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第1章 信息感测技术概述1

1.1感测技术概念1

1.1.1现代感测技术1

1.1.2检测仪表或系统的组成2

1.2传感器3

1.2.1传感器的定义3

1.2.2传感器的组成3

1.2.3传感器分类3

1.2.4传感器的主要特性4

思考题与习题7

第二章 阻抗式传感器8

2.1应变式与压阻式传感器8

2.1.1应变式传感元件8

2.1.2压阻式传感元件14

2.2热电阻与热敏电阻17

2.2.1热电阻17

2.2.2热敏电阻18

2.3电容式传感器20

2.3.1工作原理及类型20

2.3.2主要性能与特点22

2.3.3集成式电容传感器24

2.4电感式传感器26

2.4.1自感式传感器26

2.4.2互感式传感器28

2.4.3自感式和互感式传感器应用举例30

2.4.4电涡流式传感器31

2.4.5压磁式传感器34

思考题与习题37

第三章 电动势式传感器38

3.1磁电式传感器38

3.1.1磁电式传感器的工作原理38

3.1.2动圈式磁电传感器38

3.1.3磁阻式磁电传感器39

3.1.4磁电式传感器的动态特性40

3.2压电式传感器42

3.2.1压电式传感元件的压电效应42

3.2.2压电元件的等效电路及信号变换电路44

3.2.3压电式传感器48

3.3霍尔传感器49

3.3.1霍尔元件的霍尔效应49

3.3.2霍尔元件的结构和基本电路51

3.3.3霍尔元件的主要特性参数51

3.3.4霍尔元件的误差及补偿52

3.3.5霍尔式传感器的应用53

3.4热电偶与热电堆器件54

3.4.1热电偶的工作原理54

3.42热电堆探测器55

3.5热释电器件56

3.5.1热释电效应56

3.5.2热释电器件的工作原理57

3.5.3热释电器件的类型58

3.6集成温度传感器60

3.6.1 PN结电压-温度特性60

3.6.2集成温度传感器60

思考题与习题62

第四章 光电传感器63

4.1光电传感器的基本知识63

4.1.1光的二重性63

4.1.2光电效应64

4.1.3光电传感器66

4.1.4入射光的基本度量单位67

4.2光电探测器68

4.2.1光敏电阻68

4.2.2光生伏特器件71

4.2.3真空光电倍增管82

4.2.4光电耦合器件87

4.3电荷耦合器件89

4.3.1 CCD的MOS结构原理89

4.3.2电极结构及工作原理90

4.3.3 CCD器件91

4.4光纤传感器92

4.4.1光纤传光原理92

4.4.2光纤的分类和基本特性93

4.4.3光纤传感器的基本原理和类型94

思考题和习题96

第五章 气敏、湿敏和超声波传感器98

5.1气敏传感器98

5.1.1半导体气敏传感器分类98

5.1.2气敏电阻99

5.1.3气敏管101

5.1.4半导体气敏传感器的应用102

5.2湿敏传感器103

5.2.1 湿敏传感器分类104

5.2.2湿敏电阻104

5.2.3湿敏传感器的应用107

5.3超声波传感器108

5.3.1超声波及其性质108

5.3.2超声波传感器109

5.3.3超声波传感器的应用109

思考题与习题113

第六章 数字式传感器114

6.1激光干涉式传感器114

6.1.1激光干涉信息变换114

6.1.2激光干涉式传感器116

6.2光栅式传感器117

6.2.1光栅莫尔条纹信息变换117

6.2.2光栅传感器120

6.3直读式轴角编码器121

6.3.1角度代码信息变换121

6.3.2直读式轴角编码器122

6.4磁栅式传感器123

6.4.1结构和工作原理123

6.4.2信号读取方式124

6.4.3变换电路125

6.5感应同步器126

6.5.1感应同步器的类型和结构126

6.5.2感应同步器的工作原理128

思考题与习题131

第七章 信息变换电路132

7.1基础电路132

7.1.1集成运算放大器132

7.1.2二值化电路134

7.2阻抗变换电路136

7.2.1直流不平衡电桥变换电路136

7.2.2二极管双T形交流电桥变换电路138

7.2.3运算放大器变换电路139

7.2.4差动电感式整流变换电路140

7.3电荷与电流变换电路141

7.3.1电荷变换电路141

7.3.2电流变换电路142

7.4计数法变换电路143

7.4.1频率（或周期）变换电路143

7.4.2时间间隔变换电路144

7.4.3相位差变换电路145

7.5差接式变换电路146

思考题与习题149

第八章 单片机与接口技术150

8.1单片机在信息感测中的功能150

8.2单片机接口技术150

8.2.1单片机测控系统150

8.2.2 D/A和A/D转换器的主要技术指标151

8.2.3典型D/A转换接口153

8.2.4典型实用A/D转换接口157

8.3单片机数据采集系统166

8.3.1数据采集系统的设计166

8.3.2智能二线制温度变送器设计168

思考题与习题174

第九章 流量检测175

9.1流量检测概述175

9.1.1流量的基本概念175

9.1.2流量检测的方法176

9.2差压式流量计176

9.3电磁式流量计178

9.4叶轮式流量计179

9.4.1叶轮式流速—频率变换原理179

9.4.2传感检测器180

9.5涡街式流量计181

9.6温度式流量计182

9.6.1温差式流量计原理182

9.6.2热线式风速计原理183

思考题和习题184

第十章 成分与含量检测185

10.1概述185

10.1.1成分与含量检测仪器的分类185

10.1.2成分与含量检测仪器组成185

10.2光电式浓度检测186

10.2.1光电式浓度检测原理186

10.2.2光电比色计187

10.2.3红外气体分析仪188

10.3热导式气体分析仪190

10.3.1热导式变换原理190

10.3.2热导式气体分析仪的检测电路192

10.4气相色谱仪193

10.4.1色谱法的概念193

10.4.2气相色谱法的分离原理194

10.5光谱分析仪195

10.5.1红外分光光度计195

10.5.2光多通道分析仪（OMA）198

思考题和习题201

第十一章 几何量检测202

11.1模拟式位移检测202

11.1.1应变式位移检测原理202

11.1.2光电式位移检测原理204

11.1.3模拟式位移检测框图206

11.2数字式位移检测206

11.2.1激光干涉位移检测206

11.2.2光栅位移检测208

11.3激光测距212

11.3.1脉冲测距法212

11.3.2相位法测距213

11.4零件尺寸检测217

11.4.1模拟变换检测法217

11.4.2模-数变换检测法220

思考题和习题225

第十二章 检测新技术226

12.1智能化传感器226

12.1.1智能化传感器的概念226

12.1.2智能化传感器的功能和特点226

12.1.3智能化传感器的结构与应用实例228

12.1.4智能传感器的发展趋势234

12.2虚拟仪器235

12.2.1虚拟仪器的基本概念235

12.2.2虚拟仪器的软件结构237

12.2.3 NI公司的LabVIEW软件开发平台238

12.3软测量技术241

12.3.1辅助变量的选取242

12.3.2测量数据的处理242

12.3.3软测量模型的建立243

12.3.4软测量模型的在线校正244

12.3.5软测量的应用244

思考题与习题244

附录Ⅰ项目制作245

附录Ⅱ光电器件特性参数表246

附录Ⅲ几种压力传感器的主要参数254

附录Ⅳ标准化热电偶技术数据255

附录Ⅴ典型集成运算放大器256

附录Ⅵ各种线性位移传感器的主要性能汇总表257

附录Ⅶ各种角度、角位移传感器主要性能汇总表258

参考文献259