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第1章 传感器与检测技术的基本概念1

1.1 自动检测技术概述1

1.1.1 自动检测技术的重要性1

1.1.2 传感器与自动检测系统的组成2

1.1.3 测量方法及其分类4

1.1.4 测量系统或仪表的基本技术性能和术语6

1.2 测量误差概述11

1.2.1 测量误差的客观存在11

1.2.2 误差的分类13

1.2.3 随机误差的处理15

1.2.4 测量结果的置信度19

1.2.5 系统误差以及粗大误差的处理21

1.3 数字化测控中的信号处理25

1.3.1 A/D转换器25

1.3.2 D/A转换器27

1.3.3 信号的标准化及标度变换29

1.4 检测技术的新发展概述30

思考题与习题31

第2章 能量控制型传感器32

2.1 电阻应变式传感器32

2.1.1 金属电阻应变片的工作原理32

2.1.2 电阻应变片的特性34

2.1.3 应变片的测量电路36

2.1.4 电阻应变式传感器的应用40

2.2 压阻式传感器42

2.2.1 半导体的压阻效应43

2.2.2 半导体应变片的结构及应用44

2.3 电感式传感器45

2.3.1 自感式传感器46

2.3.2 互感式传感器50

2.3.3 电感式传感器的应用54

2.4 电容式传感器55

2.4.1 电容式传感器的工作原理55

2.4.2 电容式传感器的测量电路58

2.4.3 电容式传感器的应用60

2.5 电涡流式传感器62

2.5.1 电涡流式传感器的工作原理62

2.5.2 电涡流式传感器的结构及测量电路64

2.5.3 电涡流式传感器的应用65

思考题与习题67

第3章 能量转换型传感器68

3.1 霍尔传感器68

3.1.1 霍尔传感器的工作原理68

3.1.2 霍尔元件的基本特性69

3.1.3 霍尔元件的误差及补偿70

3.1.4 霍尔集成传感器72

3.1.5 霍尔传感器的应用74

3.2 压电式传感器75

3.2.1 压电特性的产生76

3.2.2 压电元件的等效电路78

3.2.3 压电式传感器的测量电路79

3.2.4 压电式传感器的应用80

3.3 光电式传感器82

3.3.1 光电效应和光电器件82

3.3.2 光电式传感器的应用88

思考题与习题90

第4章 温度测量92

4.1 概述92

4.1.1 温度测量方法92

4.1.2 温标92

4.1.3 温度测量仪表的分类94

4.2 热电偶温度计95

4.2.1 测量原理95

4.2.2 热电偶材料与结构99

4.2.3 热电偶冷端温度的处理方法103

4.2.4 热电偶测温线路及误差分析106

4.3 热电阻温度计108

4.3.1 测温原理108

4.3.2 热电阻的材料与结构110

4.4 半导体温度传感器116

4.4.1 半导体硅PN结温度传感器测温技术116

4.4.2 集成温度传感器117

思考题与习题119

第5章 流量测量120

5.1 流量的定义和流体流动状态120

5.1.1 流量的定义120

5.1.2 流动状态与流量测量121

5.1.3 流体流动中的能量转化122

5.2 节流式流量计123

5.2.1 测量原理124

5.2.2 标准节流装置126

5.3 电磁流量计128

5.3.1 测量原理129

5.3.2 变送器的结构及特性129

5.3.3 变送器的信号处理131

5.4 涡街流量计134

5.4.1 应用卡曼漩涡测量的原理134

5.4.2 涡街流量计的结构及组成136

5.4.3 涡街流量计的特点138

思考题与习题139

第6章 虚拟仪器技术概述140

6.1 虚拟仪器技术的产生和发展140

6.2 虚拟仪器技术中的硬件和软件141

6.2.1 虚拟仪器系统的硬件组成141

6.2.2 虚拟仪器的软件组成143

6.3 LabVIEW概述143

6.4 虚拟仪器系统的设计方法144

6.5 LabVIEW设计入门145

6.5.1 LabVIEW的启动窗口145

6.5.2 LabVIEW程序的开发环境组成146

6.5.3 LabVIEW开发环境中的选板操作149

6.5.4 窗口对象的编辑152

6.5.5 LabVIEW的帮助系统157

6.6 LabVIEW设计范例159

6.7 LabVIEW的程序调试技术165

思考题与习题167

第7章 LabVIEW程序设计基础169

7.1 LabVIEW的数值型数据及操作169

7.1.1 数值数据类型169

7.1.2 数值型数据的操作控件170

7.1.3 布尔型数据及操作173

7.1.4 字符串数据的操作175

7.1.5 数组操作177

7.1.6 簇及相关操作函数181

7.1.7 时间数据及时间函数183

7.2 LabVIEW程序结构185

7.2.1 循环结构185

7.2.2 条件结构190

7.2.3 顺序结构192

7.2.4 公式节点195

7.2.5 局部变量197

7.2.6 子VI设计198

思考题与习题203

第8章 数据的图形显示与存储205

8.1 图形显示205

8.1.1 图形显示方式和图形数据处理205

8.1.2 波形的建立和操作212

8.2 文件I/O操作214

8.2.1 文件I/O操作函数215

8.2.2 电子表格文件I/O操作216

8.2.3 文本文件I/O操作219

思考题与习题223

第9章 LabVIEW在测量和控制中的应用224

9.1 数据采集的相关概念224

9.1.1 数据采集系统的输入／输出信号224

9.1.2 数据采集的相关术语226

9.2 采用NI公司的数据采集设备设计虚拟仪器系统226

9.2.1 NI公司的数据采集设备的设置与测试227

9.2.2 LabVIEW中的数据采集函数231

9.2.3 模拟输入采样程序范例234

9.3 采用其他公司的数据采集设备设计虚拟仪器系统239

9.3.1 MC公司的数据采集设备239

9.3.2 MC公司提供的支持LabVIEW的数据采集函数241

9.3.3 模拟电压输入采样程序的设计245

9.3.4 数字信号的输出248

9.4 带控制功能的VI程序设计250

9.4.1 控制算法的实现方式250

9.4.2 利用PID工具包的函数实现控制功能的范例252

9.5 LabVIEW程序的打包和发布257

思考题与习题260

参考文献263

附录 热电偶／热电阻分度表（部分）264