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绪论 1

1．1 概述 5

1．1．1 检测 5

1．1．2 检测技术 6

1．1．3 检测技术的作用 6

1．1．4 检测过程 6

1．2 检测系统基本构成 7

1．2．1 检测系统构成 7

1．2．2 传感器 8

1．3 检测方法 10

1．4 误差分析及数据处理基础 11

1．4．1 误差的基本概念 11

1．4．2 误差的分类及来源 12

1．4．3 系统误差、随机误差和粗大误差的处理 13

1．4．4 精密度、精确度、准确度 13

1．4．5 多次测量结果的表达 14

1．4．6 测量误差的合成 16

1．4．7 有效数字 16

1．5 传感器基本特性 18

1．5．1 传感器静态特性 18

1．5．2 传感器动态特性 20

本章小结 21

实训1 21

实训1．1 认识传感器 21

实训1．2 数据处理 21

思考与习题1 21

2．1 温度检测基本知识 23

2．2 热膨胀式温度计 25

2．3 压力式温度计 26

2．4 电阻式温度计 28

2．4．1 金属热电阻温度计 28

2．4．2 半导体热敏电阻温度计 31

2．5 热电偶传感器 35

2．5．1 热电偶测温原理 35

2．5．2 热电偶定则 38

2．5．3 常用热电偶及热电偶材料 39

2．5．4 热电偶结构 39

2．5．5 热电偶特点 40

2．5．6 热电偶的补偿导线 40

2．5．7 热电偶的冷端温度补偿 41

2．5．8 热电偶常用测温电路 43

2．5．9 注意事项 44

2．6 半导体PN结型温度传感器 45

2．6．1 热敏二极管和三极管 45

2．6．2 电流输出型集成温度传感器AD590． 46

2．6．3 电压输出型集成温度传感器 49

2．7 辐射式温度传感器 49

2．7．1 辐射式测温原理 49

2．7．2 辐射测温方法 51

2．7．3 红外热辐射温度仪 52

2．8 光纤温度传感器 53

2．8．1 光纤传感原理 53

2．8．2 光纤温度传感器 55

本章小结 57

实训2 57

实训2．1 热敏电阻测温实验 57

实训2．2 热电偶原理及现象 58

实训2．3 PN结温度传感器测温实验 58

实训2．4 集成温度传感器AD590测温实验 59

思考与习题2 60

3．1 压力的基本概念 61

3．2 应变式压力计 62

3．2．1 电阻应变效应 62

3．2．2 电阻应变片 63

3．2．3 电阻应变片的粘贴及温度补偿 65

3．2．4 测量转换电路——不平衡电桥 66

3．2．5 应变效应的应用 67

3．3 压电式压力及力传感器 70

3．3．1 压电效应 70

3．3．2 压电材料 70

3．3．3 测量转换电路 71

3．3．4 压电式压力传感器的应用 73

3．4 压磁式压力传感器 74

3．4．1 压磁式传感器工作原理 74

3．4．2 压磁元件 75

3．4．3 压磁式传感器测量电路 76

3．4．4 压磁式测力传感器应用 77

3．5 电容传感器 77

3．5．1 电容式传感器的工作原理 77

3．5．2 测量转换电路 79

3．5．3 电容式力传感器 82

3．6 霍尔式压力计 83

3．6．1 霍尔效应 83

3．6．2 霍尔元件的误差及补偿 84

3．6．3 霍尔传感器的应用 86

3．7 电子秤 86

3．7．1 电子秤的原理 87

3．7．2 电子秤的特点及应用 87

本章小结 88

实训3 88

实训3．1 金属箔应变片电桥性能 88

实训3．2 压电式传感器检测实训 89

思考与习题3 90

4．1 流量的基本概念 91

4．2 差压式流量计 92

4．2．1 节流装置的工作原理 92

4．2．2 标准节流装置 93

4．2．3 取压方式 94

4．2．4 差压计 95

4．3 电磁流量计 96

4．3．1 电磁流量计的工作原理 96

4．3．2 电磁流量计的结构 97

4．3．3 电磁流量计的应用 97

4．4 卡门涡街式流量计 98

4．4．1 卡门涡街工作原理 98

4．4．2 漩涡发生体 99

4．4．3 卡门涡街流量计结构及应用 100

4．5 容积式流量计 101

4．5．1 容积式流量计的工作原理 101

4．5．2 容积式流量计的类型与应用 101

4．6 质量流量的测量 103

4．6．1 间接式质量流量计 104

4．6．2 直接式质量流量计 104

本章小结 106

实训4差压式流量计的使用 106

思考与习题4 109

5．1 直读、浮力、压力式物位检测 110

5．1．1 直读式物位检测 110

5．1．2 浮力式物位检测 111

5．1．3 压力式物位检测 112

5．2 电容式物位计 113

5．2．1 电容式物位计工作原理及结构 114

