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| 內容簡介： |
本书从理论及工程应用的角度, 系统地介绍了传感器原理､ 检测技术及其应用｡ 全书由 6 章组成｡ 第 1 章介绍了检测技术的基本概念､ 误差处理技术和检测系统设计方法等基础知识｡ 第 2 章介绍了传感器的基本原理､ 静动态特性, 常见的､ 应用广泛的以及新型的传感器, 如电阻式､ 电容式､ 电感式､ 压电式､ 压阻式､ 光纤传感器和化学､ 生物传感器等｡ 第3 章则重点阐述了获得测量信号后, 如何对其进行变换和处理, 以获得期望的工程数据｡ 第 4､ 6 章介绍了各种物理量的测量方法, 如温度､ 流量､物位､ 位移､ 压力､ 成分与含量等及检测技术工程应用实例｡ 第 5 章简要介绍了现代检测新技术, 以使读者了解当前检测技术的新发展｡
本书既可作为自动化､ 电气､ 电子专业的本科教材, 也可作为硕士研究生及相关工程技术人员的参考书｡
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| 目錄：
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序 前
言
第 1 章 检测技术基础知识1
1.1 检测技术1
1.1.1 检测系统的基本结构和类型1
1.1.1.1 检测系统的类型4
1.1.1.2 检测系统的基本结构5
1.1.2 检测系统的设计原则6
1.1.3 检测系统的设计方法7
1.1.4 检测技术的现状与发展12
1.2 测量误差及其分析13
1.2.1 测量误差的基本概念14
1.2.2 测量误差的分类17
1.2.2.1 测量误差的分类方法17
1.2.2.2 精密度､ 正确度和准确度与
误差的关系18
1.2.3 检测结果的数据分析及其处理19
1.2.3.1 随机误差的处理19
1.2.3.2 系统误差的处理23
1.2.3.3 粗大误差的处理24
第 2 章 传感器原理27
2.1 传感器基础知识27
2.1.1 传感器的定义27
2.1.2 传感器的组成28
2.1.3 传感器的分类28
2.1.4 传感器的基本特性29
2.1.4.1 静态特性29
2.1.4.2 动态特性34
2.2 阻抗型传感器40
2.2.1 电阻式传感器40
2.2.1.1 电位器式传感器40
2.2.1.2 应变式传感器42
2.2.1.3 热电阻和热敏电阻温度
传感器45
2.2.2 电容式传感器46
2.2.2.1 电容式传感器的工作原理及
结构47
2.2.2.2 电容式传感器的等效电路50
2.2.3 电感式传感器51
2.2.3.1 自感式传感器51
2.2.3.2 互感式电感传感器54
2.2.3.3 电涡流式传感器57
2.3 电压型传感器59
2.3.1 磁电式传感器59
2.3.1.1 工作原理和结构形式59
2.3.1.2 基本特性61
2.3.2 压电式传感器61
2.3.2.1 压电效应及压电材料62
2.3.2.2 压电式传感器的等效电路64
2.3.3 热电偶温度传感器66
2.3.3.1 热电效应66
2.3.3.2 热电偶基本定律68
2.3.3.3 热电偶结构和类型69
2.3.3.4 热电偶的测温电路及冷
端补偿70
2.3.4 光电式传感器73
2.3.4.1 光电效应73
2.3.4.2 光电器件75
2.3.4.3 光电器件特性77
2.3.4.4 光电式传感器的基本组成80
2.3.5 霍尔式传感器81
2.3.5.1 霍尔效应和霍尔元件81
2.3.5.2 霍尔式传感器的基本测量电路及
连接方式83
2.3.5.3 霍尔式传感器的误差分析与
补偿83
2.4 新型传感器85
2.4.1 光纤传感器85
2.4.1.1 光纤的基本知识85
2.4.1.2 光纤传感器的工作原理､
构成及分类85
2.4.2 MEMS 传感器86
2.5 图像传感器87
2.5.1 CCD 图像传感器 87
2.5.1.1 CCD 的 MOS 结构及存储
电荷原理87
2.5.1.2 CCD 的电荷的转移与传输 88
