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第1章　传感器与检测技术1

1.1　传感器与检测技术概述1

1.1.1　传感器与检测技术的概念1

1.1.2　传感器与检测技术的应用实例2

1.2　现代检测技术6

1.2.1　现代检测技术的含义和特征6

1.2.2　现代检测技术的方法6

1.2.3　检测技术的地位与作用8

1.3 自动检测系统9

1.3.1 自动检测系统的组成9

1.3.2　检测系统的发展10

复习思考题11

第2章　传感器与检测技术基础12

2.1　传感器基础知识12

2.1.1　传感器的定义12

2.1.2　传感器的组成与分类12

2.1.3　传感器的基本特性14

2.1.4　传感器中的弹性敏感元件18

2.2　检测与检测系统22

2.2.1　检测的基本概念22

2.2.2　检测的类型25

2.2.3　检测系统26

2.3　测量误差分析与测量数据处理基础27

2.3.1　测量误差27

2.3.2　随机误差概率密度的正态分布30

2.3.3　粗大误差的判别与取舍32

2.3.4　系统误差33

2.3.5　测量数据的线性化与变换36

复习思考题38

第3章　能量型传感器40

3.1　电位器式传感器40

3.1.1 电位器的结构与材料40

3.1.2　电位器式传感器的应用41

3.2　电阻应变式传感器43

3.2.1 电阻应变片的工作原理43

3.2.2　电阻应变片的种类与结构44

3.2.3 电阻应变片的测量电路46

3.2.4　电阻应变式传感器的应用49

3.3　电感式传感器52

3.3.1 自感式传感器与差动式变压器式传感器52

3.3.2　电涡流式传感器55

3.3.3　电感式传感器的应用57

3.4　电容式传感器59

3.4.1 电容式传感器的工作原理和结构59

3.4.2　电容式传感器的类型及特性59

3.4.3　电容式传感器的特点62

3.4.4　电容式传感器的应用62

复习思考题65

第4章　基于物理特性的传感器66

4.1　压电式传感器66

4.1.1　压电式传感器的工作原理66

4.1.2　压电传感器的测量转换电路70

4.1.3　压电传感器的应用71

4.2　超声波传感器75

4.2.1　超声波的物理基础75

4.2.2　超声波换能器以及耦合技术79

4.2.3　超声波传感器的应用80

4.3　霍尔传感器83

4.3.1　霍尔元件的工作原理以及特性84

4.3.2　霍尔集成电路85

4.3.3　霍尔传感器的应用87

4.4　光电传感器91

4.4.1　光电效应以及光电元件91

4.4.2　光电元件基本应用电路96

4.4.3　光电传感器的应用97

复习思考题101

第5章　环境量检测传感器102

5.1　温度传感器102

5.1.1　温度测量的基本概念102

5.1.2　热电偶传感器的工作原理102

5.1.3　热电偶的种类与应用103

5.1.4　其他温度传感器105

5.2　气敏传感器106

5.2.1　半导体气敏传感器的结构及原理106

5.2.2　气敏元件的基本特性108

5.2.3　应用109

5.3　湿度传感器111

5.3.1　湿敏元件的原理（湿敏电阻）及其特性111

5.3.2　应用实例112

5.4　辐射传感器113

5.4.1　放射源与探测器113

5.4.2　应用117

复习思考题118

第6章　新型传感器119

6.1　集成温度传感器119

6.1.1　测温原理119

6.1.2　集成温度传感器的类型120

6.2　光导纤维传感器123

6.2.1　光导纤维的基本概念123

6.2.2　光纤传感器的原理及分类126

6.2.3　光纤传感器的应用129

6.3　集成温度传感器132

6.3.1　光辐射基础132

6.3.2　热成像技术133

6.3.3　CCD图像传感器134

复习思考题137

第7章　智能传感器及智能检测系统138

7.1　智能传感器的概念和特点138

7.1.1　智能传感器的概念138

7.1.2　智能传感器的分类139

7.1.3　智能传感器的功能141

7.1.4　智能传感器的特点142

7.1.5　智能传感器的数据采集142

7.1.6　智能传感器的数据处理技术143

7.2　智能传感器的实现方法143

7.2.1　传感器和信号处理装置的功能集成化143

7.2.2　新的检测原理与信号处理的智能化相结合144

7.2.3　研制人工智能材料144

7.3　智能传感器设计145

7.3.1　结构设计145

7.3.2　敏感元件设计145

7.3.3　传感器工艺设计146

7.3.4　软件设计146

7.4　智能传感器的应用及其发展147

7.4.1　应用举例147

7.4.2　发展前景和热点150

复习思考题151

第8章　自动检测仪器、仪表152

8.1　模拟仪器仪表152

8.1.1　动圈式仪器152

8.1.2　平衡式仪器153

8.1.3　电动单元组合仪器154

8.2　数字式仪表156

8.2.1　数字式仪器的概念156

8.2.2　数字式面板仪器157

8.3　虚拟仪器及网络化检测系统160

8.3.1　虚拟仪器的发展160

8.3.2　硬件系统161

8.3.3　软件系统162

8.3.4　网络化检测仪器的技术及测控系统163

复习思考题165

第9章 自动检测系统及其设计166

9.1 自动检测系统概述166

9.1.1 自动检测系统的基本概念与组成166

9.1.2 自动检测系统的功能特点168

9.1.3 自动检测系统的发展历程168

9.2　输入通道169

9.2.1　模拟量输入通道的基本组成与类型170

9.2.2　数字量输入通道173

9.2.3　频率信号的预处理174

9.3　测量数据的预处理176

9.3.1 数字滤波176

9.3.2　系统误差的校准179

9.4 自动检测系统设计180

9.4.1 自动检测系统设计的基本要求181

9.4.2　检测系统设计的一般开发过程182

9.4.3　基于GSM网络的工业氯气远程监测系统设计184

复习思考题188

附录189

附录A　常用传感器的性能及选用189

附录B　中华人民共和国法定计量单位192

附录C　本书涉及的部分计量单位194

附录D　工业热电阻分度表195

参考文献197