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第1章 绪论 1

1．1传感器与测试技术概述 1

1．2传感器的组成及分类 2

1．2．1传感器的组成 2

1．2．2传感器的分类 3

1．2．3传感器与测试技术在工程中的地位 4

1．2．4传感器与测试技术的发展状况 6

1．3本课程的学习要求与特点 7

思考与练习题1 8

第2章 传感器与测试技术的基本知识 9

2．1传感器与测试系统特性 9

2．1．1非电量电测系统的组成 9

2．1．2传感器与测试系统的静态特性 10

2．1．3传感器与测试系统的动态特性 13

2．2测量的基础知识 14

2．2．1测量方法 14

2．2．2测量数据处理及表述 16

2．2．3误差的定义和分类 18

思考与练习题2 20

第3章 电阻式传感器 21

3．1电阻应变式传感器 21

3．1．1电阻应变片的工作原理 21

3．1．2金属丝的灵敏系数 23

3．1．3电阻应变片的构造和种类 24

3．1．4电阻应变片的主要特性 27

3．1．5电阻应变片的选用与防护 30

3．1．6电阻应变片的温度误差及补偿 32

3．1．7测量电路 34

3．1．8电阻应变式传感器的应用 40

3．2压阻式传感器 41

3．2．1工作原理 41

3．2．2结构及主要特性 43

3．2．3测量电路 46

3．2．4压阻式传感器的应用 47

3．3电位器式传感器 48

3．3．1工作原理 49

3．3．2主要特性 50

3．3．3结构 52

3．3．4电位器式传感器的应用 53

思考与练习题3 53

第4章 电容式传感器 54

4．1电容式传感器的工作原理及类型 54

4．1．1工作原理 54

4．1．2结构类型 54

4．2电容式传感器的主要性能和特点 58

4．2．1主要性能 58

4．2．2主要特点 60

4．3电容式传感器的转换电路 61

4．3．1等效电路 61

4．3．2测量电路 62

4．4电容式传感器的应用 67

4．4．1电容式加速度传感器 68

4．4．2电容式液位传感器 68

4．4．3电容式差压传感器 69

4．4．4容栅式传感器 70

4．4．5电容式料位传感器 71

4．4．6电容式温度传感器 72

思考与练习题4 72

第5章 电感式传感器 73

5．1自感式电感传感器 73

5．1．1自感式电感传感器的工作原理及结构 73

5．1．2自感计算及线性分析 75

5．1．3自感式电感传感器的测量电路 78

5．1．4自感式电感传感器的应用 80

5．2差动变压器式电感传感器 82

5．2．1结构、工作原理及输出特性 82

5．2．2测量电路 83

5．2．3差动变压器式传感器的应用 86

5．3涡流式电感传感器 88

5．3．1涡流式电感传感器原理 88

5．3．2涡流式电感传感器测量电路 90

5．3．3涡流式电感传感器的应用 92

思考与练习题5 93

第6章 磁电式传感器 94

6．1磁电感应式传感器 94

6．1．1恒定磁通式磁电感应传感器 94

6．1．2磁阻式磁电感应传感器 95

6．1．3磁电感应式传感器的测量电路 96

6．1．4磁电感应式传感器的应用 96

6．2霍尔式传感器 98

6．2．1霍尔效应 98

6．2．2霍尔元件 99

6．2．3霍尔元件基本参数与误差补偿 100

6．2．4集成霍尔元件 102

6．2．5霍尔式传感器应用举例 103

6．3磁栅式传感器 105

6．3．1磁栅的组成及类型 105

6．3．2磁栅式传感器的工作原理 106

6．3．3磁栅数显装置 108

6．3．4磁栅式传感器的应用 109

6．4感应同步器 109

6．4．1感应同步器的结构和类型 109

6．4．2感应同步器的工作原理 110

6．4．3感应同步器在数控机床闭环系统中的应用 112

思考与练习题6 114

第7章 压电式传感器 115

7．1压电式传感器的工作原理 115

7．1．1压电效应 115

7．1．2压电材料 115

7．1．3压电材料的主要特性参数 117

7．2压电式传感器及其等效电路 118

7．2．1压电式传感器转换电路 118

7．2．2压电式传感器等效电路 119

7．3压电式传感器的应用 120

思考与练习题7 121

第8章 热电式传感器 122

8．1热电偶 122

8．1．1热电效应 123

8．1．2热电偶基本定律 124

8．1．3热电偶材料及常用热电偶 125

8．1．4热电偶测温线路 127

8．1．5热电偶参考端温度 128

8．2热电阻 131

8．2．1金属热电阻传感器 131

8．2．2半导体热敏电阻 132

思考与练习题8 133

第9章 光电式传感器 134

9．1光电效应与光电器件 134

9．1．1光电效应及分类 134

9．1．2光电器件 135

9．1．3光电传感器应用 141

9．2光纤传感器 142

9．2．1光纤 142

9．2．2光纤传感器 143

9．3 CCD传感器 145

9．3．1电荷耦合器件 145

9．3．2 CCD传感器的应用 147

9．4光栅传感器 148

9．4．1光栅的结构 148

9．4．2光栅的基本工作原理 149

9．4．3光栅传感器的应用 152

9．5激光传感器 153

9．5．1激光的形成 153

9．5．2激光的特性 154

9．5．3常用激光器及其特点 154

9．5．4激光在测试技术中的应用 154

9．6光电编码器 157

9．6．1增量式光电编码器 158

9．6．2绝对式光电编码器 158

9．6．3光电编码器的应用 161

思考与练习题9 162

第10章 气敏传感器与湿敏传感器 163

10．1气敏传感器 163

10．2湿敏传感器 164

10．2．1氯化锂湿敏电阻 165

10．2．2半导体陶瓷湿敏电阻 165

思考与练习题10 167

第11章 超声波传感器 168

11．1超声波检测的基本原理 168

11．2超声波换能器 169

11．2．1压电式换能器的工作原理 169

11．2．2压电式换能器的种类及结构 170

11．3超声波传感器的应用 171

11．3．1超声波探伤 171

11．3．2超声波测物位 176

11．3．3超声波测厚度 178

11．3．4超声波测流量 178

思考与练习题11 179

第12章 传感器信号的处理 180

12．1传感器信号的预处理 180

12．1．1数据采集系统的组成 180

12．1．2传感器信号的预处理方法 182

12．2传感器信号的放大电路 183

12．2．1高精度、低漂移运算放大器 183

12．2．2高输入阻抗运算放大电路及仪表放大器 183

12．2．3隔离放大器和隔离放大系统 184

12．2．4程控增益放大器 185

12．3信号的调制与解调 186

12．3．1信号调制的概念 186

12．3．2电桥调幅的原理 186

12．3．3电桥调幅波的解调 188

12．3．4应用举例 188

12．4滤波电路 189

12．5传感器信号的非线性校正 190

12．6 A／D转换器的选择 192

12．7抗干扰技术 194

12．7．1干扰的来源 194

12．7．2抗电磁干扰技术 195

12．8测试系统的可靠性 198

12．8．1可靠性的基本概念 198

12．8．2提高可靠性的措施 199

12．9传感器的标定与选择 201

12．9．1传感器的标定与校准 201

12．9．2传感器的选择 202

思考与练习题12 203

附录 CYS型传感器试验仪实验指导 204

实验一 电阻应变片性能实验 204

实验二 差动变面积式电容传感器的应用 205

实验三 差动变压器式电感传感器的应用 207

实验四 涡流式传感器的应用 208

实验五 霍尔式传感器的应用 209

参考文献 211