2.5.1.3 CCD 的电荷读出 89
2.5.1.4 CCD 摄像原理 90
2.5.2 CMOS 图像传感器90
2.5.2.1 无源像素被动式传感器91
2.5.2.2 有源像素主动式传感器92
2.5.2.3 CMOS 图像传感器与 CCD 图像
传感器比较92
2.5.2.4 固态图像传感器的
应用设计93
2.6 半导体集成传感器94
2.6.1 半导体集成数字温度传感器
DSB1820 的原理及应用95
2.6.1.1 DSB1820 引脚结构及
性能特点95
2.6.1.2 DSB1820 的工作原理95
2.6.1.3 DSB1820 存储器96
2.6.1.4 DSB1820 的 ROM 指令97
2.6.1.5 DSB1820 与单片机的接口
电路98
2.6.1.6 基于 AT89S51 单片机与
DSB1820 的测温实例98
2.6.2 数字温度传感器 AD59098
2.6.2.1 AD590 的主要功能特性99
2.6.2.2 AD590 的工作原理100
2.6.2.3 AD590 的应用电路100
2.6.2.4 AD590 测量温度电路实例102
2.7 化学､ 生物传感器104
2.7.1 化学传感器104
2.7.1.1 离子电极104
2.7.1.2 极谱法107
2.7.2 生物传感器107
2.7.2.1 生物学反应107
2.7.2.2 生物传感器108
2.7.2.3 组成结构及功能109
第 3 章 信号调理及数据处理 111
3.1 电桥电路112
3.1.1 直流电桥112
3.1.2 交流电桥117
3.2 放大电路119
3.2.1 对放大电路的要求119
3.2.2 桥式放大电路126
3.2.3 高输入阻抗放大器128
3.2.4 隔离放大器139
3.2.5 可编程序增益放大器144
3.2.6 电荷放大器147
3.2.7 零漂移放大器149
3.3 滤波电路151
3.3.1 滤波器概述152
3.3.2 典型有源滤波器154
3.4 信号转换电路159
3.4.1 C F 转换和 R F 转换电路159
3.4.2 V F 和 F V 转换电路160
3.4.3 V I 转换电路163
3.5 计算机软件处理 误差修正
技术165
3.5.1 数字滤波技术165
3.5.1.1 程序判断滤波166
3.5.1.2 中位值滤波167
3.5.1.3 算术平均算法滤波168
3.5.1.4 递推平均滤波法168
3.5.1.5 加权平均滤波法169
3.5.1.6 低通滤波170
3.5.1.7 高通滤波171
3.5.1.8 复合滤波171
3.5.2 非线性校正172
3.5.2.1 非线性特性分类173
3.5.2.2 改善非线性特性的方法173
3.5.3 零点漂移的处理176
3.5.3.1 方差､ 平均值法177
3.5.3.2 零点漂移的处理方法177
3.5.3.3 软件算法设计178
第 4 章 非电量测量180
4.1 温度测量180
4.1.1 测温方法180
4.1.2 接触式测温法181
4.1.3 非接触式测温法183
4.1.4 温度变送器185
4.2 物位测量187
4.2.1 测量方法188
4.2.2 静压式物位测量189
4.2.3 浮力式物位测量192
4.2.4 电容式物位测量193
4.2.5 超声波物位测量194
4.3 流量测量196
4.3.1 概述196
4.3.2 容积式流量计198
4.3.3 差压式流量计199
4.3.4 转子流量计204
4.3.5 涡轮流量计206
4.3.6 电磁流量计206
4.3.7 涡街流量计209
4.3.8 超声波流量计210
4.4 压力测量211
4.4.1 概述211
4.4.2 弹性元件式压力表213
4.4.3 活塞式压力计216
4.4.4 压力传感器217
4.4.5 压力计的校验和使用221
4.5 位移测量222
4.5.1 欧姆龙 E6A2 旋转式编码器在
角位移测量系统中的应用222
4.5.1.1 欧姆龙 E6A2 旋转式编码器的
性能特点223
4.5.1.2 关于欧姆龙 E6A2 旋转式编码
