
第9章 光电检测 222
9.1 光电效应及光电器件 222
9.1.1 外光电效应及器件 222
9.1.2 内光电效应及器件 224
9.1.3 阻挡层光电效应及器件 226
9.2 光电耦合器件 229
9.2.1 光电耦合器件的结构和原理 229
9.2.2 光电耦合器的组合形式 230
9.2.3 光电耦合器的特性曲线 230
9.2.4 光电耦合器的应用 230
9.3 电荷耦合器件（CCD） 231
9.3.1 CCD的基本工作原理 231
9.3.2 CCD器件 234
9.3.3 电荷耦合器件（CCD）的应用 236
9.4 数码照相机 237
9.4.1 数码照相机的特点 237
9.4.2 数码照相机的组成原理 238
9.4.3 数码照相机的发展 240
思考题与习题 240
第10章 抗干扰技术 241
10.1 干扰的类型及产生 241
10.1.1 干扰的类型 241
10.1.2 干扰的产生 242
10.1.3 信噪比和干扰叠加 243
10.2 干扰信号的耦合方式 244
10.2.1 静电电容耦合 244
10.2.2 电磁耦合 244
10.2.3 共阻抗耦合 245
10.2.4 漏电流耦合 245
10.2.5 电子测量装置的两种干扰 246
10.2.6 共模干扰抑制比 247
10.3 常用的抑制干扰措施 247
10.3.1 屏蔽技术 248
10.3.2 接地技术 249
10.3.3 浮置 251
10.4 其他抑制干扰措施 251
10.4.1 隔离 251
10.4.2 滤波 252
10.4.3 平衡电路 253
10.4.4 脉冲电路的噪声抑制技术 253
思考题与习题 255
参考文献 256