第一篇 传感器与检测技术基础 1
第1章 传感器与检测技术的基础知识 1
1.1检测技术概述 1
1.1.1检测技术的内容和作用 1
1.1.2检测方法 2
1.1.3检测系统的组成 4
1.2传感器基础知识 6
1.2.1传感器的定义及组成 6
1.2.2传感器的分类 7
1.3传感器的基本特性 8
1.3.1传感器的静态特性 8
1.3.2传感器的动态特性 13
1.3.3传感器的其他要求 14
1.4本章小结 15
1.5习题 15
第2章 检测数据分析与处理 17
2.1误差理论基础 17
2.1.1误差的基本概念 17
2.1.2随机误差 22
2.1.3系统误差 27
2.1.4粗大误差 30
2.2误差的合成与分配 33
2.2.1误差的合成 34
2.2.2误差分配 34
2.2.3微小误差取舍准则 35
2.2.4最佳测量方案的确定 36
2.3测量不确定度 36
2.3.1测量不确定度的基本概念 36
2.3.2标准不确定度的评定 37
2.3.3测量不确定度的合成 38
2.3.4不确定度的报告 39
2.4本章小结 39
知识拓展：单位制与基准 40
2.5习题 41
第二篇 传感器 44
第3章 电阻式传感器 44
3.1电阻应变式传感器 44
3.1.1电阻应变片 44
3.1.2测量电路 52
3.1.3典型应用 55
3.2压阻式传感器 59
3.2.1工作原理 59
3.2.2测量电路与温度补偿 60
3.2.3典型应用 61
3.3本章小结 62
知识拓展：力、力矩检测 63
3.4习题 63
第4章 电容式传感器 65
4.1工作原理 65
4.2测量电路 72
4.3典型应用 77
4.4容栅式传感器 81
4.4.1工作原理 81
4.4.2典型应用 82
4.5本章小结 82
知识拓展：一次仪表与二次仪表 83
4.6习题 83
第5章 电感式传感器 85
5.1自感式传感器 85
5.1.1工作原理 85
5.1.2测量电路 89
5.1.3典型应用 91
5.2差动变压器 93
5.2.1工作原理与特性分析 93
5.2.2测量电路 97
5.2.3典型应用 97
5.3电涡流式传感器 99
5.3.1工作原理 99
5.3.2电涡流的形成范围 101
5.3.3测量电路 102
5.3.4典型应用 103
5.4本章小结 106
知识拓展：接近开关 106
5.5习题 107
第6章 压电式传感器 108
6.1工作原理 108
6.2测量电路 114
6.3典型应用 115
6.4本章小结 116
知识拓展：双向传感器 116
6.5习题 117
第7章 光电式传感器 118
7.1光电式传感器的基本元件 118
7.1.1光源 118
7.1.2光学元件与光路 120
7.1.3光电效应与传统光电器件 120
7.2新型光电器件 129
7.2.1 CCD 129
7.2.2 CMOS图像传感器 131
7.2.3 PSD 131
7.3光栅式传感器 132
7.3.1工作原理 133
7.3.2辨向原理和细分电路 135
7.4光纤式传感器 137
7.5典型应用 140
7.6本章小结 144
知识拓展：位移检测 144
7.7习题 145
第8章 磁电式传感器 146
8.1霍尔式传感器 146
8.1.1工作原理 146
8.1.2测量电路 152
8.1.3典型应用 152
8.2磁电感应式传感器 156
8.2.1工作原理 156
8.2.2测量电路 159
8.2.3典型应用 159
8.3磁敏元器件 161
8.3.1磁敏电阻 161
8.3.2磁敏二极管 162
8.3.3磁敏晶体管 162
8.4磁栅式传感器 162
8.4.1工作原理 163
8.4.2典型应用 164
8.5本章小结 165
知识拓展：转速检测 165
8.6习题 165
第9章 波式和射线式传感器 167
9.1红外传感器 167
9.1.1物理基础 167
9.1.2红外探测器 167
9.1.3典型应用 168
9.2超声波传感器 170
9.2.1物理基础 170
9.2.2工作原理 172
9.2.3典型应用 174
9.3核辐射传感器 176
9.3.1物理基础 177
9.3.2组成及防护 178
9.3.3典型应用 180
9.4微波传感器 182
9.4.1工作原理 182
9.4.2典型应用 183
9.5本章小结 184
