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第1章 绪论1

1.1检测技术及仪表的地位与作用1

1.1.1检测仪表的地位与作用1

1.1.2检测技术是仪器仪表的技术基础2

1.2传感器概述3

1.2.1传感器的基本概念3

1.2.2传感器的分类和命名法4

1.3检测仪表与系统概述5

1.3.1检测仪表与系统的基本组成5

1.3.2常规检测仪表与系统的基本类型6

1.3.3新型仪器仪表的发展趋势8

思考题与习题9

第2章 检测系统的基本特性10

2.1静态特性及性能指标10

2.1.1静态特性10

2.1.2静态性能指标10

2.2动态特性及性能指标12

2.2.1传递函数13

2.2.2阶跃响应和时域动态性能指标17

2.2.3正弦响应和频域动态性能指标20

2.2.4无失真检测条件22

2.3测量误差23

2.3.1测量误差的概念及表达方式23

2.3.2测量误差的分类25

思考题与习题27

第3章 阻抗型传感器28

3.1电阻式传感器28

3.1.1电位器式传感器28

3.1.2应变式传感器和压阻式传感器30

3.1.3热电阻和热敏电阻35

3.1.4气敏电阻39

3.1.5湿敏电阻40

3.1.6接口电路42

3.2电容式传感器48

3.2.1基本原理与结构类型48

3.2.2输入-输出特性49

3.2.3等效电路分析52

3.2.4接口电路52

3.3电感式传感器60

3.3.1自感式传感器60

3.3.2互感式传感器（差动变压器）66

3.3.3电涡流式传感器71

思考题与习题77

第4章 电压型传感器80

4.1磁电式传感器80

4.1.1基本原理和组成80

4.1.2结构类型80

4.1.3接口电路82

4.2压电式传感器82

4.2.1压电效应及其表达式83

4.2.2压电材料85

4.2.3压电元件88

4.2.4接口电路90

4.3热电偶传感器93

4.3.1热电效应93

4.3.2热电偶的材料、型号及结构97

4.3.3冷端恒温式热电偶测温电路98

4.3.4冷端补偿式热电偶测温电路101

4.4光电式传感器107

4.4.1光电效应108

4.4.2光电管和光电倍增管109

4.4.3光敏电阻111

4.4.4光电池114

4.4.5光电式传感器的基本组成和类型118

4.5霍尔传感器121

4.5.1霍尔效应121

4.5.2霍尔传感器的组成与基本特性123

4.5.3霍尔传感器的应用125

4.5.4测量误差及其补偿办法127

思考题与习题130

第5章 半导体传感器132

5.1半导体管传感器132

5.1.1磁敏二极管和磁敏晶体管132

5.1.2光敏二极管和光敏晶体管137

5.1.3温敏二极管和温敏晶体管139

5.2半导体集成传感器142

5.2.1集成温度传感器142

5.2.2集成霍尔传感器144

5.2.3集成湿度、压力、加速度传感器145

思考题与习题146

第6章 数字式传感器149

6.1编码器149

6.1.1直接编码器149

6.1.2增量编码器153

6.2光栅154

6.2.1光栅的结构和基本原理155

6.2.2光栅辨向原理与细分技术157

6.3感应同步器160

6.3.1感应同步器的类型和结构160

6.3.2感应同步器的工作原理162

6.4频率式传感器165

6.4.1振弦式传感器165

6.4.2振筒式传感器170

思考题与习题173

第7章 新型传感器174

7.1光纤传感器174

7.1.1光导纤维的结构和传光原理174

7.1.2光纤传感器的基本原理和类型177

7.2 CCD图像传感器179

7.2.1 CCD的工作原理179

7.2.2 CCD图像传感器的结构181

7.2.3 CCD数码照相机182

7.3红外传感器183

7.3.1红外线及其特性183

7.3.2红外探测器的类型184

7.3.3热释电红外探测器185

7.4超声波与核辐射传感器187

7.4.1超声波传感器187

7.4.2核辐射传感器189

7.5传感器的发展趋势193

思考题与习题194

第8章 几何量的电测法195

8.1位移的电测法195

8.1.1位移电测法的分类195

8.1.2位移的间接电测法195

8.2倾角的电测法198

8.2.1摆锤式198

8.2.2液体摆式200

8.2.3气体摆式201

8.3厚度的电测法201

8.3.1电感式和电涡流式202

8.3.2电容式202

8.3.3核辐射式和超声波式203

8.4物（液）位的电测法205

8.4.1超声波法205

8.4.2浮力法207

8.4.3差压法208

8.4.4电容法209

思考题与习题210

第9章 机械量的电测法212

9.1转速的电测法212

9.1.1模拟式电测法212

9.1.2计数式电测法214

9.2振动的电测法218

9.2.1相对振动传感器与绝对振动敏感器219

9.2.2绝对振动电测法222

9.3力与荷重的电测法229

9.3.1力敏感器229

9.3.2力的间接电测法231

9.3.3荷重传感器与电子秤234

9.4力矩的电测法236

