傳感器檢測技術(shù)及儀表

第1章 緒論

1.1 檢測技術(shù)及儀表的地位與作用

1.1.1 檢測儀表的地位與作用

1.1.2 檢測技術(shù)是儀器儀表的技術(shù)基礎(chǔ)

1.2 傳感器概述

1.2.1 傳感器的基本概念

1.2.2 傳感器的分類和命名法

1.3 檢測儀表概述

1.3.1 檢測儀表的基本組成

1.3.2 檢測儀表的基本類型

思考題與習題

第2章 檢測系統(tǒng)的基本特性

2.1 靜態(tài)特性及性能指標

2.1.1 靜態(tài)特性

2.1.2 靜態(tài)性能指標

2.2 動態(tài)特性及性能指標

2.2.1 傳遞函數(shù)

2.2.2 階躍響應(yīng)和時域動態(tài)性能指標

2.2.3 正弦響應(yīng)和頻域動態(tài)性能指標

2.2.4 無失真檢測條件

2.3 測量誤差

2.3.1 測量誤差的概念及表達方式

2.3.2 測量誤差的分類

思考題與習題

第3章 阻抗型傳感器

3.1 電阻式傳感器

3.1.1 電位器式傳感器

3.1.2 應(yīng)變式傳感器和壓阻式傳感器

3.1.3 熱電阻和熱敏電阻

3.1.4 接口電路

3.2 電容式傳感器

3.2.1 基本原理與結(jié)構(gòu)類型

3.2.2 輸入-輸出特性

3.2.3 等效電路分析

3.2.4 接口電路

3.3 電感式傳感器

3.3.1 自感式傳感器

3.3.2 互感式傳感器（差動變壓器）

3.3.3 電渦流式傳感器

思考題與習題

第4章 電壓型傳感器

4.1 磁電式傳感器

4.1.1 基本原理和組成

4.1.2 結(jié)構(gòu)類型

4.1.3 接口電路

4.2 壓電式傳感器

4.2.1 壓電效應(yīng)及其表達式

4.2.2 壓電材料

4.2.3 壓電元件

4.2.4 接口電路

4.3 熱電偶傳感器

4.3.1 熱電效應(yīng)

4.3.2 熱電偶的材料、型號及結(jié)構(gòu)

4.3.3 冷端恒溫式熱電偶測溫電路

4.3.4 冷端補償式熱電偶測溫電路

4.4 光電式傳感器

4.4.1 光電效應(yīng)

4.4.2 光電管和光電倍增管

4.4.3 光敏電阻

4.4.4 光電池

4.4.5 光電式傳感器的基本組成和類型

4.5 霍爾傳感器

4.5.1 霍爾效應(yīng)

4.5.2 霍爾傳感器的組成與基本特性

4.5.3 霍爾傳感器的應(yīng)用

4.5.4 測量誤差及其補償辦法

思考題與習題

第5章 半導體傳感器

5.1 半導體管傳感器

5.1.1 磁敏二極管和磁敏晶體管

5.1.2 光敏二極管和光敏晶體管

5.1.3 溫敏二極管和溫敏晶體管

5.2 半導體集成傳感器

5.2.1 集成溫度傳感器

5.2.2 集成霍爾傳感器

5.2.3 集成壓力、加速度傳感器

思考題與習題

第6章 數(shù)字式傳感器

6.1 編碼器

6.1.1 直接編碼器

6.1.2 增量編碼器

6.2 光柵

6.2.1 光柵的結(jié)構(gòu)和基本原理

6.2.2 光柵辨向原理與細分技術(shù)

6.3 感應(yīng)同步器

6.3.1 感應(yīng)同步器的類型和結(jié)構(gòu)

