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第1章 绪论 1

1.1 检测的基本概念 1

1.2 检测技术研究的主要内容 1

1.3 检测技术与检测系统的发展趋势 2

第2章 检测系统的基本特性 5

2.1 检测系统概述 5

2.2 检测系统的组成 6

2.3 检测系统的静态特性 8

2.3.1 静态特性的性能指标 8

2.3.2 检测系统的静态标定 11

2.3.3 静态特性的测试 11

2.4 检测系统的动态特性 12

2.4.1 微分方程 12

2.4.2 传递函数 12

2.4.3 频率响应函数 13

2.4.4 动态特性的测试 16

2.5 检测系统不失真测量条件 18

第3章 信号及其描述 21

3.1 信号的分类与描述 21

3.1.1 确定性信号 21

3.1.2 随机信号 22

3.1.3 连续信号与离散信号 22

3.1.4 信号的描述和评价 23

3.2 周期信号与离散频谱 25

3.2.1 傅里叶级数的三角函数展开式 25

3.2.2 傅里叶级数的复指数函数展开式 26

3.2.3 周期信号的强度表述 29

3.3 瞬变信号与连续频谱 31

3.3.1 傅里叶变换 31

3.3.2 傅里叶变换的主要性质 34

3.3.3 几种典型瞬变信号的频谱 37

第4章 无源传感器 43

4.1 无源传感器概述 43

4.1.1 传感器的定义与组成 43

4.1.2 传感器的地位和作用 44

4.1.3 传感器的分类 44

4.1.4 传感器的发展方向 46

4.2 电阻式传感器 47

4.2.1 电阻应变式传感器 47

4.2.2 压阻式传感器 57

4.2.3 热电阻式传感器 59

4.2.4 光敏电阻 64

4.2.5 气敏电阻 68

4.2.6 湿敏传感器 69

4.3 电容式传感器 74

4.3.1 电容式传感器的工作原理及分类 74

4.3.2 电容式传感器的等效电路 76

4.3.3 电容式传感器的测量电路 77

4.3.4 电容式传感器的应用 78

4.4 电感式传感器 81

4.4.1 自感式传感器 81

4.4.2 互感式传感器 88

4.4.3 电涡流式传感器 91

第5章 有源传感器 100

5.1 热电偶温度传感器 100

5.1.1 热电效应 100

5.1.2 热电偶的基本定律 102

5.1.3 热电偶冷端温度误差及补偿 102

5.1.4 热电偶的分类 105

5.1.5 热电偶测温电路 106

5.2 压电式传感器 107

5.2.1 压电式传感器的工作原理 107

5.2.2 压电式传感器的等效电路和测量电路 109

5.2.3 压电式传感器的应用 113

5.3 磁电感应式传感器 115

5.3.1 恒磁通磁电式传感器 115

5.3.2 变磁通磁电式传感器 116

5.3.3 磁电式传感器的动态特性 117

5.4 光电式传感器 118

5.4.1 光电效应 118

5.4.2 光电元件 119

5.4.3 光电式传感器的应用 124

5.5 超声波传感器 125

5.6 红外探测器及其应用 127

5.6.1 热探测器 127

5.6.2 光子探测器 128

5.6.3 红外探测器的应用 129

第6章 数字式传感器与新型传感器 132

6.1 数字式传感器概述 132

6.2 编码器 133

6.2.1 光电式编码器的结构与分类 133

6.2.2 光电式编码器的工作原理 134

6.3 光栅式传感器 135

6.3.1 光栅的结构和类型 135

6.3.2 光栅式传感器的工作原理 136

6.4 感应同步器 139

6.4.1 感应同步器的类型及其结构 139

6.4.2 感应同步器的工作原理 141

6.4.3 输出信号处理 143

6.4.4 感应同步器的应用 143

6.5 磁栅式传感器 144

6.5.1 磁栅式传感器的工作原理 144

6.5.2 信号处理 145

6.5.3 磁栅式传感器的应用 147

6.6 容栅式传感器 147

6.6.1 容栅式传感器的基本结构及工作原理 147

6.6.2 容栅式传感器的特点 148

6.6.3 容栅式传感器的信号处理方式 148

6.6.4 容栅式传感器的应用 151

6.7 光纤传感器 151

6.7.1 光纤传感器的分类 151

6.7.2 光纤导光原理 152

6.7.3 光纤传感器的应用 153

6.7.4 光纤传感器的特点 154

第7章 测量误差 156

7.1 误差概述 156

7.1.1 误差的基本概念 156

7.1.2 误差的表示方法 157

7.1.3 误差的来源 158

7.1.4 测量误差的分类 159

7.2 系统误差 160

7.2.1 系统误差的特点及变化规律 160

7.2.2 系统误差的判别 160

7.2.3 系统误差的消除 162

7.3 随机误差 163

7.3.1 随机误差的特征和概率分布 163

7.3.2 等精度测量随机误差的数据处理 164

7.3.3 不等精度测量随机误差的数据处理 167

7.4 粗大误差 168

7.4.1 莱以特准则 168

7.4.2 格拉布斯准则 168

7.5 测量误差的合成 169

7.5.1 系统误差的合成 170

7.5.2 随机误差的合成 172

7.5.3 系统误差与随机误差的合成 172

第8章 测量信号调理 174

8.1 电桥 174

8.1.1 直流电桥 174

8.1.2 交流电桥 177

8.1.3 带感应耦合臂的电桥 179

8.2 信号放大电路 179

8.2.1 测量放大器 179

8.2.2 程控增益放大器 181

8.2.3 隔离放大器 184

8.3 滤波器 185

8.3.1 滤波器概述 185

8.3.2 滤波器性能分析 186

8.3.3 实际滤波电路 187

8.3.4 带通滤波器在信号频率分析中的应用 189

8.4 调制与解调 192

8.4.1 幅度调制与解调 192

8.4.2 频率调制与解调 194

第9章 现代测试系统 197

9.1 现代测试系统概述 197

9.2 智能仪器 197

9.3 虚拟仪器 198

9.3.1 虚拟仪器概述 198

9.3.2 硬件构成 201

9.3.3 虚拟仪器的软件实现 202

9.3.4 虚拟仪器的应用 204

9.4 无线传感器网络 205

9.4.1 无线传感器网络的发展历程 205

9.4.2 ZigBee技术 209

9.4.3 ZigBee技术在无线传感器网络中的应用 212

9.4.4 无线传感器网络的应用 215

9.5 微型仪器 217

参考文献 219