器测量角位移的应用224
4.5.1.3 欧姆龙编码器测量旋转角位移
的应用电路及相关程序224
4.5.2 电涡流式位移传感器在线位移测量
中的应用228
4.6 力与荷重的测量234
4.6.1 力与荷重测量的主要误差234
4.6.2 力与荷重传感器的选用原则235
4.7 速度､ 转速､ 加速度的测量236
4.8 成分与含量的测量238
4.8.1 湿度测量238
4.8.2 气体成分测量239
4.8.3 液体成分 离子､ 生物大分子､
非溶性成分 的测量240
4.8.4 固体成分测量241
第 5 章 现代检测新技术243
5.1 虚拟仪器243
5.2 网络化仪器和网络化传感器245
5.3 多传感器数据融合245
第 6 章 检测技术的应用实例 248
6.1 飞思卡尔智能车系统中的传感器的
选择及应用248
6.1.1 路径检测传感器248
6.1.1.1 光电式传感器248
6.1.1.2 图像传感器252
6.1.1.3 电磁式传感器254
6.1.2 测速传感器258
6.1.2.1 霍尔式传感器检测258
6.1.2.2 光电编码器258
6.2 温室环境检测系统中的传感器
选择及应用261
6.2.1 温度检测261
6.2.2 湿度检测264
6.2.3 光照检测267
6.2.4 CO2检测 267
附录269
附录 A 铂铑 10 - 铂热电偶 S 型
E t 分度表 269
附录 B 镍铬—镍硅热电偶 K 型
E t 分度表270
附录 C Pt100 热电阻分度表272
附录 D Cu50 热电阻分度表275
参考文献276
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| 內容試閱：
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检测技术, 作为人类认识和改造客观世界的一种必不可少的重要手段, 近几年来其所涵盖的内容更加深刻和广泛, 而以此为基础的现代系统的设计水平也在快速提高｡ 本书将传感器原理､ 自动检测技术和测量技术工程应用等内容有机地整合在一起, 这样, 读者不仅可以了解各种传感器的工作原理, 而且可以知道检测系统设计的要点和传感器的工程应用, 以便做到有的放矢｡ 全书由 6 章组成｡ 第 1 章介绍了检测技术的基本概念､ 误差处理技术和检测系统设计方法等基础知识｡ 第 2 章介绍了传感器的基本原理､ 静动态特性, 常见的､ 应用广泛的以及新型的传感器, 如电阻式､ 电容式､ 电感式､ 压电式､ 压阻式､ 光纤传感器和化学､ 生物传感器等｡ 第 3 章则重点阐述了获得测量信号后, 如何对其进行变换和处理, 以获得期望的工程数据｡ 第 4､ 6 章介绍了各种物理量的测量方法, 如温度､ 流量､ 物位､ 位移､压力､ 成分与含量等及检测技术工程应用实例｡ 第 5 章简要介绍了现代检测新技术, 以使读者了解当前检测技术的新发展｡
本书由尚丽平教授主编｡ 第 1､ 5 章由郭玉英教授编写｡ 第 2 章中, 2. 1 ~ 2. 4 节由王建伟副教授编写, 2. 5 ~ 2. 7 节由武丽副教授和李俊国副教授编写｡ 第 3 章中, 3. 5 节由武丽副教授编写, 其余内容由朱玉玉副教授编写｡ 第 4 章中, 4. 1 ~ 4. 4 节由张春峰老师编写, 4. 5 节由武丽副教授编写, 4. 6 ~ 4. 8 节由李俊国副教授编写｡ 第 6 章 6. 1 节由武丽副教授编写, 6. 2 节由张春峰老师编写｡ 此外, 附录由武丽副教授编写｡ 郭玉英副教授负责全书统稿｡
本书可作为自动化､ 电气､ 电子专业的本科教材, 也可作为硕士研究生及相关工程技术人员的参考书｡
在本书的编写过程中, 周颖癑老师, 王向磊､ 刘栩粼､ 黄浩､ 赵桂及张子诚等同学为本书的撰写做了很多工作, 在此, 谨向他们表示最诚挚的谢意｡现代检测技术发展迅速, 应用广泛,
由于作者的水平和能力有限, 书中谬误和不足之处在所难免, 衷心希望得到广大读者的批评指正｡编 者
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