6.3.2 感應(yīng)同步器的工作原理

6.4 頻率式傳感器

6.4.1 振弦式傳感器

6.4.2 振筒式傳感器

思考題與習題

第7章 其他傳感器

7.1 光纖傳感器

7.1.1 光導纖維的結(jié)構(gòu)和傳光原理

7.1.2 光纖傳感器的基本原理和類型

7.2 CCD圖像傳感器

7.2.1 CCD的工作原理

7.2.2 CCD圖像傳感器的結(jié)構(gòu)

7.2.3 CCD數(shù)碼照相機

7.3 紅外傳感器

7.3.1 紅外線及其特性

7.3.2 紅外探測器的類型

7.3.3 熱釋電紅外探測器

7.4 超聲波與核輻射傳感器

7.4.1 超聲波傳感器

7.4.2 核輻射傳感器

思考題與習題

第8章 幾何量的電測法

8.1 位移的電測法

8.1.1 位移電測法的分類

8.1.2 位移的間接電測法

8.2 傾角的電測法

8.2.1 擺錘式

8.2.2 液體擺式

8.2.3 氣體擺式

8.3 厚度的電測法

8.3.1 電渦流式

8.3.2 電容式

8.3.3 核輻射式和超聲波式

8.4 物（液）位的電測法

8.4.1 超聲波法

8.4.2 浮力法

8.4.3 差壓法

8.4.4 電容法

思考題與習題

第9章 機械量的電測法

9.1 轉(zhuǎn)速的電測法

9.1.1 模擬式電測法

9.1.2 計數(shù)式電測法

9.2 振動的電測法

9.2.1 相對振動傳感器與絕對振動敏感器

9.2.2 絕對振動電測法

9.3 力與荷重的電測法

9.3.1 力敏感器

9.3.2 力的間接電測法

9.3.3 電子秤

9.4 力矩的電測法

9.4.1 扭軸（扭矩敏感器）

9.4.2 力矩的扭軸式電測法

思考題與習題

第10章 熱工量的電測法

10.1 壓力與差壓的電測法

10.1.1 壓力的概念、單位和測量方法

10.1.2 壓力敏感器

10.1.3 壓力的電測法

10.1.4 差壓的電測法

10.2 溫度的電測法

10.2.1 溫度的概念、單位和測量

10.2.2 接觸式測溫法

10.2.3 溫度和溫度差的電測法

10.2.4 非接觸式測溫法

10.3 流量的電測法

10.3.1 流量的概念

10.3.2 流量-轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換法

10.3.3 流量-差壓、力、位移轉(zhuǎn)換法

10.3.4 流量-頻率轉(zhuǎn)換法

10.3.5 流量-溫度轉(zhuǎn)換法

10.3.6 非接觸式流量測量法

思考題與習題

第11章 模擬式檢測儀表

11.1 “表頭”的原理與刻度

11.1.1 “表頭”的原理

11.1.2 “表頭”的刻度

11.2 調(diào)零、調(diào)滿度與量程切換

11.2.1 常見的調(diào)零電路

11.2.2 常見的調(diào)滿度電路

11.2.3 常見的量程切換電路

11.3 模擬非線性校正

11.3.1 非線性校正的數(shù)學原理

11.3.2 非線性校正的實現(xiàn)方法

* 11.3.3 模擬非線性校正的實例

11.4 環(huán)境及溫度誤差校正

11.4.1 環(huán)境及溫度因素對測量的影響

11.4.2 環(huán)境及溫度誤差的校正電路

11.5 模擬式儀表實例

11.5.1 DDZ-Ⅲ型儀表簡介

*11.5.2 指針式萬用表

思考題與習題

第12章 數(shù)字式檢測儀表

12.1 數(shù)字“表頭”電路

12.1.1 數(shù)字顯示器

12.1.2 A/D轉(zhuǎn)換式儀表的“表頭”電路

12.1.3 脈沖計數(shù)式儀表的“表頭”電路

12.1.4 條圖顯示式儀表的“表頭”電路

12.2 數(shù)字式儀表的標度變換

12.2.1 A/D轉(zhuǎn)換式儀表的標度變換

12.2.2 脈沖計數(shù)式儀表的標度變換

12.3 數(shù)字式儀表零位調(diào)整與量程切換

12.3.1 數(shù)字式儀表的零位調(diào)整

12.3.2 數(shù)字式儀表的量程切換

