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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