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第1章 绪论1

1.1检测技术及仪表的地位与作用1

1.1.1检测仪表的地位与作用1

1.1.2检测技术是仪器仪表的技术基础2

1.2传感器概述3

1.2.1传感器的基本概念3

1.2.2传感器的分类和命名法4

1.3检测仪表概述5

1.3.1检测仪表的基本组成5

1.3.2检测仪表的基本类型6

思考题与习题8

第2章 检测系统的基本特性9

2.1静态特性及性能指标9

2.1.1静态特性9

2.1.2静态性能指标10

2.2动态特性及性能指标11

2.2.1传递函数12

2.2.2阶跃响应和时域动态性能指标16

2.2.3正弦响应和频域动态性能指标19

2.2.4无失真检测条件20

2.3测量误差22

2.3.1测量误差的概念及表达方式22

2.3.2测量误差的分类24

思考题与习题25

第3章 阻抗型传感器27

3.1电阻式传感器27

3.1.1电位器式传感器27

3.1.2应变式传感器和压阻式传感器29

3.1.3热电阻和热敏电阻34

3.1.4接口电路38

3.2电容式传感器43

3.2.1基本原理与结构类型43

3.2.2输入-输出特性44

3.2.3等效电路分析46

3.2.4接口电路47

3.3电感式传感器50

3.3.1自感式传感器51

3.3.2互感式传感器（差动变压器）57

3.3.3电涡流式传感器61

思考题与习题68

第4章 电压型传感器70

4.1磁电式传感器70

4.1.1基本原理和组成70

4.1.2结构类型70

4.1.3接口电路72

4.2压电式传感器72

4.2.1压电效应及其表达式72

4.2.2压电材料75

4.2.3压电元件78

4.2.4接口电路80

4.3热电偶传感器83

4.3.1热电效应83

4.3.2热电偶的材料、型号及结构86

4.3.3冷端恒温式热电偶测温电路88

4.3.4冷端补偿式热电偶测温电路90

4.4光电式传感器93

4.4.1光电效应93

4.4.2光电管和光电倍增管95

4.4.3光敏电阻97

4.4.4光电池100

4.4.5光电式传感器的基本组成和类型104

4.5霍尔传感器107

4.5.1霍尔效应107

4.5.2霍尔传感器的组成与基本特性108

4.5.3霍尔传感器的应用110

4.5.4测量误差及其补偿办法112

思考题与习题115

第5章 半导体传感器117

5.1半导体管传感器117

5.1.1磁敏二极管和磁敏晶体管117

5.1.2光敏二极管和光敏晶体管122

5.1.3温敏二极管和温敏晶体管125

5.2半导体集成传感器127

5.2.1集成温度传感器127

5.2.2集成霍尔传感器128

5.2.3集成压力、加速度传感器129

思考题与习题131

第6章 数字式传感器133

6.1编码器133

6.1.1直接编码器133

6.1.2增量编码器136

6.2光栅138

6.2.1光栅的结构和基本原理138

6.2.2光栅辨向原理与细分技术141

6.3感应同步器143

6.3.1感应同步器的类型和结构143

6.3.2感应同步器的工作原理145

6.4频率式传感器149

6.4.1振弦式传感器149

6.4.2振筒式传感器153

思考题与习题155

第7章 其他传感器156

7.1光纤传感器156

7.1.1光导纤维的结构和传光原理156

7.1.2光纤传感器的基本原理和类型158

7.2 CCD图像传感器160

7.2.1 CCD的工作原理160

7.2.2 CCD图像传感器的结构162

7.2.3 CCD数码照相机164

7.3红外传感器165

7.3.1红外线及其特性165

7.3.2红外探测器的类型165

7.3.3热释电红外探测器166

7.4超声波与核辐射传感器168

7.4.1超声波传感器168

7.4.2核辐射传感器171

思考题与习题174

第8章 几何量的电测法175

8.1位移的电测法175

8.1.1位移电测法的分类175

8.1.2位移的间接电测法175

8.2倾角的电测法178

8.2.1摆锤式178

8.2.2液体摆式180

8.2.3气体摆式181

8.3厚度的电测法181

8.3.1电涡流式181

8.3.2电容式182

8.3.3核辐射式和超声波式184

8.4物（液）位的电测法185

8.4.1超声波法185

8.4.2浮力法187

8.4.3差压法187

8.4.4电容法189

思考题与习题189

第9章 机械量的电测法191

9.1转速的电测法191

9.1.1模拟式电测法191

9.1.2计数式电测法193

9.2振动的电测法197

9.2.1相对振动传感器与绝对振动敏感器198

9.2.2绝对振动电测法201

9.3力与荷重的电测法207

