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第1章 传感器与测试技术基础1

1.1 测试技术概述1

1.1.1 测试的基本概念1

1.1.2 被测量的分类1

1.1.3 测试系统的组成2

1.1.4 测试技术的任务和内容2

1.2 测量的基本知识3

1.2.1 测量的方法3

1.2.2 测量误差4

1.3 传感器的定义、组成及分类6

1.3.1 传感器的定义6

1.3.2 传感器的组成6

1.3.3 传感器的分类6

1.4 传感器与测试技术的作用7

1.5 传感器与测试技术的发展动向8

1.5.1 传感器的发展途径8

1.5.2 传感器与测试技术的发展方向8

习题9

第2章 电阻式传感器10

2.1 电位器式和电阻应变片式传感器10

2.1.1 电位器式传感器10

2.1.2 电阻应变式传感器12

2.1.3 电阻式传感器的应用14

2.2 热电阻16

2.2.1 金属热电阻16

2.2.2 半导体热敏电阻18

2.3 气敏电阻19

2.3.1 基本结构20

2.3.2 工作原理20

2.4 光敏电阻21

2.4.1 传感原理21

2.4.2 光敏电阻的种类21

2.4.3 光敏电阻的参数及特性21

2.5 磁敏电阻23

习题24

第3章 电容式传感器25

3.1 电容式传感器的工作原理25

3.2 电容式传感器的类型及特性25

3.2.1 变极距型26

3.2.2 变面积型27

3.2.3 变介电常数型28

3.3 电容式传感器的测量电路29

3.3.1 电桥电路29

3.3.2 谐振电路29

3.3.3 调频电路30

3.3.4 运算放大器电路30

3.4 电容式传感器的应用31

3.4.1 电容式压力计31

3.4.2 电容式液位计31

3.4.3 电容式湿度计32

3.4.4 电容式转速传感器32

3.4.5 电容法测厚度32

习题33

第4章 电感式传感器34

4.1 变磁阻式传感器34

4.1.1 工作原理34

4.1.2 变磁阻式传感器的应用36

4.2 互感型差动变压器式电感传感器37

4.2.1 工作原理37

4.2.2 差动变压器式传感器的应用39

4.3 电涡流式传感器39

4.3.1 电涡流式传感器的工作原理39

4.3.2 电涡流式传感器的结构40

4.3.3 电涡流式传感器的应用40

习题42

第5章 电动势式传感器43

5.1 磁敏传感器43

5.1.1 霍尔器件43

5.1.2 磁阻器件44

5.1.3 磁敏传感器的应用45

5.2 热电偶46

5.2.1 热电偶的基本工作原理46

5.2.2 热电偶的基本定律47

5.2.3 热电偶的结构48

5.2.4 热电偶冷端的温度补偿50

5.3 压电式传感器51

5.3.1 压电式传感器的工作原理51

5.3.2 压电材料及压电元件的结构52

5.3.3 压电式传感器的测量电路54

5.3.4 压电式传感器的应用56

5.4 光电式传感器57

5.4.1 光电效应及分类58

5.4.2 光电元件及特性58

5.4.3 光电传感器的应用61

习题67

第6章 位移-数字传感器68

6.1 光栅传感器68

6.1.1 计量光栅的结构及分类68

6.1.2 光栅传感器组成69

6.1.3 工作原理69

6.1.4 光栅传感器的应用74

6.2 磁栅传感器74

6.2.1 磁栅结构及工作原理74

6.2.2 磁头75

6.2.3 测量电路77

6.2.4 磁栅数显示表及其应用78

6.3 光电编码器79

6.3.1 增量式编码器80

6.3.2 绝对式光电编码器80

6.3.3 光电脉冲编码器的应用82

6.4 感应同步器83

6.4.1 感应同步器的结构和类型84

6.4.2 感应同步器的工作原理84

6.4.3 感应同步器在数控机床闭环系统中的应用86

6.5 旋转变压器88

6.5.1 旋转变压器的结构88

6.5.2 旋转变压器的工作原理88

习题91

第7章 其他传感器92

7.1 超声波传感器92

7.1.1 超声波的物理基础92

7.1.2 超声波传感器94

7.1.3 超声波在自动检测中的应用95

7.2 微波传感器97

7.2.1 概述98

7.2.2 微波传感器的原理与分类98

7.2.3 微波传感器的组成98

7.2.4 微波传感器的应用99

7.3 红外传感器100

7.3.1 红外辐射的产生和性质101

7.3.2 红外传感器101

7.3.3 红外传感器的应用103

7.4 新型传感器简介107

7.4.1 高分子有机材料传感器108

7.4.2 固态图像传感器108

7.4.3 生物传感器110

7.4.4 智能式传感器110

习题111

第8章 检测系统的信号处理技术112

8.1 现代检测技术综述112

8.1.1 总线技术112

8.1.2 虚拟仪器技术116

8.1.3 网络化测试技术117

8.2 信号的放大与隔离118

8.2.1 测量放大器118

8.2.2 隔离放大器120

8.3 各类滤波器122

8.3.1 滤波器的类型122

8.3.2 RC模拟式滤波器分析123

8.4 信号的调制与解调124

8.4.1 调幅及其解调124

8.4.2 调频及其解调124

8.5 信号在传输过程中的变换技术125

8.5.1 信号在传输过程中变换的意义125

8.5.2 常用的信号变换方法126

习题126

第9章 检测装置的干扰抑制技术127

9.1 干扰的来源127

9.1.1 常见的干扰类型127

9.1.2 噪声与信噪比128

9.2 干扰的耦合方式及传输途径128

9.2.1 静电耦合128

9.2.2 电磁耦合129

9.2.3 共阻抗耦合130

9.2.4 漏电流耦合131

9.3 差模干扰和共模干扰132

9.3.1 差模干扰132

9.3.2 共模干扰133

9.3.3 共模干扰抑制比134

9.4 干扰抑制技术134

9.4.1 屏蔽技术135

9.4.2 接地技术135

9.4.3 浮空技术139

9.4.4 隔离技术139

9.4.5 滤波器140

9.4.6 软件干扰抑制技术141

习题143

第10章 自动检测系统设计与应用144

10.1 自动检测系统的设计原则与步骤144

10.1.1 自动检测系统的设计原则144

10.1.2 自动检测系统的设计步骤145

10.2 传感器的合理选用146

10.3 传感器在汽车测距中的应用147

10.4 传感器在智能楼宇中的应用148

10.5 传感器在船舶航行中的应用152

10.5.1 船用测深仪152

10.5.2 船用计程仪介绍158

习题162

附录A 几种常用传感器的性能比较163

附录B 铂铑10-铂热电偶分度表165

附录C 镍铬-铜镍热电偶分度表168

附录D 镍铬-镍硅热电偶分度表169

附录E 铂电阻分度表172

附录F 铜电阻（Cu50）分度表174

附录G 铜电阻（Cu100）分度表175

参考文献176