第一章 传感器与测控电路基础 1
第一节 传感器与测控电路的基本概念 1
一、测控技术的定义 1
二、测控与转换系统的结构 2
三、测控与转换技术的任务 3
四、测控技术的发展方向 5
第二节 传感器与传感器技术的发展 7
一、传感器 7
二、传感器的组成 7
三、传感器的作用与地位 8
四、传感器的分类和选用 8
五、传感器技术的发展 10
第三节 传感器的特性 11
一、静态特性 11
二、动态特性 13
第四节 测量与仪器仪表知识 16
一、测量基本知识 18
二、测量方法与分类 19
三、测量仪表及其特性 21
四、智能仪器 25
五、虚拟仪器技术 28
第二章 常用传感器工作原理与应用 32
第一节 电阻式传感器 32
一、电位器式电阻传感器 32
二、应变式电阻传感器 33
三、测量电路 34
第二节 电感式传感器 36
一、自感式传感器 36
二、差动变压器 38
第三节 电容式传感器 41
一、电容式传感器的原理及结构形式 41
二、电容式传感器的主要特性 42
三、电容式传感器的测量电路 42
第四节 光电式传感器 44
一、光电效应 44
二、光电变换元件 44
第五节 热电式传感器 47
一、热电偶 47
二、热电阻 50
三、热敏电阻 51
第六节 霍尔传感器 51
一、霍尔元件的基本工作原理 51
二、霍尔片的材料和主要参数 53
三、霍尔片不等位电势及温度误差的补偿 53
四、传感器的应用 54
第七节 智能传感器 54
一、智能传感器的构成及特点 54
二、智能传感器的应用 56
第八节 传感器在汽车检测中的应用 57
一、可变电阻式液位传感器的应用 57
二、可调电感式溢流环位置传感器的应用 58
三、光电式传感器 59
四、热敏电阻式温度传感器的应用 62
五、氧传感器的应用 63
六、霍尔式曲轴位置传感器 65
第三章 常用传感器实用电路 67
第一节 RLC传感器实用电路 67
一、由电阻应变式压力传感器构成的电子秤电路 67
二、差动变压器的实用电路 68
三、交流水位检测器 69
四、电容式液位传感器制作的自动抽水系统电路 70
第二节 光电式传感器实用电路 72
一、火焰探测报警器 72
二、光电式纬线探测器 72
三、燃气器具中的脉冲点火控制器 73
四、声光控照明开关电路 73
五、用光敏三极管的声光控节能灯开关电路 74
六、光耦合可逆计数器电路 74
第三节 热电式传感器实用电路 75
一、模拟输出集成温度传感器 75
二、使用AD693的铂电阻温度传感器 76
三、铂电阻温度测控仪电路 78
四、电热饮水器温度控制电路 79
五、汽车空调温度控制器电路 80
第四节 霍尔式传感器实用电路 80
一、霍尔转速计电路 80
二、霍尔式汽车点火电路 81
三、位置检测 87
第五节 压电式传感器实用电路 88
一、压电式微型料位传感器及其应用电路 88
二、压电式力传感器在电子气压表中的应用 89
三、大气压力测量仪电路 90
第六节 半导体传感器实用电路 91
一、抽油烟机自动启动及报警装置 91
二、防止司机酗酒开车控制器 92
三、便携矿井瓦斯超限报警器 93
四、空气污染程度监测仪 93
五、湿敏电容湿度／电压转换电路 94
六、房间湿度控制电路 95
七、汽车后玻璃自动去湿电路 96
第四章 单片机接口电路及应用 98
第一节 单片机接口技术概述 98
一、单片机接口电路分类及特点 98
二、单片机接口电路设计原则 99
第二节 单片机测量系统的输入接口 100
一、前向通道概述 100
二、模拟输入通道接口技术 103
三、A/D转换器接口技术 108
四、V/F转换器接口技术 121
五、数字输入通道接口技术 125
第三节 单片机在测量系统中的应用 127
一、单片机在温度测量系统中的应用 127
二、单片机在数据采集系统中的应用 130
第五章 智能传感器与数据采集 134
第一节 智能传感器的特点和发展趋势 134
一、智能传感器的特点 134
二、智能传感器的发展趋势 135
三、集成智能传感器 137
第二节 单总线智能温度传感器的原理与应用 138
一、DS18B20型智能温度传感器的工作原理 138
二、基于DS18B20构成的单片机温控系统 143
第三节 高精度单片数据采集系统 145
一、ADμC824的性能特点 146
二、ADμC824的结构及工作原理 146
三、ADμC824在智能传感器中的应用 151
第四节 智能传感器总线接口技术 153
一、USB总线接口 153
二、I2C总线接口 156
三、HART协议简介 159
第六章 测控电路的抗干扰措施 162
第一节 干扰的类型及产生 162
一、干扰的类型 162
二、干扰的产生 164
三、信噪比和干扰叠加 165
第二节 抗干扰的措施 166
一、屏蔽 166
二、杂散电磁场干扰及其抑制 169
三、电网高频干扰及其抑制 169
四、测量电路中的自激及其消除 170
五、接地技术 170
六、隔离 174
七、滤波 175
八、平衡电路 176
九、器件内部噪声解决方法 176
十、外界干扰的解决方法 176
第七章 汽车发动机测控系统实例 180
第一节 发动机数据采集系统的硬件结构 181
一、传感器电路 181
二、信号调理电路 182
三、滤波电路 183
四、速度传感器及其信号处理电路 185
五、CPU处理系统 186
六、数据传输系统 187
第二节 发动机数据采集系统的软件系统 189
一、系统要求及特点 189
二、总体程序及中断程序流程 190
第三节 系统测试及检验 193
一、采样频率检验 194
二、一致性检验 196
三、发动机转速采集检验 199
四、系统可靠性检验 199
参考文献 201