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第1章 检测与传感技术基础 1

1.1检测技术基础 1

1.1.1检测技术的概念与作用 1

1.1.2检测系统的基本组成 2

1.1.3检测技术的发展趋势 3

1.2测量概论 4

1.2.1测量方法 4

1.2.2测量系统 7

1.2.3测量误差 8

1.3传感器技术基础 12

1.3.1传感器的组成 12

1.3.2传感器的分类 12

1.3.3传感器的静态特性 13

1.3.4传感器的选用原则 17

本章小结 18

思考题与习题 18

第2章 应变式传感器 20

2.1应变片的工作原理 20

2.2应变片的种类、材料及粘贴 22

2.2.1金属电阻应变片的种类 22

2.2.2金属电阻应变片的材料 23

2.2.3金属电阻应变片的粘贴 24

2.2.4应变片的温度误差及补偿 25

2.3电阻应变片的测量电路 27

2.3.1直流电桥 27

2.3.2交流电桥 30

2.4应变式传感器的应用 31

2.4.1柱（筒）式力传感器 31

2.4.2应变式压力传感器 32

2.4.3应变式容器内液体重量传感器 33

2.4.4应变式加速度传感器 34

2.4.5半导体力敏应变片在电子皮带秤上的应用 34

本章小结 35

思考题与习题 35

基础训练 箔式应变片的性能和三种电桥电路比较 36

拓展训练 数字血压计的设计 39

第3章 电感式传感器 40

3.1自感式传感器 40

3.1.1自感式传感器的工作原理 40

3.1.2自感式传感器的测量电路 42

3.1.3自感式传感器的应用 43

3.2差动变压器式传感器 44

3.2.1差动变压器式传感器的工作原理 44

3.2.2差动变压器式传感器的测量电路 45

3.2.3差动变压器式传感器的应用 46

3.3电涡流式传感器 46

3.3.1电涡流式传感器的工作原理 46

3.3.2电涡流式传感器的结构 47

3.3.3电涡流式传感器的测量电路 48

3.3.4电涡流式传感器的应用 49

本章小结 51

思考题与习题 51

基础训练 差动变压器式传感器的性能测试与标定 52

拓展训练 电感式传感器在滚珠直径分选中的应用 54

第4章 电容式传感器 55

4.1电容式传感器的工作原理和结构 55

4.1.1变极距型电容式传感器 56

4.1.2变面积型电容式传感器 57

4.1.3变介质型电容式传感器 58

4.2电容式传感器的测量电路 60

4.2.1调频电路 60

4.2.2运算放大器式电路 61

4.2.3二极管双T形交流电桥电路 61

4.2.4环形二极管充放电法电容测量电路 62

4.2.5脉冲宽度调制电路 63

4.3电容式传感器的应用 65

4.3.1电容式油量表 65

4.3.2电容液位计 66

4.3.3差动电容式测厚传感器 66

4.3.4电容接近开关 67

本章小结 68

思考题与习题 68

基础训练 电容式传感器的性能测试 69

拓展训练 工业生产料位测量方案的设计 70

第5章 压电式传感器 71

5.1压电效应及压电材料 71

5.1.1压电效应 71

5.1.2压电材料 71

5.1.3石英晶体 72

5.1.4压电陶瓷（多晶体） 74

5.2压电式传感器和测量电路 74

5.2.1压电式传感器 74

5.2.2压电式传感器的等效电路 75

5.2.3测量电路 76

5.3压电式传感器的应用 78

5.3.1压电式测力传感器 78

5.3.2压电式加速度传感器 79

5.3.3压电式金属加工切削力测量 79

5.3.4报警器电路 80

本章小结 80

思考题与习题 81

基础训练 压电式加速度计的性能测试 81

拓展训练 压电式传感器在汽车中的应用 83

第6章 霍尔式传感器 84

6.1霍尔效应及霍尔元件 84

6.1.1霍尔效应 84

6.1.2霍尔元件的基本结构 85

6.1.3霍尔元件的基本特性 86

6.2霍尔式传感器的应用 87

6.2.1霍尔式微量位移的测量 87

6.2.2霍尔元件在转速测量上的应用 88

6.2.3金属计数器 89

6.2.4霍尔式接近开关的应用 89

本章小结 89

思考题与习题 90

基础训练 霍尔式传感器的性能测试与标定 90

拓展训练 油、气管道无损探伤系统的设计 92

第7章 光电式传感器 93

7.1光电效应 93

7.1.1外光电效应 93

7.1.2内光电效应 93

7.2光电元件的原理与特性 94

7.2.1外光电元件的原理与特性 94

7.2.2内光电元件的原理与特性 97

