自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)（第4版）

第1章檢測技術(shù)的基礎知識1
1．1測量的基本概念1
1．1．1測量1
1．1．2測量方法1
1．2測量誤差及其分類3
1．2．1測量誤差及其表示方法3
1．2．2測量誤差的分類5
1．3測量誤差的分析與處理6
1．3．1隨機誤差的統(tǒng)計特性6
1．3．2粗大誤差9
1．3．3系統(tǒng)誤差9
1．3．4直接測量數(shù)據(jù)的誤差分析10
1．4傳感器及其基本特性12
1．4．1傳感器的定義及組成12
1．4．2傳感器的分類13
1．4．3傳感器的基本特性15
1．4．4傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢19
1．5彈性敏感元件20
1．5．1彈性敏感元件的彈性特性20
1．5．2彈性敏感元件的材料及其基本要求21
1．5．3彈性敏感元件的轉(zhuǎn)換原理21
小結(jié)25
思考與練習25
第2章電阻式傳感器27
2．1電位器式傳感器27
2．1．1線性電位器27
2．1．2電位器式傳感器的應用29
2．2電阻應變式傳感器30
2．2．1電阻應變片的種類與結(jié)構(gòu)30
2．2．2電阻的應變效應31
2．2．3應變片測量原理32
2．2．4測量電路33
2．3電阻應變式傳感器的應用36
2．4壓阻式傳感器40
2．4．1壓阻效應與壓阻系數(shù)40
2．4．2測量原理40
2．4．3溫度補償41
2．4．4壓阻式傳感器的應用41
2．5氣敏電阻傳感器42
2．6濕敏電阻傳感器45
小結(jié)48
思考與練習48
第3章變磁阻式傳感器50
3．1自感式傳感器50
3．1．1基本變間隙式自感傳感器50
3．1．2差動變間隙式傳感器51
3．1．3螺管型自感式傳感器52
3．1．4測量電路52
3．2變壓器式傳感器54
3．2．1螺線管式差動變壓器55
3．2．2測量電路56
3．3電渦流式傳感器59
3．3．1電渦流式傳感器的工作原理59
3．3．2電渦流式傳感器種類59
3．3．3測量電路61
3．4變磁阻式傳感器的應用63
3．4．1自感式傳感器的應用63
3．4．2變壓器式傳感器的應用64
3．4．3電渦流式傳感器的應用64
小結(jié)66
思考與練習66
第4章電容式傳感器68
4．1電容式傳感器的工作原理68
4．1．1變面積式電容傳感器68
4．1．2變間隙式電容傳感器70
4．1．3變介電常數(shù)式電容傳感器72
4．2測量電路75
4．2．1調(diào)幅型電路75
4．2．2差動脈沖寬度調(diào)制電路76
4．2．3調(diào)頻型電路78
4．3電容式傳感器的應用78
小結(jié)80
思考與練習80
第5章熱電偶傳感器82
5．1熱電偶工作原理和基本定律82
5．1．1熱電偶工作原理82
5．1．2熱電偶的基本定律84
5．2熱電偶的材料、結(jié)構(gòu)及種類85
5．2．1熱電偶材料85
5．2．2熱電偶結(jié)構(gòu)86
5．2．3熱電偶種類及分度表87
5．3熱電偶的冷端補償90
5．4熱電偶測溫電路93
5．5熱電阻94
5．5．1金屬熱電阻94
5．5．2半導體熱敏電阻98
5．5．3集成溫度傳感器98
小結(jié)103
思考與練習103
第6章光電式傳感器105
6．1光電效應及光電器件105
6．1．1光電效應105
6．1．2光電管105
6．1．3光敏電阻106
6．1．4光電二極管和光電晶體管108
6．1．5光電池110
6．2紅外傳感器111
6．2．1紅外輻射111
6．2．2紅外探測器112
6．3光電式傳感器應用舉例113
6．3．1光敏電阻傳感器的應用113
6．3．2光電晶體管的應用115
6．3．3光電池的應用117
6．3．4紅外測溫儀118
6．4光電開關(guān)和光電斷續(xù)器119
6．4．1光電開關(guān)119
6．4．2光電斷續(xù)器120
6．5CCD圖像傳感器及其應用120
6．5．1CCD圖像傳感器的工作原理121
6．5．2CCD圖像傳感器的分類122
6．5．3CCD圖像傳感器的應用123
小結(jié)124
思考與練習124
第7章霍爾傳感器126
7．1霍爾元件工作原理126
7．2霍爾元件的基本結(jié)構(gòu)和主要特性參數(shù)127
7．2．1基本結(jié)構(gòu)127
7．2．2主要特性參數(shù)128
7．3霍爾元件的測量電路及補償129
7．3．1基本測量電路129
7．3．2溫度誤差的補償129
7．3．3不等位電勢的補償131
7．4霍爾集成電路132
7．5霍爾傳感器的應用133
小結(jié)135
思考與練習136
