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第一章 绪论 1

第一节 传感器的基础知识 1

一、传感器的定义与组成 1

二、传感器的分类 2

三、传感器的作用 3

四、现代传感器 3

五、传感器的基本特性与指标 4

六、传感器的选用原则 6

第二节 检测技术的基础知识 6

一、测量的概念 6

二、测量方法 7

三、测量误差的分类 8

四、测量误差的表示方法 9

五、测量误差的处理 10

六、检测系统的组成及功能 12

七、检测技术的作用 12

思考题 13

第二章 常用模拟式传感器的原理与应用 14

第一节 电阻式传感器 14

一、应变式电阻传感器 14

二、压阻式电阻传感器 28

第二节 电容式传感器 31

一、基本工作原理与分类 31

二、测量电路 35

三、电容式传感器的应用 37

第三节 电感式传感器 43

一、自感式传感器 43

二、差动变压器式电感传感器 49

三、涡流式电感传感器 54

第四节 热电式传感器 58

一、热电阻传感器 58

二、热电偶传感器 62

三、PN结温度传感器 69

四、热电式传感器应用举例 71

第五节 压电式传感器 73

一、压电效应与压电元件 73

二、压电传感器的测量电路 77

三、压电式传感器的应用 79

第六节 光电式传感器 81

一、光电效应与光电器件 81

二、红外探测器 89

三、光电式传感器及其应用 91

第七节 霍尔传感器 95

一、霍尔效应与霍尔元件 96

二、霍尔元件的补偿和测量电路 98

三、霍尔集成传感器 101

四、霍尔传感器的应用 102

思考题 105

第三章 数字式传感器 107

第一节 编码式传感器 107

一、光电式编码器的结构与分类 107

二、光电式编码器的工作原理 108

三、光电式编码器的应用 112

第二节 光栅传感器 113

一、光栅 113

二、莫尔条纹 114

三、光栅传感器的组成结构和工作原理 115

四、辨向与细分 116

第三节 磁栅传感器 118

一、磁栅传感器的组成与工作原理 118

二、静态磁头的信号处理方式 119

三、磁栅位移传感器的应用 120

思考题 122

第四章 新型传感器简介 123

第一节 光纤传感器 123

一、光纤的结构及导光原理 123

二、光纤传感器的组成与分类 125

三、光的调制技术 126

四、光纤传感器的应用 127

第二节 图像传感器 129

一、CCD的工作原理 129

二、CCD的电荷转移 130

三、CCD图像传感器 131

四、CCD图像传感器的应用 133

第三节 智能传感器 134

一、智能传感器概述 134

二、智能传感器的结构、功能与特点 134

三、传感器智能化的技术途径 136

四、智能传感器的发展方向 136

第四节 机器人传感器 137

一、机器人传感器的功能与分类 137

二、视觉传感器 138

三、触觉传感器 139

第五节 湿敏传感器 141

一、湿度及其表示方法 142

二、湿敏传感器的特性参数 142

三、湿敏传感器的分类 142

四、典型湿敏传感器 143

第六节 超声波传感器 145

一、超声波的传播特性 145

二、超声波传感器的传感方式 146

三、超声波的产生与接收 146

四、超声波传感器及其应用 147

第七节 集成式模拟量传感器 148

一、集成式温度传感器 149

二、集成式压力传感器 151

思考题 153

第五章 现代检测系统 155

第一节 概述 155

一、产品开发和性能实验 155

二、质量控制与生产监督 156

三、机械故障诊断 156

第二节 计算机数据采集系统 156

一、硬件系统基本组成 156

二、计算机检测系统的基本功能 158

三、计算机检测系统的特点 158

第三节 现代分布式检测系统概述 159

一、测控应用软件平台 159

二、工控组态软件 159

三、现代测控技术的发展趋势 160

四、网络化测试仪器 160

第四节 应用举例 164

一、旋转轴计算机转速测量系统 164

二、基于PXI构成的发动机试车台架数据采集系统 166

三、现场总线网络化测试仪器 168

思考题 170

第六章 实训指导 172

第一节 电阻应变片使用实训 172

一、金属箔式应变片—单臂电桥性能实验 172

二、金属箔式应变片—半桥性能实验 173

三、金属箔式应变片—全桥性能实验 174

第二节 电容式传感器性能测试实训 175

一、电容式传感器的位移实验 175

二、电容传感器动态特性实验 177

第三节 电感式传感器性能测试实训 177

一、差动变压器的性能实验 177

二、电涡流传感器位移实验 179

三、被测体材质对电涡流传感器特性影响 180

第四节 热电式传感器检测温度实训 181

一、集成温度传感器的特性实验 181

二、热电阻测温特性实验 182

三、热电偶测温性能实验 183

第五节 霍尔传感器性能测试实训 184

一、直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 184

二、交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 185

三、霍尔测速实验 186

思考题 187

参考文献 188