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第一章 传感器与测控电路基础1

第一节 传感器与测控电路的基本概念1

一、测控技术的定义1

二、测控与转换系统的结构2

三、测控与转换技术的任务3

四、测控技术的发展方向5

第二节 传感器与传感器技术的发展7

一、传感器7

二、传感器的组成7

三、传感器的作用与地位8

四、传感器的分类和选用8

五、传感器技术的发展10

第三节 传感器的特性11

一、静态特性11

二、动态特性13

第四节 测量与仪器仪表知识16

一、测量基本知识18

二、测量方法与分类19

三、测量仪表及其特性21

四、智能仪器25

五、虚拟仪器技术28

第二章 常用传感器工作原理与应用32

第一节 电阻式传感器32

一、电位器式电阻传感器32

二、应变式电阻传感器33

三、测量电路34

第二节 电感式传感器36

一、自感式传感器36

二、差动变压器38

第三节 电容式传感器41

一、电容式传感器的原理及结构形式41

二、电容式传感器的主要特性42

三、电容式传感器的测量电路42

第四节 光电式传感器44

一、光电效应44

二、光电变换元件44

第五节 热电式传感器47

一、热电偶47

二、热电阻50

三、热敏电阻51

第六节 霍尔传感器51

一、霍尔元件的基本工作原理51

二、霍尔片的材料和主要参数53

三、霍尔片不等位电势及温度误差的补偿53

四、传感器的应用54

第七节 智能传感器54

一、智能传感器的构成及特点54

二、智能传感器的应用56

第八节 传感器在汽车检测中的应用57

一、可变电阻式液位传感器的应用57

二、可调电感式溢流环位置传感器的应用58

三、光电式传感器59

四、热敏电阻式温度传感器的应用62

五、氧传感器的应用63

六、霍尔式曲轴位置传感器65

第三章 常用传感器实用电路67

第一节 RLC传感器实用电路67

一、由电阻应变式压力传感器构成的电子秤电路67

二、差动变压器的实用电路68

三、交流水位检测器69

四、电容式液位传感器制作的自动抽水系统电路70

第二节 光电式传感器实用电路72

一、火焰探测报警器72

二、光电式纬线探测器72

三、燃气器具中的脉冲点火控制器73

四、声光控照明开关电路73

五、用光敏三极管的声光控节能灯开关电路74

六、光耦合可逆计数器电路74

第三节 热电式传感器实用电路75

一、模拟输出集成温度传感器75

二、使用AD693的铂电阻温度传感器76

三、铂电阻温度测控仪电路78

四、电热饮水器温度控制电路79

五、汽车空调温度控制器电路80

第四节 霍尔式传感器实用电路80

一、霍尔转速计电路80

二、霍尔式汽车点火电路81

三、位置检测87

第五节 压电式传感器实用电路88

一、压电式微型料位传感器及其应用电路88

二、压电式力传感器在电子气压表中的应用89

三、大气压力测量仪电路90

第六节 半导体传感器实用电路91

一、抽油烟机自动启动及报警装置91

二、防止司机酗酒开车控制器92

三、便携矿井瓦斯超限报警器93

四、空气污染程度监测仪93

五、湿敏电容湿度／电压转换电路94

六、房间湿度控制电路95

七、汽车后玻璃自动去湿电路96

第四章 单片机接口电路及应用98

第一节 单片机接口技术概述98

一、单片机接口电路分类及特点98

二、单片机接口电路设计原则99

第二节 单片机测量系统的输入接口100

一、前向通道概述100

二、模拟输入通道接口技术103

三、A/D转换器接口技术108

四、V/F转换器接口技术121

五、数字输入通道接口技术125

第三节 单片机在测量系统中的应用127

一、单片机在温度测量系统中的应用127

二、单片机在数据采集系统中的应用130

第五章 智能传感器与数据采集134

第一节 智能传感器的特点和发展趋势134

一、智能传感器的特点134

二、智能传感器的发展趋势135

三、集成智能传感器137

第二节 单总线智能温度传感器的原理与应用138

一、DS18B20型智能温度传感器的工作原理138

二、基于DS18B20构成的单片机温控系统143

第三节 高精度单片数据采集系统145

一、ADμC824的性能特点146

二、ADμC824的结构及工作原理146

三、ADμC824在智能传感器中的应用151

第四节 智能传感器总线接口技术153

一、USB总线接口153

二、I2C总线接口156

三、HART协议简介159

第六章 测控电路的抗干扰措施162

第一节 干扰的类型及产生162

一、干扰的类型162

二、干扰的产生164

三、信噪比和干扰叠加165

第二节 抗干扰的措施166

一、屏蔽166

二、杂散电磁场干扰及其抑制169

三、电网高频干扰及其抑制169

四、测量电路中的自激及其消除170

五、接地技术170

六、隔离174

七、滤波175

八、平衡电路176

九、器件内部噪声解决方法176

十、外界干扰的解决方法176

第七章 汽车发动机测控系统实例180

第一节 发动机数据采集系统的硬件结构181

一、传感器电路181

二、信号调理电路182

三、滤波电路183

四、速度传感器及其信号处理电路185

五、CPU处理系统186

六、数据传输系统187

第二节 发动机数据采集系统的软件系统189

一、系统要求及特点189

二、总体程序及中断程序流程190

第三节 系统测试及检验193

一、采样频率检验194

二、一致性检验196

三、发动机转速采集检验199

四、系统可靠性检验199

参考文献201