第1章 检测技术基础 1
1.1基础知识 1
1.1.1概述 1
1.1.2检测仪表（传感器）的品质指标 3
1.1.3量值传递与仪表的校准 8
1.2测量误差与数据处理基础 10
1.2.1测量误差及其分类 10
1.2.2系统误差的消除方法 14
1.2.3随机误差及其估算 16
1.2.4测量误差的合成及最小二乘法的应用 21
1.2.5测量结果的数据处理 28
1.3智能检测系统 35
1.3.1智能检测系统中的传感器 35
1.3.2数据采集 40
1.3.3输入输出通道处理电路 45
1.3.4智能检测系统中的软件 48
第2章 热敏元件、温度传感器及应用 49
2.1热电偶 49
2.1.1热电效应 49
2.1.2热电偶的基本法则 52
2.1.3热电偶冷端温度及其补偿 54
2.2热电阻 59
2.2.1铂电阻 60
2.2.2铜热电阻 60
2.2.3其他热电阻 60
2.3热敏电阻 61
2.3.1 NTC热敏电阻的温度特性 61
2.3.2 NTC热敏电阻的温度系数 62
2.3.3 NTC热敏电阻的伏-安特性 62
2.3.4 NTC热敏电阻的安-时特性 63
第3章 应变式电阻传感器及应用 64
3.1应变式电阻传感器的工作原理 64
3.2测量电路 67
3.2.1直流电桥 67
3.2.2交流电桥 73
3.3应变式传感器的温度特性 75
3.3.1使应变片产生热输出的因素 75
3.3.2电阻应变片的温度补偿方法 76
3.4应变式电阻传感器的应用 78
3.4.1几种常见的弹性元件的应变值ε与外作用力F之间的关系 78
3.4.2应变式电阻传感器的应用 80
第4章 电感式传感器及应用 82
4.1变磁阻式传感器 82
4.1.1工作原理 82
4.1.2输出特性 83
4.1.3测量电路 85
4.1.4变磁阻式传感器的应用 87
4.2差动变压器式传感器 88
4.2.1工作原理 88
4.2.2基本特性 90
4.2.3差动变压器式传感器测量电路 90
4.2.4差动变压式传感器的应用 94
4.3电涡流式传感器 94
4.3.1工作原理 95
4.3.2基本特性 95
4.3.3电涡流形成范围 96
4.3.4电涡流式传感器的应用 98
第5章 电容式传感器及应用 101
5.1电容式传感器的工作原理和结构 101
5.1.1变极距型电容式传感器 101
5.1.2变面积型电容式传感器 103
5.1.3变介质型电容式传感器 103
5.2电容式传感器的灵敏度和非线性 104
5.3电容式传感器的信号调节电路 106
5.3.1运算放大器式电路 106
5.3.2电桥电路 107
5.3.3脉冲宽度调制电路 108
5.3.4调频测量电路 110
5.4电容器式传感器的应用 111
5.4.1电容式位移传感器 111
5.4.2电容式荷重传感器 112
5.4.3电容式压力传感器 112
第6章 压电传感器及应用 114
61压电效应 114
6.1.1压电材料的主要特性参数 114
6.1.2压电晶体的压电效应 115
6.1.3压电陶瓷的压电效应 117
62压电方程 118
6.2.1电场为零 118
6.2.2应力为零 119
6.3电荷放大器 119
6.3.1电荷放大器的输出电压 119
6.3.2实际电荷放大器的运算误差 121
6.3.3电荷放大器的下限截止频率 122
6.3.4电荷放大器的噪声及漂移特性 123
6.4压电传感器的应用 124
6.4.1压电水下声学接收换能器——水听器 124
6.4.2压电式加速度传感器 128
6.4.3压电式压力传感器 131
第7章 光电与光纤传感器及应用 132
7.1光电效应 132
7.1.1外光电效应 132
7.1.2内光电效应 132
7.2光敏电阻 133
7.2.1光敏电阻的原理和结构 133
7.2.2光敏电阻的主要参数和基本特性 134
7.2.3光敏电阻与负载的匹配 136
7.3光电池 138