9.4.1扭轴（扭矩敏感器）236

9.4.2力矩的扭轴式电测法236

思考题与习题239

第10章 热工量的电测法240

10.1压力与差压的电测法240

10.1.1压力的概念、单位和测量方法240

10.1.2压力敏感器241

10.1.3压力的电测法243

10.1.4差压的电测法249

10.2温度的电测法251

10.2.1温度的概念、单位和测量…方法251

10.2.2接触式测温法251

10.2.3温度和温度差的电测法252

10.2.4非接触式测温法258

10.3流量的电测法261

10.3.1流量的概念261

10.3.2流量-转速转换法262

10.3.3流量-差压、力、位移转换法264

10.3.4流量-频率转换法266

10.3.5流量-温度转换法267

10.3.6非接触式流量测量法269

思考题与习题271

第11章 成分与含量的电测法273

11.1水分和湿度的电测法273

11.1.1水分和湿度的定义及表示方法273

11.1.2固体水分的电测法273

11.1.3气体湿度的电测法274

11.2密度和浓度的电测法277

11.2.1密度的电测法277

11.2.2浓度的电测法279

11.3气体分析与检测281

11.3.1气体分析281

11.3.2实用气体检测器284

思考题与习题286

第12章 模拟式检测仪表的设计及实例287

12.1“表头”的原理与刻度287

12.1.1“表头”的原理287

12.1.2“表头”的刻度290

12.2调零、调满度与量程切换291

12.2.1常见的调零电路292

12.2.2常见的调满度电路293

12.2.3常见的量程切换电路295

12.3模拟非线性校正296

12.3.1非线性校正的数学原理296

12.3.2非线性校正的实现方法297

12.3.3模拟非线性校正的实例298

12.4环境及温度误差校正300

12.4.1环境及温度因素对测量的影响300

12.4.2环境及温度误差的硬件校正法302

12.5模拟式仪表实例304

12.5.1 DDZ-Ⅲ型仪表简介304

12.5.2 MF107型万用表剖析307

思考题与习题313

第13章 数字式检测仪表的设计及实例315

13.1数字“表头”电路315

13.1.1数字显示器315

13.1.2 A/D转换式仪表的“表头”电路318

13.1.3脉冲计数式仪表的“表头”电路319

13.1.4条图显示式仪表的“表头”电路321

13.2数字式仪表的标度变换324

13.2.1 A/D转换式仪表的标度变换324

13.2.2脉冲计数式仪表的标度变换325

13.3数字式仪表零位调整与量程切换329

13.3.1数字式仪表的零位调整329

13.3.2数字式仪表的量程切换330

13.4数字式仪表的非线性校正332

13.4.1数字非线性校正的原理332

13.4.2数字非线性校正的实例333

13.5数字式检测仪表设计实例335

13.5.1数字式检测仪表的组成方案335

13.5.2数字式转速测量仪的设计336

13.5.3数字式扭矩测量仪的设计337

13.6 DT890D型数字万用表剖析340

13.6.1普通数字万用表的基本原理340

13.6.2 DT890D数字万用表电路剖析341

思考题与习题346

第14章 微机化检测仪表的设计及实例347

14.1主机和人-机接口347

14.1.1基于单片机的主机电路347

14.1.2显示器接口348

14.1.3键盘原理与接口349

14.2测量通道的总体设计351

14.2.1测量通道的基本组成与类型351

14.2.2传感器的选用351

14.2.3信号调理电路的参数设计和选择353

14.2.4采集电路组成模块和方案的选择357

14.2.5测量通道与微机的接口361

14.3量程自动切换与超限自动报警363

14.3.1量程自动切换363

14.3.2超限自动报警363

14.4标度变换365

14.4.1线性测量通道的标度变换365

14.4.2非线性测量通道的标度变换367

14.5非线性校正软件算法367

14.5.1查表法368

14.5.2插值法368

14.5.3拟合法370

14.6温度误差的软件校正法371

14.7微机化仪表实例——智能万用表373

14.7.1数字万用表集成芯片MAX134373

14.7.2 MAX134配单片机构成智能万用表375

思考题与习题377

第15章 现代检测新技术378

15.1虚拟仪器378

15.1.1虚拟仪器的概念378

15.1.2虚拟仪器的组成特点379

15.2网络化仪器和网络化传感器380

15.2.1网络化仪器380

15.2.2网络化传感器382

15.3微电子机械系统和微型传感器384

15.3.1微电子机械系统384

15.3.2微型传感器（MEMS传感器）384

15.4软测量技术385

15.4.1软测量技术的概念385

15.4.2软测量技术的实现方法385

15.4.3软测量技术应用举例387

15.5多传感器数据融合388

15.5.1多传感器数据融合的概念及优点388

15.5.2基本原理及融合过程388

思考题与习题389

主要参考文献390