9.3.1力敏感器207

9.3.2力的间接电测法209

9.3.3电子秤212

9.4力矩的电测法213

9.4.1扭轴（扭矩敏感器）213

9.4.2力矩的扭轴式电测法214

思考题与习题215

第10章 热工量的电测法217

10.1压力与差压的电测法217

10.1.1压力的概念、单位和测量方法217

10.1.2压力敏感器218

10.1.3压力的电测法220

10.1.4差压的电测法225

10.2温度的电测法226

10.2.1温度的概念、单位和测量方法226

10.2.2接触式测温法227

10.2.3温度和温度差的电测法228

10.2.4非接触式测温法234

10.3流量的电测法237

10.3.1流量的概念237

10.3.2流量-转速转换法238

10.3.3流量-差压、力、位移转换法239

10.3.4流量-频率转换法241

10.3.5流量-温度转换法242

10.3.6非接触式流量测量法244

思考题与习题246

第11章 模拟式检测仪表248

11.1“表头”的原理与刻度248

11.1.1“表头”的原理248

11.1.2“表头”的刻度251

11.2调零、调满度与量程切换252

11.2.1常见的调零电路253

11.2.2常见的调满度电路254

11.2.3常见的量程切换电路255

11.3模拟非线性校正256

11.3.1非线性校正的数学原理256

11.3.2非线性校正的实现方法257

11.3.3模拟非线性校正的实例258

11.4环境及温度误差校正258

11.4.1环境及温度因素对测量的影响258

11.4.2环境及温度误差的校正电路260

11.5模拟式仪表实例263

11.5.1 DDZ-Ⅲ型仪表简介263

11.5.2指针式万用表266

思考题与习题267

第12章 数字式检测仪表269

12.1数字“表头”电路269

12.1.1数字显示器269

12.1.2 A/D转换式仪表的“表头”电路272

12.1.3脉冲计数式仪表的“表头”电路274

12.1.4条图显示式仪表的“表头”电路275

12.2数字式仪表的标度变换277

12.2.1 A/D转换式仪表的标度变换278

12.2.2脉冲计数式仪表的标度变换278

12.3数字式仪表零位调整与量程切换282

12.3.1数字式仪表的零位调整282

12.3.2数字式仪表的量程切换283

12.4数字式仪表的非线性校正285

12.4.1数字非线性校正的原理285

12.4.2数字非线性校正的实例285

12.5数字式检测仪表设计实例285

12.5.1数字式检测仪表的组成方案285

12.5.2数字式转速测量仪的设计286

12.5.3数字式扭矩测量仪的设计287

12.6数字式万用表290

12.6.1数字式万用表的基本原理290

12.6.2 DT890D数字式万用表电路剖析291

思考题与习题291

第13章 智能检测仪表292

13.1智能仪表的基本组成292

13.1.1智能仪表的硬件组成292

13.1.2智能仪表的软件组成293

13.2测量通道的总体设计294

13.2.1测量通道的基本组成与类型294

13.2.2传感器的选用294

13.2.3信号调理电路的参数设计和选择296

13.2.4采集电路组成模块和方案的选择300

13.2.5测量通道与微机的接口303

13.3量程自动切换与超限自动报警305

13.3.1量程自动切换305

13.3.2超限自动报警306

13.4标度变换308

13.4.1线性测量通道的标度变换308

13.4.2非线性测量通道的标度变换309

13.5非线性校正软件算法310

13.5.1查表法310

13.5.2插值法310

13.5.3拟合法312

13.6温度误差的软件校正法313

13.7智能检测仪表实例——智能万用表315

13.7.1数字万用表集成芯片MAX 134315

13.7.2 MAX 134配单片机构成智能万用表316

思考题与习题318

第14章 现代检测新技术简介319

14.1微型传感器319

14.1.1微电子机械系统319

14.1.2微型传感器（MEMS传感器）319

14.2智能传感器和网络传感器320

14.2.1智能传感器320

14.2.2网络传感器321

14.3物联网传感器技术323

14.3.1物联网的概念323

14.3.2传感网技术324

14.3.3物联网的应用领域326

14.4虚拟仪器327

14.4.1虚拟仪器的概念327

14.4.2虚拟仪器的组成特点328

14.5软测量技术329

14.5.1软测量技术的概念329

14.5.2软测量技术的实现方法330

14.6多传感器数据融合332

14.6.1多传感器数据融合的概念及优点332

14.6.2基本原理及融合过程332

思考题与习题333

主要参考文献334