7.3.1光电池的结构原理 138
7.3.2基本特性 139
7.3.3光电池的转换效率及最佳负载匹配 141
7.4光敏二极管和光敏三极管 142
7.4.1光敏管的结构和工作原理 142
7.4.2光敏管的基本特性 143
7.4.3光敏晶体管电路的分析方法 146
7.5光电传感器的类型及应用 147
7.5.1光电传感器的类型 147
7.5.2应用 148
7.6光纤传感器 152
7.6.1光导纤维导光的基本原理 153
7.6.2光纤传感器及其应用 156
第8章 集成化与数字化传感器及应用 161
8.1集成传感器 161
8.1.1概述 161
8.1.2集成压阻式传感器 162
8.1.3集成霍尔式传感器 166
8.2数字传感器 183
8.2.1概述 183
8.2.2振弦式传感器 183
8.2.3压电式谐振传感器 187
8.2.4光栅传感器及应用 189
第9章 模拟及数字式仪表 197
9.1模拟式显示仪表 197
9.1.1动圈式显示仪表 197
9.1.2自动平衡电位差计 207
9.1.3自动平衡电桥 213
9.2数字式显示仪表 218
9.2.1概述 218
9.2.2数字式显示仪表的构成及工作原理 219
9.2.3数字显示仪表举例——热电偶数字温度表 235
第10章 多传感器信息融合 241
10.1概述 241
10.1.1多传感器信息融合技术的产生与发展 241
10.1.2多传感器信息融合的必要性 242
10.1.3多传感器信息融合的定义 242
10.2多传感器信息融合的层次与结构模型 242
10.2.1信息的融合的层次模型 243
10.2.2信息融合的结构模型 245
10.3多传感器信息融合算法 247
10.3.1算法分类 247
10.3.2贝叶斯推理算法 249
10.3.3 1DS证据推理算法 250
10.3.4神经网络融合算法 252
10.4多传感器信息融合的应用 255
第11章 智能仪器与虚拟仪器 258
11.1智能仪器概述 258
11.1.1智能仪器的工作原理 258
11.1.2智能仪器的特点 259
11.1.3智能仪器的基本结构 261
11.1.4智能仪器的现状与发展趋势 262
11.2智能仪器的数据采集与处理 264
11.3智能仪器的人机接口 267
11.4虚拟仪器概述 268
11.5虚拟仪器的数据采集 270
11.5.1被测信号的实时采集 270
11.5.2数据采集卡的性能指标 271
11.5.3数据采集卡功能及应用 273
11.6典型控制算法在虚拟仪器中的实现 273
11.61数字PID控制算法原理 273
11.6.2基于位置式PID控制算法的转盘转速控制系统 275
第12章 智能检测新技术 279
12.1智能传感器与网络智能传感器 279
12.1.1概述 279
12.1.2智能传感器网络化的实现 282
12.1.3网络化智能传感器技术标准IEEE1451 288
12.2软测量技术简介 294
12.2.1概述 294
12.2.2软测量技术的构成要素 295
12.2.3软测量技术的实现与应用 298
12.3基于混沌理论的微弱信号检测技术简介 298
第13章 典型前向神经网络及其应用 303
13.1生物神经网络 303
13.2人工神经元 304
13.3人工神经网络 307
13.4感知器网络 310
13.4.1感知器的网络结构及其功能 311
13.4.2感知器权值的学习规则与训练 312
13.5自适应线性元件 317
13.5.1自适应线性神经元模型和结构 317
13.5.2 W-H学习规则及其网络的训练 318
13.6 BP网络 319
13.6.1 BP网络模型与结构 319
13.6.2 BP算法 321
13.6.3 BP网络的设计 323
13.6.4 BP网络的限制与不足 325
13.7人工神经网络的应用举例 325
思考与练习题 330
参考文献 361