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Contents 1
第1章 检测技术的基本知识 1
1.1 测量方法及检测系统的组成 1
1.1.1 测量的基本概念 1
1.1.2 测量方法 2
1.1.3 检测系统的组成 3
1.2 误差的基本概念 5
1.2.1 测量误差 5
1.2.2 误差的处理及消除方法 8
思考题和习题 13
第2章 传感器的基本概念 14
2.1 传感器的定义与组成 14
2.2 传感器的分类 15
2.3 传感器的基本特性 15
2.3.1 传感器的静态特性 15
2.3.2 传感器的动态特性 18
2.4 传感器的应用领域及其发展 19
2.4.2 传感器的发展 20
2.4.1 传感器的应用领域 20
2.5 传感器的正确选用 22
思考题和习题 23
第3章 常用传感器的工作原理及应用 24
3.1 电阻式传感器 24
3.1.1 电阻式传感器的工作原理 24
3.1.2 电位器式传感器 24
3.1.3 电阻应变式传感器 26
3.2.1 电容式传感器的工作原理 31
3.2 电容式传感器 31
3.2.2 电容式传感器的测量电路 34
3.2.3 电容式传感器的应用 36
3.3 电感式传感器 39
3.3.1 自感式传感器 39
3.3.2 互感式传感器 41
3.3.3 电感式传感器的应用 45
3.4 压电式传感器 45
3.4.1 压电效应 45
3.4.3 压电式传感器的应用 48
3.4.2 压电式传感器的测量电路 48
3.5 霍尔传感器 50
3.5.1 霍尔元件的工作原理 50
3.5.2 霍尔传感器的测量电路 52
3.5.3 霍尔集成电路 52
3.5.4 霍尔传感器的应用 53
3.6 热敏传感器 55
3.6.1 热电偶 56
3.6.2 热电阻式传感器 63
3.6.3 热电阻式传感器的应用 66
思考题和习题 67
第4章 数字式传感器 69
4.1 光栅数字式传感器 69
4.1.1 光栅的分类 69
4.1.2 光栅传感器的结构和工作原理 71
4.1.3 光栅传感器的测量电路 72
4.1.4 光栅传感器的应用 77
4.2 磁栅数字式传感器 78
4.2.1 磁栅的结构和种类 78
4.2.2 磁头的结构和种类 79
4.2.3 磁栅传感器的信号处理 80
4.2.4 磁栅传感器的应用 81
4.3 感应同步器 82
4.3.1 感应同步器的类型和结构 82
4.3.2 感应同步器的工作原理 85
4.3.3 感应同步器的信号处理 86
4.3.4 感应同步器的应用 88
4.4 编码器 89
4.4.1 脉冲盘式编码器 89
4.4.2 码盘式编码器 91
思考题和习题 95
第5章 新型传感器 96
5.1 仿生传感器 96
5.1.1 机器人内部传感器概述 97
5.1.2 机器人外部传感器 98
5.2 光纤传感器 102
5.2.1 光纤结构 103
5.2.2 光纤传感器的工作原理 103
5.2.3 光纤传感器的特点 104
5.2.4 光纤传感器的应用举例 105
5.3 微型传感器 107
5.3.1 电容式微型传感器 107
5.3.2 电感式微型传感器 108
5.3.3 压阻式微型传感器 108
5.3.4 热敏电阻式微型传感器 109
5.4 集成传感器 109
5.4.1 集成温度传感器 110
5.4.2 智能压力传感器 112
5.5 新型传感器研发的重点领域 115
思考题和习题 117
第6章 传感器与检测系统的信号处理技术 118
6.1 电桥电路 118
6.1.1 直流电桥 119
6.1.2 交流电桥 121
6.2 信号的放大与隔离 123
6.2.1 运算放大器 123
6.2.2 测量放大器 124
6.2.3 程控测量放大器PGA 127
6.2.4 隔离放大器 128
6.3 信号的变换 131
6.3.1 电压与电流转换 132
6.3.2 电压与频率的相互转换 133
思考题和习题 135
第7章 传感器与检测系统的干扰抑制技术 137
7.1 噪声干扰的形成 137
7.1.1 噪声源 137
7.1.2 噪声的耦合方式 139
7.1.3 噪声的干扰模式 141
7.2.1 接地技术 142
7.2 硬件抗干扰技术 142
7.2.2 屏蔽技术 144
7.2.3 滤波技术 145
7.3 软件抗干扰技术 146
7.3.1 数字滤波 146
7.3.2 软件冗余技术 148
7.3.3 软件陷阱技术 149
7.3.4 “看门狗”技术 149
思考题和习题 149
8.1.1 简单受力状态的应变测量 150
第8章 典型非电参量的测试方法 150
8.1 应变的测量 150
8.1.2 复杂受力情况下单向应力应变测量 152
8.1.3 平面应力状态的应力测量 155
8.2 力及压力的测量 156
8.2.1 弹性力传感器 156
8.2.2 电阻应变式力传感器 158
8.2.3 其他力传感器 159
8.3 位移的测量 161
8.3.1 电阻式位移传感器 162
8.3.2 电涡流式位移传感器 164
8.3.3 其他位移传感器 166
8.4 振动的测量 167
8.4.1 测振传感器 168
8.4.2 激振方式 170
8.4.3 激振器 171
8.5 流量的测量 173
8.5.1 差压流量传感器 173
8.5.2 涡轮流量计 174
8.5.3 电磁流量计 175
8.5.4 超声波流量计 177
8.5.5 流量传感器的选用 178
思考题和习题 179
第9章 计算机控制测试系统 181
9.1 数据采集系统 181
9.1.1 数据采集系统的主要功能 182
9.1.2 数据采集系统的基本结构 183
9.1.3 数据采集系统的设计 184
9.2 典型的数据采集系统 186
9.2.1 PC标准总线系统 187
9.2.2 STD标准总线系统 188
9.2.3 GPIB标准总线系统 189
9.2.4 VXI标准总线系统 190
9.2.5 CAMAC标准总线系统 191
9.3 虚拟仪器 192
9.3.1 虚拟仪器的分类与应用 192
9.3.2 虚拟仪器的组成 194
思考题和习题 195
附录 标准化热电偶分度表 196