第8章壓電式傳感器137
8．1壓電效應137
8．1．1石英晶體的壓電效應137
8．1．2石英晶體的類型139
8．1．3壓電陶瓷的壓電效應139
8．1．4壓電陶瓷的類型140
8．2壓電材料的選用140
8．3壓電式傳感器測量電路140
8．3．1壓電器件的串聯(lián)與并聯(lián)140
8．3．2壓電式傳感器的等效電路141
8．3．3壓電式傳感器的測量電路141
8．4壓電式傳感器應用舉例142
小結(jié)145
思考與練習146
第9章光纖傳感器147
9．1光纖傳感器的原理、結(jié)構(gòu)及種類147
9．1．1光纖傳感器的原理147
9．1．2光纖的結(jié)構(gòu)148
9．1．3光纖的種類148
9．2光的傳輸原理149
9．2．1光的全反射定律149
9．2．2光纖的傳光原理150
9．3光纖傳感器的類型150
9．3．1光纖傳感器的分類150
9．3．2功能型和非功能型光纖傳感器151
9．3．3光纖傳感器的主要部件152
9．4功能型光纖傳感器152
9．4．1相位調(diào)制型光纖傳感器152
9．4．2光強調(diào)制型光纖傳感器154
9．5非功能型光纖傳感器155
9．5．1遮斷光路的光強調(diào)制型光纖傳感器155
9．5．2改變光纖相對位置的光強調(diào)制型光纖傳感器156
9．6光纖傳感器的應用157
9．6．1光纖微位移傳感器157
9．6．2光纖流量傳感器157
9．6．3光纖圖像傳感器158
小結(jié)159
思考與練習160
第10章過程參數(shù)的控制161
10．1壓力測量161
10．1．1彈簧管壓力表162
10．1．2壓力、差壓變送器的基本原理163
10．2液位測量164
10．2．1浮力式液位儀表165
10．2．2光纖液位計166
10．2．3靜壓式液位計168
10．2．4電阻式液位計171
10．3流量測量172
10．3．1容積式流量傳感器173
10．3．2差壓式流量傳感器175
10．3．3速度式流量傳感器183
10．3．4流體阻力式流量傳感器190
小結(jié)194
思考與練習194
第11章超聲波傳感器196
11．1超聲波物理基礎196
11．2超聲波傳感器的原理及性能指標197
11．3超聲波傳感器的應用199
小結(jié)202
思考與練習202
第12章自動檢測技術(shù)的綜合應用204
12．1傳感器的選用原則204
12．2綜合應用舉例205
12．2．1高爐煉鐵自動檢測與控制205
12．2．2蒸餾塔自動檢測與控制209
12．2．3傳感器在汽車中的應用210
12．2．4傳感器在空氣污染監(jiān)測中的應用213
12．2．5IC卡智能水表的應用214
12．2．6傳感器在全自動洗衣機中的應用216
12．2．7傳感器在電冰箱中的應用216
12．2．8傳感器在空調(diào)中的應用218
12．2．9傳感器在廚具中的應用219
12．2．10傳感器在燃氣熱水器中的應用220
12．2．11傳感器在家用吸塵器中的應用221
小結(jié)222
思考與練習222
第13章數(shù)字式傳感器技術(shù)223
13．1光柵傳感器223
13．1．1光柵的基本知識223
13．1．2莫爾條紋及其測量原理225
13．1．3光柵測量系統(tǒng)227
13．1．4光柵測量系統(tǒng)的應用231
13．2磁柵傳感器231
13．2．1磁柵及其分類232
13．2．2磁頭及其結(jié)構(gòu)233
13．2．3信號處理方式235
13．2．4磁柵傳感器的應用236
13．3數(shù)字編碼器238
13．3．1接觸式碼盤編碼器238
13．3．2光電編碼器240
13．3．3光電編碼器的應用243
13．4感應同步器243
13．4．1感應同步器的結(jié)構(gòu)243
13．4．2感應同步器的工作原理245
13．4．3數(shù)字位置測量系統(tǒng)246
小結(jié)247
思考與練習248
第14章物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)及其應用249
14．1物聯(lián)網(wǎng)基礎知識249
14．1．1什么是物聯(lián)網(wǎng)249
14．1．2物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)250
14．2物聯(lián)網(wǎng)中常用的傳感器252
14．3傳感器在智能家居領(lǐng)域的應用253
14．4物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)在其他領(lǐng)域的應用257
小結(jié)257
思考與練習257
參考文獻258