7.3光电式传感器的应用 103

7.3.1火焰探测报警器 103

7.3.2光电式纬线探测器 103

7.3.3燃气器具中的脉冲点火控制器 104

7.3.4烟尘浊度检测仪 105

7.3.5路灯自动控制器 105

7.4光电开关与应用 106

7.4.1光电开关 106

7.4.2光电开关的应用 107

本章小结 107

思考题与习题 107

基础训练 光电式传感器测转速 108

拓展训练 手机生产线表面安装元件定位检测与控制系统设计 109

第8章 热电式传感器 110

8.1热电偶 110

8.1.1热电效应和热电偶测温原理 110

8.1.2热电偶的基本定律 112

8.1.3热电偶类型和热电偶材料 113

8.1.4热电偶的结构形式 115

8.1.5热电偶的补偿导线及冷端温度的补偿方法 116

8.1.6热电偶测温线路 119

8.1.7热电偶的选择和安装 121

8.2热电阻传感器 122

8.2.1常用热电阻 122

8.2.2热电阻的结构和测量电路 124

8.3热敏电阻 125

8.3.1热敏电阻的工作原理 125

8.3.2热敏电阻的分类 125

8.3.3热敏电阻的结构及参数 126

8.3.4热敏电阻传感器的测温与温度控制 128

8.4 PN结温度传感器 129

8.4.1 PN结温度传感器的工作原理 130

8.4.2 PN结温度传感器的应用 130

本章小结 131

思考题与习题 132

基础训练 热电式传感器测温 132

拓展训练 火灾探测报警系统的设计 134

第9章 数字式传感器 135

9.1光栅传感器 135

9.1.1光栅的结构 135

9.1.2光栅的工作原理 136

9.1.3光栅数显表 138

9.1.4光栅传感器的应用 140

9.2编码器 141

9.2.1增量式编码器 141

9.2.2绝对式编码器 143

9.2.3编码器的应用 144

9.3旋转变压器 145

9.3.1旋转变压器的工作原理 146

9.3.2旋转变压器的应用 146

9.4感应同步器 148

9.4.1感应同步器的结构与特点 148

9.4.2感应同步器的工作原理 149

9.4.3信号处理方式 150

9.4.4感应同步器位移测量系统 151

本章小结 152

思考题与习题 153

基础训练 光栅位移传感器的使用 153

第10章 化学传感器 157

10.1气敏传感器 157

10.1.1气敏传感器的分类及原理 157

10.1.2气敏传感器的主要要求 160

10.1.3气敏传感器的应用 160

10.2湿敏传感器 163

10.2.1氯化锂湿敏电阻 163

10.2.2半导体陶瓷湿敏电阻 164

10.2.3湿敏传感器的应用 167

本章小结 170

思考题与习题 170

基础训练 湿敏电阻的性能测试 171

拓展训练 防止酒后开车控制器的设计 172

第11章 新型传感器 173

11.1光纤传感器 173

11.1.1光纤的结构 173

11.1.2光纤传感器的类型、调制原理与特点 174

11.1.3光纤传感器的应用 177

11.2超声波传感器 178

11.2.1超声波传感器的工作原理与结构 178

11.2.2超声波传感器的应用 181

11.3红外传感器 184

11.3.1红外辐射 184

11.3.2红外传感器的类型与原理 185

11.3.3红外传感器的应用 186

11.4核辐射传感器 189

11.4.1核辐射及其性质 189

11.4.2核辐射探测器 190

11.4.3核辐射传感器的应用 193

本章小结 194

思考题与习题 195

基础训练 光纤传感器测位移 195

拓展训练 入侵探测报警系统的设计 196

第12章 检测技术的综合应用 198

12.1现代检测技术 198

12.1.1现代检测系统的基本结构 198

12.1.2计算机检测系统 199

12.1.3现代检测技术的应用 200

12.2检测技术的综合应用实例 202

12.2.1传感器在现代汽车中的应用 202

12.2.2传感器在机器人中的应用 209

12.2.3检测技术在数控机床上的应用 215

12.2.4传感器在智能楼宇中的应用 219

12.3检测系统的抗干扰技术 227

12.3.1干扰源 228

12.3.2干扰的作用方式 228

12.3.3干扰的抑制方法 229

本章小结 231

思考题与习题 231

基础训练 自动测温系统 231

附录A常用传感器的性能及选择 235

附录B工业热电阻分度表 237

附录C工业热电偶分度表 238

参考文献 240