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第1章 检测技术与检测系统概述 1

1.1 检测的基本概念 1

1.2检测系统及其构成 2

1.2.1 检出部分 2

1.2.2 信号变换部分 3

1.2.3 分析处理部分 4

1.2.4 通信接口与总线部分 4

1.3 静态测量系统及其技术指标 5

1.4 动态测量系统及其技术指标 7

1.5 检测系统的动态特征分析 8

1.5.1 微分方程 8

1.5.2 传递函数 10

1.5.3 频率响应函数 10

1.5.4 脉冲响应函数 11

1.6 线性系统的性质 11

1.7 零阶、一阶和二阶系统的频率特性分析与比较 12

1.7.1 零阶系统 12

1.7.2 一阶系统 12

1.7.3 二阶系统 13

1.8 测量方法及其基本概念 14

1.8.1 直接测量与间接测量 14

1.8.2 偏移法与零位法测量 14

1.8.3 差分式测量 16

1.8.4 随动跟踪测量 16

1.8.5 主动探索与信息反馈型检测 17

第2章 信号描述与分析、误差分析与数据处理 18

2.1 信号描述与分析 18

2.1.1信号的分类 18

2.1.2 信号的时域、频域描述与分析 19

2.2 误差分析与数据处理 25

2.2.1 误差分析 25

2.2.2 数据处理 27

2.3 最小二乘原理及其在参数估计中的应用 30

第3章 信号检出技术 34

3.1 传感器概述 34

3.1.1 传感器基本概念 34

3.1.2 传感器的构成 35

3.1.3 传感器的分类 36

3.2 长度及线位移传感器 37

3.2.1 电感传感器 37

3.2.2 电容传感器 41

3.2.3 光栅传感器 44

3.2.4 感应同步器 46

3.2.5 磁栅传感器 48

3.2.6 激光干涉测量系统 48

3.3 角度及角位移传感器 50

3.3.1 圆光栅传感器 50

3.3.2 旋转式编码器 51

3.4 测距传感器 54

3.4.1 电涡流测距传感器 54

3.4.2 激光测距传感器 56

3.4.3 超声波测距传感器 57

3.5 力传感器 58

3.5.1 电阻应变式力传感器 58

3.5.2 压电式力传感器 60

3.5.3 压磁式力传感器 61

3.5.4 电容式力传感器 63

3.6 压力传感器 63

3.6.1 电阻应变式压力传感器 63

3.6.2 压阻式压力传感器 63

3.6.3 电感式压力传感器 65

3.6.4 电容式压力传感器 65

3.6.5 压电式压力传感器 66

3.7 速度、转速及加速度传感器 66

3.7.1 速度和转速传感器 66

3.7.2 加速度传感器 68

3.8 温度传感器 71

3.8.1 热电偶温度传感器 71

3.8.2 热电阻温度传感器 73

3.8.3 辐射式温度传感器 75

3.9 流量传感器 76

3.9.1 差压式流量传感器 76

3.9.2 流阻式流量传感器 77

3.9.3 测速式流量传感器 78

3.9.4 振动式流量传感器 80

3.9.5 质量流量计 82

3.10 电磁量 82

3.10.1 光纤电流传感器 83

3.10.2 霍耳式传感器 85

3.10.3 磁敏传感器 85

3.11 视觉传感器 86

3.11.1 视觉传感器的应用领域 86

3.11.2 视觉检测系统的一般构成 88

3.11.3 视觉传感器的图像处理 93

3.11.4 视觉传感器的应用实例 94

第4章 电信号的变换与处理技术 95

4.1 电压和电流放大变换电路 95

4.1.1 信号源及其等效电路 95

4.1.2 集成运算放大器 96

4.1.3 比例放大电路 97

4.1.4 仪用放大器 98

4.2 测量电桥及其放大电路 99

4.2.1 测量电桥 99

4.2.2 电桥放大器 100

4.3 噪声抑制技术 101

4.3.1 噪声的一般性质 101

4.3.2 相敏检波技术 101

4.3.3 模拟滤波技术 103

4.3.4 滤波器的电路组成方法 105

4.4 模数转换技术 107

4.4.1 采样与量化 107

4.4.2 双积分式模数转换 108

4.4.3 逐次逼近式模数转换 110

4.4.4 增量调制型模数转换 111

4.5 电压/电流/频率变换技术 112

4.5.1 电压频率转换 112

4.5.2 电压电流转换 113

4.6 干扰抑制技术 113

4.6.1 干扰的传播途径 114

4.6.2 抗干扰措施 115

第5章 虚拟仪器及仪器总线技术 122

5.1 虚拟仪器概论 122

5.1.1 虚拟仪器的出现 122

5.1.2 虚拟仪器的概念 123

5.1.3 虚拟仪器的组成特点 124

5.1.4 虚拟仪器的体系结构 126

5.1.5 虚拟仪器与传统仪器的比较 129

5.1.6 虚拟仪器技术的发展趋势 130

5.2 仪器总线技术 130

5.2.1 总线技术概述 130

5.2.2 典型的虚拟仪器系统及仪器总线 132

5.2.3 GPIB总线技术概述 134

5.2.4 VXI总线系统 136

5.3 图形软化软件编程环境LabVIEW 151

5.3.1 LabVIEW的特点 151

5.3.2 LabVIEW的组成 152

5.3.3 用LabVIEW创建虚拟仪器的方法 155

5.3.4 程序调试技术 158

5.3.5 虚拟仪器设计举例 158

第6章 现代检测理论与信息处理技术 163

6.1 基于人工神经网络的检测方法 163

6.1.1 人工神经网络信号处理简述 163

6.1.2 人工神经网络 164

6.1.3 BP模型及其应用 165

6.2 基于模糊数学的检测方法 166

6.2.1 概述 166

6.2.2 基本定义和定理 167

6.2.3 模糊检测技术应用实例 168

6.3 基于相关原理的检测方法 171

6.3.1 信号的自相关处理 171

6.3.2 信号的互相关处理 172

6.3.3 相关检测应用举例 172

6.4 多传感器信息融合技术 174

6.4.1 概述 174

6.4.2 信息融合的Bayes方法 175

6.5 小波方法及其应用 176

6.5.1 对数变换 176

6.5.2 傅里叶变换 176

6.5.3 小波变换 177

6.5.4 应用举例 178

参考文献 179