12.4 數(shù)字式儀表的非線性校正

12.4.1 數(shù)字非線性校正的原理

*12.4.2 數(shù)字非線性校正的實例

12.5 數(shù)字式檢測儀表設(shè)計實例

12.5.1 數(shù)字式檢測儀表的組成方案

12.5.2 數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量儀的設(shè)計

12.5.3 數(shù)字式扭矩測量儀的設(shè)計

12.6 數(shù)字式萬用表

12.6.1 數(shù)字式萬用表的基本原理

*12.6.2 DT890D數(shù)字式萬用表電路剖析

思考題與習題

第13章 智能檢測儀表

13.1 智能儀表的基本組成

13.1.1 智能儀表的硬件組成

13.1.2 智能儀表的軟件組成

13.2 測量通道的總體設(shè)計

13.2.1 測量通道的基本組成與類型

13.2.2 傳感器的選用

13.2.3 信號調(diào)理電路的參數(shù)設(shè)計和選擇

13.2.4 采集電路組成模塊和方案的選擇

13.2.5 測量通道與微機的接口

13.3 量程自動切換與超限自動報警

13.3.1 量程自動切換

13.3.2 超限自動報警

13.4 標度變換

13.4.1 線性測量通道的標度變換

13.4.2 非線性測量通道的標度變換

13.5 非線性校正軟件算法

13.5.1 查表法

13.5.2 插值法

13.5.3 擬合法

13.6 溫度誤差的軟件校正法

13.7 智能檢測儀表實例——智能萬用表

13.7.1 數(shù)字萬用表集成芯片MAX134

13.7.2 MAX134配單片機構(gòu)成智能用表

思考題與習題

第14章 現(xiàn)代檢測新技術(shù)簡介

14.1 微型傳感器

14.1.1 微電子機械系統(tǒng)

14.1.2 微型傳感器(MEMS傳感器)

14.2 智能傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器

14.2.1 智能傳感器

14.2.2 網(wǎng)絡(luò)傳感器

14.3 物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)

14.3.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

14.3.2 傳感網(wǎng)技術(shù)

14.3.3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域

14.4 虛擬儀器

14.4.1 虛擬儀器的概念

14.4.2 虛擬儀器的組成特點

14.5 軟測量技術(shù)

14.5.1 軟測量技術(shù)的概念

14.5.2 軟測量技術(shù)的實現(xiàn)方法

14.6 多傳感器數(shù)據(jù)融合

14.6.1 多傳感器數(shù)據(jù)融合的概念及優(yōu)點

14.6.2 基本原理及融合過程

思考題與習題

主要參考文獻

2100433B

本書將傳感器原理、非電量電測法和常用儀表電路的主要內(nèi)容有機地整合為一門課程。全書14章：緒論、檢測系統(tǒng)的基本特性、阻抗型傳感器、電壓型傳感器、半導體傳感器、數(shù)字式傳感器、其它傳感器、幾何量電測法、機械量電測法、熱工量電測法、模擬式檢測儀表、數(shù)字式檢測儀表、智能檢測儀表、現(xiàn)代檢測新技術(shù)。

本書的特點是：1、特別注重歸納共性和總結(jié)規(guī)律，既通俗易懂，又簡明易記。2、率先將三類檢測儀表共性技術(shù)編入教材，大大增強了教材的實用性。3、與本書配套的教學資源豐富齊全，都發(fā)布在高等教育出版社的【數(shù)字課程網(wǎng)站】，可免費瀏覽和下載。

本書可作為應(yīng)用型（或技術(shù)型）自動化類、儀器類、電氣類、電子信息類等專業(yè)本科生的教材，也可供從事檢測儀表設(shè)計、使用、維護和管理的工作人員參考或作為自學讀物。

