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第1章　传感器与检测技术基础1

1.1　传感器基础知识1

1.1.1　传感器概述1

1.1.2　提高传感器性能的技术途径5

1.1.3　传感器中的弹性敏感元件6

1.1.4　传感器的标定和校准8

1.1.5　传感器选用原则9

1.2　检测的基本概念11

1.2.1　测量、计量、测试与检测11

1.2.3　检测技术的发展13

1.2.2　检测技术的任务13

1.3　检测的分类14

1.3.1 电量与非电量检测技术14

1.3.2　检测原理的分类14

1.3.3　检测方法的分类14

1.3.4　检测对象的分类15

1.4　检测系统15

1.4.1　检测系统的组成15

1.4.2　检测系统的分类16

本章小结17

思考题与习题17

2.1.2　测量误差及其表示方法18

2.1.1　真值18

2.1　测量误差的基本概念18

第2章　误差分析与数据处理18

2.1.3　测量误差的来源20

2.2　误差的分类20

2.2.1 系统误差21

2.2.2　随机误差21

2.2.3　粗大误差21

2.2.4　测量精度22

2.3　测量数据处理22

2.3.1 测量数据的统计参数22

2.3.2　随机误差及其处理23

2.3.3　系统误差的发现26

2.3.4　减小系统误差的方法28

2.3.5　粗大误差的判别和剔除方法31

2.4　测量数据的表述方法及线性回归初步33

2.4.1　测量数据的表述方法33

2.4.2　线性回归初步34

2.5　测量不确定度37

2.5.1　测量不确定度的定义及分类37

2.5.2　测量误差与不确定度38

2.5.3　不确定度的评定方法39

2.5.4　测量不确定度的评定流程及实例41

本章小结43

习题与思考题43

3.1　调制与解调44

第3章　信号转换与处理电路44

3.1.1 幅值调制与解调45

3.1.2　频率调制与解调50

3.2　信号放大电路52

3.2.1　基本放大电路52

3.2.2　测量放大电路58

3.2.3　程控增益放大器60

3.2.4　隔离放大电路61

3.3　信号处理电路65

3.3.1 采样保持65

3.3.2　滤波电路69

3.4.1　U/I转换电路77

3.4　信号转换电路77

3.4.2　逻辑电平转换78

3.4.3　A/D转换器83

3.4.4　U/F转换器87

3.4.5　D/A转换器89

3.4.6　F/U转换器92

本章小结93

习题与思考题94

第4章　传统传感器原理及应用96

4.1 电阻应变式传感器96

4.1.1 电阻应变片的工作原理96

4.1.2　电阻应变片的种类及材料98

4.1.3　电阻应变片的性能参数99

4.1.4　电阻应变片的选择101

4.1.5　测量电桥电路101

4.1.6　温度误差及补偿措施102

4.1.7 电阻应变片的步片与组桥105

4.1.8　电阻应变式传感器的应用105

4.2　电容式传感器106

4.2.1 电容式传感器工作原理与特性107

4.2.2　电容式传感器测量电路110

4.2.3　电容式传感器的应用113

4.3　电感式传感器114

4.3.1　差动螺管式（自感式）传感器114

4.3.2　差动变压器（互感式）传感器117

4.3.3　电涡流式传感器121

4.3.4　电感式传感器的应用126

4.4　磁敏式传感器128

4.4.1　磁电效应及敏感材料128

4.4.2　磁敏电阻129

4.4.3　磁敏二极管和磁敏三极管131

4.4.4　霍耳传感器137

4.5　压电式传感器144

4.5.1　压电效应与压电材料144

4.5.2　压电式传感器工作原理与测量电路148

4.5.3　压电式传感器的应用151

4.6.1　金属热电阻传感器152

4.6　热电式传感器152

4.6.2　PN结温度传感器155

4.6.3　热电偶传感器156

本章小结163

习题与思考题164

第5章　新型传感器原理及应用165

5.1　气敏、湿敏传感器165

5.1.1　气敏传感器165

5.1.2　湿敏传感器171

5.2　微传感器175

5.2.1　MEMS微机电系统与微型传感器175

5.2.2　微型压力传感器177

5.2.3　微型加速度计179

5.3　光栅数字传感器181

5.3.1　光栅的结构和类型181

5.3.2　光栅传感器的工作原理182

5.3.3　辨向与细分电路183

5.3.4　光栅数显装置186

5.3.5　光栅传感器的应用186

5.4　光电式传感器187

5.4.1　光电效应187

5.4.2　光电器件188

5.4.3　光源及光学元件200

5.4.4　光电式传感器的应用201

5.4.5　光纤传感器205

5.4.6　图像传感器209

5.4.7　红外传感器212

5.5　集成化智能传感器215

5.5.1　智能传感器概述215

5.5.2　单片集成化智能传感器219

5.5.3　单片智能温度传感器的原理与应用221

5.5.4　集成湿度传感器的原理与应用231

本章小结235

习题与思考题236

6.1 自动检测系统概述238

6.1.1 自动检测系统的基本概念与结构238

第6章　自动检测系统的总线与接口技术238

6.1.2 自动检测系统的发展历程241

6.2 自动检测总线与接口技术243

6.2.1　计算机接口功能243

6.2.2 计算机常用接口244

6.2.3 串行通信接口技术247

6.2.4　GPIB接口总线技术251

6.2.5 VXI总线技术253

6.2.6 PXI总线技术258

6.2.7 USB/IEEEI 394通用串行总线技术260

本章小结266

习题与思考题266

7.1.1　虚拟仪器的概念268

第7章　虚拟仪器系统268

7.1　概述268

7.1.2　虚拟仪器的特点269

7.1.3　虚拟仪器的发展前景270

7.2　虚拟仪器的结构270

7.2.1　虚拟仪器的结构270

7.2.2　虚拟仪器的硬件结构271

7.2.3　虚拟仪器的软件结构272

7.3　虚拟仪器软件开发平台——LabVIEW简介273

7.3.1 LabVIEW的特点与功能273

7.3.2 LabVIEW应用程序的构成274

7.3.3　LabVIEW的模板简介276

7.3.4 程序的运行和调试281

7.3.5 LabVIEW的帮助282

7.4　基于LabVIEW的数据采集方法及实例282

7.4.1　数据采集基础282

7.4.2　基于LabVIEW的数据采集程序构建方式284

7.4.3　基LabVIEW的数据采集实例286

本章小结288

习题与思考题289

第8章　检测系统设计基础290

8.1 检测系统的构成形式290

8.1.1　标准总线检测系统290

8.1.2　专用计算机检测系统293

8.1.4 网络化检测系统294

8.1.3　混合型计算机检测系统294

8.2　检测系统设计的一般原则与开发过程295

8.2.1 检测系统设计的一般原则295

8.2.2　检测系统设计的一般开发过程296

8.3　检测系统设计步骤297

8.3.1　检测系统需求分析298

8.3.2　检测系统总体方案设计298

8.3.3　检测系统硬件设计299

8.3.4　检测系统软件设计301

8.3.5　系统集成与系统维护302

8.4　检测系统抗干扰设计302

8.4.1 产生干扰的因素与干扰分类302

8.4.2　干扰传播的途径306

8.4.3　抗干扰的基本措施307

8.5　检测系统可靠性设计314

8.5.1 可靠性的基本概念314

8.5.2 可靠性设计的基本概念315

8.5.3　可靠性设计方法315

8.6　检测系统设计实例317

8.6.1　近红外光谱检测系统设计317

8.6.2　基于GSM网络的工业氯气远程监测系统设计321

本章小结325

习题与思考题325

参考文献326