5．2．2 电容式物位计应用 115

5．3 超声传感器及物位、厚度检测 117

5．3．1 超声检测原理 117

5．3．2 超声换能器 119

5．3．3 超声传感器测物位 122

5．3．4 超声传感器测厚度 124

5．4 核辐射物位与厚度检测 125

5．4．1 核辐射的基本特性 125

5．4．2 核辐射探测器 127

5．4．3 核辐射传感器的应用 130

5．5 电涡流传感器 131

5．5．1 电涡流传感器工作原理 131

5．5．2 电涡流传感器结构 132

5．5．3 测量转换电路 133

5．5．4 电涡流传感器应用 134

5．6 无损探伤 135

5．6．1 无损探伤的基本概念 135

5．6．2 无损探伤的方法 135

本章小结 139

实训5超声波倒车防撞报警集成电路 140

思考与习题5 141

6．1 电感式位移测量 142

6．1．1 电感式传感器的工作原理 143

6．1．2 电感式传感器的输出特性 143

6．1．3 差动电感式传感器原理 144

6．1．4 电感式位移计 145

6．2 差动变压器位移计 147

6．2．1 差动变压器的工作原理 147

6．2．2 差动变压器位移计 147

6．3 光栅位移测量 149

6．3．1 光栅的结构及分类 150

6．3．2 光栅传感器的工作原理 150

本章小结 153

实训6 差动变压器 154

思考与习题6 154

7．1 磁电感应式速度测量 155

7．1．1 磁电感应式传感器工作原理 155

7．1．2 磁电感应式传感器测量电路 156

7．2 电磁脉冲式转速计 157

7．3 应变片式加速度计 157

本章小结 158

实训7 磁电感应式转速传感器的应用 158

思考与习题7 159

8．1 气体成分检测 160

8．1．1 热导式检测技术 161

8．1．2 热磁式检测技术 163

8．1．3 红外线式检测技术 164

8．2 水分和湿度的检测 167

8．2．1 水分和湿度的定义及表示方法 167

8．2．2 固体湿度的电测法 167

8．2．3 气体湿度的电测法 168

8．3 密度和浓度的检测 170

8．3．1 密度的电测法 170

8．3．2 浓度的电测法 171

本章小结 173

实训8 自制简单的CO气体报警器 173

思考与习题8 173

9．1 光谱 174

9．2 光电器件 176

9．2．1 光敏电阻 176

9．2．2 光电池 180

9．2．3 光电二极管 183

9．2．4 光电三极管 186

9．2．5 光电式传感器的应用 191

9．3 电耦合器件 194

9．3．1 耦合器件CCD的基本原理 195

9．3．2 电荷耦合器件的特性参数 198

9．3．3 CCD摄像器件类型 199

9．3．4 CCD的应用 201

本章小结 202

实训9 光敏二极管特性 202

思考与习题9 203

10．1 检测技术的自动化 204

10．1．1 传统检测系统构成 205

10．1．2 自动检测系统构成 205

10．1．3 自动检测系统的工作模式 206

10．1．4 自动检测技术研究内容 206

10．1．5 自动测试与检测技术的发展 207

10．2 现代自动检测技术的发展 210

10．2．1 智能仪器 210

10．2．2 现场总线智能仪表 212

10．2．3 基于PC的虚拟仪器 214

10．2．4 虚拟仪器构成 215

10．2．5 虚拟仪器发展趋势 218

10．3 现代自动检测技术的特点 219

10．4 现代自动检测系统组建的关键技术 220

10．5 现代自动检测技术的新进展 221

本章小结 222

实训10 温度传感器实验设计 222

思考与习题10 225

11．1 干扰的来源及分类 226

11．1．1 干扰与噪声 226

11．1．2 干扰的分类 226

11．1．3 干扰的传导模式 228

11．1．4 干扰噪声耦合方式 228

11．1．5 电磁干扰的3个要素 229

11．2 抑制电磁干扰的基本方法和措施 230

11．2．1 基本方法 230

11．2．2 基本措施 230

11．3 自动测试与检测系统的抗干扰技术 237

11．3．1 硬件抗干扰技术 237

11．3．2 软件抗干扰技术 239

本章小结 244

思考与习题11 244

12．1 传感器的选用原则 246

12．2 传感器在数控机床中的应用 247

12．3 传感器在高速公路智能化管理中的应用 250

12．4 传感器在现代汽车中的应用 255

12．5 传感器在机器人中的应用 263

12．6 传感器在智能建筑中的应用 267

本章小结 272

实训12 273

实训12．1 高速公路计重收费车道设备操作 273

实训12．2 识读并组装火灾自动报警电路 273

思考题与习题12 274

参考文献 275