王曉敏，湖北省，宜昌市，三峽電力職業(yè)學院，機電工程系機電教研室主任，副教授，曾主編《傳感器檢測技術(shù)及應(yīng)用》教材。

《傳感器檢測技術(shù)及應(yīng)用》

項目1 認識傳感器

1.1 認識傳感器的組成與分類

1.2 了解傳感器的性能指標

1.3 傳感器的標定

1.4 認識傳感技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

習題

項目2 位移、速度、流量傳感器及其應(yīng)用

2.1 參量型位移傳感器

2.2 光柵磁柵位移傳感器

2.3 速度、加速度傳感器

2.4 物位流量流速傳感器

2.5 位移傳感器的應(yīng)用

2.6 綜合實訓：檢測電感式傳感器

習題

項目3 力學傳感器及其應(yīng)用

3.1 測力傳感器

3.2 扭矩傳感器

3.3 壓力傳感器

3.4 力學傳感器的應(yīng)用

3.5 綜合實訓：了解電阻應(yīng)變式傳感器

習題

項目4 溫度傳感器及其應(yīng)用

4.1 熱電式溫度傳感器

4.2 電阻式溫度傳感器

4.3 非接觸式溫度傳感器

4.4 半導體集成溫度傳感器

4.5 溫度傳感器的應(yīng)用

4.6 綜合實訓：了解熱電偶的原理及現(xiàn)象

習題

項目5 氣敏、濕度傳感器及其應(yīng)用

5.1 氣敏傳感器

5.2 濕度傳感器

5.3 水分傳感器

5.4 氣敏和濕度傳感器應(yīng)用實例

5.5 綜合實訓：檢測電容式傳感器的性能

習題

項目6 光電傳感器及其應(yīng)用

6.1 光電效應(yīng)及光電器件

6.2 紅外傳感器

6.3 激光傳感器

6.4 光纖傳感器

6.5 光電傳感器應(yīng)用實例

6.6 綜合實訓：光電傳感器(反射型)測轉(zhuǎn)速

6.7 綜合實訓：光纖位移測量

習題

項目7 視覺傳感器及其應(yīng)用

7.1 光導視覺傳感器

7.2 ccd視覺傳感器

7.3 cmos視覺傳感器

7.4 人工視覺

7.5 視覺傳感器應(yīng)用實例

7.6 綜合實訓：電渦流式傳感器的

應(yīng)用

習題

項目8 新型傳感器及其應(yīng)用

8.1 機器人傳感器

8.2 生物傳感器

8.3 微波傳感器

8.4 超聲波傳感器

8.5 新型傳感器應(yīng)用實例

8.6 綜合實訓：壓電傳感器的動態(tài)響應(yīng)

習題

項目9 傳感檢測系統(tǒng)及其應(yīng)用

9.1 傳感檢測系統(tǒng)的組成

9.2 傳感器檢測信號處理

9.3 傳感器的微機接口

9.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)

9.5 傳感器接口電路應(yīng)用實例

9.6 綜合實訓：檢測霍爾傳感器的直流激勵特性

習題

項目10 傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

10.1 傳感器在工業(yè)機器人中的應(yīng)用

10.2 傳感器在cnc機床與加工中心中的應(yīng)用

10.3 傳感器在汽車機電一體化中的應(yīng)用

10.4 傳感器在家用電器中的應(yīng)用

習題

參考文獻

本書重點講解了位移、力、視覺、觸覺、溫度、氣敏、濕度、光電、智能、生物、微波、超聲波、機器人等各種傳感器的工作原理與應(yīng)用方法，對傳感器檢測的輸出信號處理、傳感器與微機的接口、傳感器網(wǎng)絡(luò)進行了詳細敘述。書中列舉了傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究、醫(yī)療衛(wèi)生、家用電器等許多方面的應(yīng)用實例，特別是介紹了傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的具體應(yīng)用?！秱鞲衅鳈z測技術(shù)及應(yīng)用》介根據(jù)工學結(jié)合課程的教學安排，還編寫了與內(nèi)容相關(guān)的綜合實訓課題?！秱鞲衅鳈z測技術(shù)及應(yīng)用》介共10個項目，每個項目前后均附有知識目標、能力目標及習題。

《傳感器檢測技術(shù)及應(yīng)用》介選材廣泛，圖文并茂，層次分明，條理清晰，結(jié)構(gòu)合理，重點突出，深入淺出，通俗易懂，通過大量的傳感器實例分析和綜合實訓課題來幫助讀者理解傳感器的工作原理。

《傳感器檢測技術(shù)及應(yīng)用》介深度適宜，實用性強，可作為高職院校、大專院校、成人高校及本科院校舉辦的二級職業(yè)技術(shù)學院和民辦高校機電一體化、應(yīng)用電子技術(shù)、自動控制、儀器儀表測量、計算機應(yīng)用、機械制造、數(shù)控加工、模具技術(shù)等專業(yè)的教學用書，也可作為相關(guān)專業(yè)培訓教材或相關(guān)工程技術(shù)人員的參考學習用書。