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第1章 传感器基本原理 1

1.1 传感器的定义、组成和分类 1

1.1.1 传感器的定义 1

1.1.2 传感器的组成 1

1.1.3 传感器的分类 2

1.2 传感器的基本特性 4

1.2.1 传感器的静态特性 4

1.2.2 传感器的动态特性 7

1.3 常用传感器器件 7

1.3.1 电阻式传感器 7

1.3.2 电感式传感器 8

1.3.3 电容式传感器 8

1.3.4 压电式传感器 8

1.3.5 磁电式传感器 8

1.3.6 热电式传感器 9

1.3.7 光电式传感器 9

1.3.8 超声波传感器 9

1.3.9 光纤传感器 11

1.3.10 智能传感器 11

1.3.11 常用传感器选用 11

第2章 传感器信号数据采集与处理 13

2.1 基础知识 13

2.1.1 传感器信号的采样原理 13

2.1.2 传感器数据采集系统的组成 21

2.2 传感器信号调理 23

2.2.1 仪表放大器基本概念 23

2.2.2 各类仪表放大器简介及应用电路举例 26

2.2.3 滤波电路基本概念及电路设计 34

2.3 传感器信号采集 39

2.3.1 多路模拟开关 39

2.3.2 采样／保持器电路 41

2.3.3 A/D转换电路 44

2.3.4 数据采集的典型应用 50

2.4 基于PSoC的传感器数据采集系统 51

2.4.1 前端数据调理——放大部分 52

2.4.2 前端数据调理——滤波部分 54

2.4.3 数组采集-模拟复用器 55

2.4.4 数组采集-A/D转换电路 56

2.5 数据传输接口 57

2.5.1 串行接口 57

2.5.2 并行接口 62

2.5.3 USB接口 64

2.5.4 CAN总线接口 68

2.6 基本信号处理方法 73

2.6.1 数字滤波技术 73

2.6.2 非线性校正 77

2.6.3 传感器误差处理 80

第3章 CGQ-1000型传感器检测实验平台 86

3.1 传感器检测技术实验仪系统介绍 86

3.2 系统硬件部分介绍 87

3.2.1 主控实验台介绍 87

3.2.2 温度源传感器操作介绍 87

3.2.3 转动源传感器操作介绍 87

3.2.4 无线传感器操作介绍 89

3.2.5 其他传感器操作介绍 90

3.3 系统软件部分操作介绍 92

3.3.1 温度传感器实验操作介绍 92

3.3.2 光电传感器或霍尔传感器实验操作介绍 100

3.3.3 无线传感器买验操作介绍 102

3.3.4 其他传感器实验操作介绍 103

3.3.5 实验结束退出 106

3.4 多功能虚拟仪器操作介绍 107

3.4.1 软件启动 107

3.4.2 数字示波器的使用 107

3.4.3 频谱分析的使用 109

3.4.4 相位差计 111

3.4.5 传感器探测 112

3.4.6 高频信号发生 114

3.4.7 任意波形发生 115

3.4.8 频率／计数器 116

3.4.9 扫频仪使用 118

3.5 实验台操作步骤及常见问题处理 119

3.5.1 仪器基本操作步骤 119

3.5.2 常见问题处理 120

第4章 传感器实验 121

4.1 温度源传感器实验 121

4.1.1 温度源 121

4.1.2 温度传感器 121

4.1.3 电桥电路及差分放大电路 122

4.1.4 单片机数据采集 123

4.1.5 显示 124

实验一 温度传感器控制系统以及温度源温度控制调节实验 124

实验二 PT100铂电阻温度特性实验 126

实验三 集成温度传感器（AD590）温度特性实验 127

买验四 K型热电偶温度特性实验 128

实验五 E型热电偶温度特性实验 131

4.2 转动源传感器实验 132

实验六 转动传感器控制系统及转动源实验 133

实验七 光电传感器控制转速实验 136

买验八 开关式霍尔传感器测转速实验 139

实验九 磁电式传感器测转速实验 141

实验十 利用光电传感器控制电机转速实验 142

4.3 振动源以及应变传感器实验 143

实验十一 单臂电桥性能实验（金属箔式应变片） 144

实验十二 半桥性能实验（金属箔式应变片） 146

实验十三 全桥性能实验（金属箔式应变片） 147

实验十四 单臂、半桥、全桥性能比较实验（金属箔式应变片） 148

实验十五 电子秤实验 149

4.4 其他类型传感器实验 150

实验十六 电容传感器实验 150

实验十七 超声波流量测量实验（开放型自助实验） 153

实验十八 超声波测距实验（开放型自助实验） 153

实验十九 数据采集系统实验 155

参考文献 158

附录 159

附录1 PT100铂电阻分度表 159

附录2 K型热电偶分度表 160

附录3 E型热电偶分度表 161