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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

第1章 绪论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 检测仪表与系统概述5

1.3.1 检测仪表与系统的基本组成5

1.3.2 常规检测仪表与系统的基本类型6

1.3.3 新型仪器仪表的发展趋势8

思考题与习题9

2.1.1 静态特性10

2.1.2 静态性能指标10

第2章 检测系统的基本特性10

2.1 静态特性及性能指标10

2.2 动态特性及性能指标12

2.2.1 传递函数13

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21

思考题与习题22

3.1.1 测量误差的概念及表达方式23

第3章 误差分析与数据处理基础23

3.1 误差的概念与分类23

3.1.2 测量误差的分类25

3.2 随机误差的处理27

3.2.1 随机误差的概率分布27

3.2.2 被测量真值和测量方差的估计值29

3.2.3 测量结果的置信度与表示方法31

3.3.1 系统误差的分类35

3.3 系统误差的处理35

3.3.2 判断系统误差的方法36

3.3.3 系统误差的消除方法37

3.4 粗大误差的处理42

3.4.1 粗大误差的判别42

3.4.2 拉依达准则42

3.4.3 格鲁布斯准则43

思考题与习题44

第4章 阻抗型传感器45

4.1 电阻式传感器45

4.1.1 电位器式传感器45

4.1.2 应变式传感器和压阻式传感器47

4.1.3 热电阻和热敏电阻52

4.1.4 气敏电阻56

4.1.5 湿敏电阻57

4.1.6 电阻传感器接口电路59

4.2 电容式传感器65

4.2.1 基本原理与结构类型65

4.2.2 输入-输出特性66

4.2.3 等效电路分析68

4.2.4 接口电路69

4.3 电感式传感器73

4.3.1 自感式传感器73

4.3.2 互感式传感器（差动变压器）79

4.3.3 电涡流式传感器83

思考题与习题89

第5章 电压型传感器91

5.1 磁电式传感器91

5.1.1 基本原理和组成91

5.1.2 结构类型91

5.2 压电式传感器93

5.2.1 压电效应及其表达式93

5.1.3 接口电路93

5.2.2 压电材料96

5.2.3 压电元件99

5.2.4 接口电路101

5.3 热电偶传感器103

5.3.1 热电效应103

5.3.2 热电偶的材料、型号及结构107

5.3.3 热电偶测温电路108

5.4 光电式传感器111

5.4.1 光电器件111

5.4.2 光电器件的基本特性115

5.4.3 光电式传感器的基本组成和类型120

5.5 霍尔传感器122

5.5.1 霍尔效应122

5.5.2 霍尔传感器的组成与基本特性123

5.5.3 霍尔传感器的应用125

5.5.4 测量误差及其补偿办法127

思考题与习题131

第6章 数字式传感器132

6.1 编码器132

6.1.1 直接编码器132

6.1.2 增量编码器135

6.2 光栅137

6.2.1 光栅的结构和基本原理137

6.2.2 光栅辨向原理与细分技术139

6.3 频率式传感器142

6.3.1 振弦式传感器142

6.3.2 振简式传感器145

6.3.3 振膜式和振梁式传感器147

6.3.4 石英晶体谐振式传感器148

思考题与习题149

7.1.1 光导纤维的结构和传光原理150

7.1 光纤传感器150

第7章 新型传感器150

7.1.2 光纤传感器的基本原理和类型152

7.2 CCD图像传感器154

7.2.1 CCD的工作原理155

7.2.2 CCD图像传感器的结构157

7.3 红外传感器158

7.3.1 红外线及其特性158

7.3.2 红外探测器的类型159

7.3.3 热释电红外探测器160

7.4 超声波与核辐射传感器162

7.4.1 超声波传感器162

7.4.2 核辐射传感器164

7.5 半导体集成传感器167

7.5.1 集成霍尔传感器167

7.5.2 集成湿度、压力、加速度传感器168

7.5.3 集成温度传感器170

7.6 传感器的发展趋势172

思考题与习题173

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 电感式和电涡流式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