知识拓展：无损检测 185
9.6习题 185
第10章 其他传感器 186
10.1气体传感器 186
10.1.1半导体气敏传感器 186
10.1.2其他气体传感器 190
10.1.3典型应用 191
10.2湿度传感器 191
10.2.1湿度检测的基本知识 191
10.2.2工作原理 193
10.2.3测量电路 198
10.3生物传感器 199
10.3.1生物传感器概述 199
10.3.2工作原理 201
10.3.3生物芯片 203
10.3.4生物传感器的发展 205
10.4本章小结 205
10.5习题 205
第三篇 检测技术 207
第11章 温度检测 207
11.1温度检测概述 207
11.1.1温度测量方法 208
11.1.2温标 208
11.2膨胀式温度计 210
11.3热电偶 211
11.3.1热电效应 211
11.3.2热电偶的材料、型号及结构 215
11.3.3热电偶测温电路 217
11.4热电阻与热敏电阻 222
11.4.1金属热电阻 222
11.4.2热敏电阻 224
11.5集成温度传感器 225
11.6测温仪表的选用与安装 227
11.6.1测温仪表的选用 227
11.6.2测温元件的安装 228
11.7本章小结 229
11.8习题 229
第12章 压力检测 232
12.1压力检测概述 232
12.1.1压力的定义 232
12.1.2压力的计量单位 232
12.1.3压力检测的基本方法 233
12.2液柱式压力计 233
12.2.1 U形管压力计 234
12.2.2单管压力计 235
12.2.3斜管压力计 235
12.2.4使用液柱式压力计的注意事项 235
12.3弹性式压力计 236
12.4压力传感器 238
12.4.1振筒式压力传感器 239
12.4.2振膜式压力传感器 239
12.4.3振弦式压力传感器 240
12.5差压变送器 241
12.5.1力平衡式差压变送器 241
12.5.2电容式差压变送器 242
12.5.3压阻式压力变送器 242
12.6压力表校验 243
12.7压力表的选用与安装 245
12.7.1压力表的选用 245
12.7.2压力表的安装 246
12.8本章小结 247
12.9习题 248
第13章 流量检测 250
13.1流量测量的基本知识 250
13.2差压式流量计 251
13.3转子流量计 255
13.4电磁流量计 257
13.5容积式流量计 258
13.5.1椭圆齿轮流量计 258
13.5.2腰轮转子流量计 259
13.5.3齿轮流量计 259
13.6涡轮流量计 259
13.7涡街流量计 260
13.8靶式流量计 262
13.9超声波流量计 263
13.10质量流量计 264
13.10.1直接式质量流量计 264
13.10.2推导式质量流量计 269
13.11流量标准装置 271
13.11.1静态质量法液体流量标准装置 271
13.11.2标准体积管法流量标准装置 272
13.11.3钟罩式气体流量标准装置 273
13.11.4流量标定柱 274
13.12本章小结 275
13.13习题 276
第14章 物位检测 278
14.1浮力式液位检测 278
14.1.1恒浮力式液位检测 278
14.1.2变浮力式液位检测 282
14.2差压式液位计 282
14.3电容式物位计 285
14.4超声波物位传感器 286
14.4.1超声波物位计 286
14.4.2磁致伸缩液位计 287
14.5本章小结 288
14.6习题 289
第15章 数字式检测仪表 291
15.1数字式检测仪表的设计 291
15.2数字式仪表的设计实例 293
15.3检测仪表的抗干扰技术 296
15.3.1干扰的分类 296
15.3.2干扰的引入 297
15.3.3干扰的抑制方法 298
第16章 检测新技术 302
16.1智能传感器 302
16.2软测量技术 304
16.3无线传感器网络 306
16.4多传感器数据融合 309
附录 314
附录A 正态分布积分表 314
附录B t分布表 314
附录C K型镍铬-镍硅分度表 315
附录D S型铂铑10-铂热电偶分度表 319
附录E Pt100铂电阻分度表 320
附录F Cu50分度表 322
附录G 常用压力表规格及型号 323
参考文献 325