8.4.3 差压法187

8.4.2 浮力法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208

9.3.1 力敏感器208

9.3.2 力的间接电测法210

9.3.3 荷重传感器与电子秤212

9.4.1 扭轴（扭矩敏感器）214

9.4 力矩的电测法214

9.4.2 力矩的扭轴式电测法215

思考题与习题216

第10章 热工量的电测法218

10.1 压力与差压的电测法218

10.1.1 压力的概念、单位和测量方法218

10.1.2 压力敏感器219

10.1.3 压力的电测法221

10.1.4 差压的电测法226

10.2 温度的电测法227

10.2.1 温度的概念、单位和测量方法227

10.2.2 接触式测温法228

10.2.3 温度和温度差的电测法229

10.2.4 非接触式测温法235

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240

10.3.4 流量-频率转换法242

10.3.5 流量-温度转换法243

10.3.6 非接触式流量测量法244

思考题与习题246

第11章 成分与含量的电测法248

11.1 水分和湿度的电测法248

11.1.1 水分和湿度的定义及表示方法248

11.1.2 固体水分的电测法248

11.1.3 气体湿度的电测法249

11.2 密度和浓度的电测法251

11.2.1 密度的电测法251

11.2.2 浓度的电测法253

11.3 气体分析与检测254

11.3.1 气体分析254

11.3.2 实用气体检测器257

思考题与习题259

第12章 模拟式检测仪表的设计及实例261

12.1 “表头”的原理与刻度261

12.1.1 “表头”的原理261

12.1.2 “表头”的刻度263

12.2 调零、调满度与量程切换265

12.2.1 常见的调零电路265

12.2.2 常见的调满度电路267

12.2.3 常见的量程切换电路268

12.3 模拟非线性校正269

12.3.1 非线性校正的数学原理269

12.3.2 非线性校正的实现方法271

12.4 环境及温度误差校正272

12.4.1 环境及温度因素对测量的影响272

12.4.2 环境及温度误差的硬件校正法273

12.5.1 DDZ-Ⅲ型仪表简介276

12.5 模拟式仪表实例276

12.5.2 MF107型万用表剖析279

思考题与习题285

第13章 数字式检测仪表的设计及实例286

13.1 数字“表头”电路286

13.1.1 数字显示器286

13.1.2 A/D转换式仪表的“表头”电路288

13.1.3 脉冲计数式仪表的“表头”电路290

13.2 数字式仪表的标度变换292

13.2.1 A/D转换式仪表的标度变换292

13.2.2 脉冲计数式仪表的标度变换293

13.3 数字式仪表零位调整与量程切换297

13.3.1 数字式仪表的零位调整297

13.3.2 数字式仪表的量程切换298

13.4 数字式仪表的非线性校正300

13.5.2 数字式转速测量仪的设计301

13.5 数字式检测仪表设计实例301

13.5.1 数字式检测仪表的组成方案301

13.5.3 数字式扭矩测量仪的设计302

思考题与习题305

第14章 微机化检测仪表的设计及实例306

14.1 主机和人-机接口306

14.1.1 基于单片机的主机电路306

14.1.2 显示器接口307

14.1.3 键盘原理与接口308

14.2 测量通道的总体设计310

14.2.1 测量通道的基本组成与类型310

14.2.2 传感器的选用310

14.2.3 信号调理电路的参数设计和选择312

14.2.4 采集电路组成模块和方案的选择315

14.2.5 测量通道与微机的接口319

14.3.2 超限自动报警321

14.3.1 量程自动切换321

14.3 量程自动切换与超限自动报警321

14.4 标度变换323

14.4.1 线性测量通道的标度变换323

14.4.2 非线性测量通道的标度变换324

14.5 非线性校正软件算法325

14.5.1 查表法325

14.5.2 插值法326

14.5.3 拟合法327

14.6 温度误差的软件校正法328

14.7 软件结构及实例330

14.7.1 软件结构330

14.7.2 实例——智能定量称量电子秤331

思考题与习题334

第15章 现代检测新技术335

15.1 虚拟仪器335

15.1.1 虚拟仪器的概念335

15.1.2 虚拟仪器的组成特点336

15.1.3 虚拟仪器的体系结构337

15.2 网络化仪器和网络化传感器339

15.2.1 网络化仪器的概念339

15.2.2 基于现场总线技术的网络化测控系统340

15.2.3 面向Internet的网络测控系统341

15.2.4 网络化传感器342

15.3 软测量技术342

15.3.1 软测量技术的概念342

15.3.2 软测量技术的实现方法343

15.3.3 软测量技术应用举例344

15.4 多传感器数据融合345

15.4.1 多传感器数据融合的概念345

15.4.2 基本原理、过程及关键技术345

15.4.3 结构及功能模型347

思考题与习题348

参考文献349