傳感器與檢測技術, 4/e

第1章 檢測技術的基本知識 1
1.1 測量方法及檢測系統的組成 1
1.1.1 測量的基本概念 1
1.1.2 測量方法 2
1.1.3 檢測系統的組成 3
1.2 誤差的基本概念 5
1.2.1 測量誤差 5
1.2.2 誤差的處理及消除方法 8
習題1 13
第2章 傳感器的基本知識 14
2.1 傳感器的定義與組成 14
2.2 傳感器的分類 14
2.3 傳感器的基本特性 15
2.3.1 傳感器的靜態特性 15
2.3.2 傳感器的動態特性 17
2.4 傳感器的應用領域及其發展 20
2.4.1 傳感器的應用領域 20
2.4.2 傳感器的發展 21
2.5 傳感器的正確選用 23
習題2 24
第3章 常用傳感器的工作原理及應用 25
3.1 電阻式傳感器 25
3.1.1 電阻式傳感器的工作原理 25
3.1.2 電位器式傳感器 25
3.1.3 電阻應變式傳感器 27
3.2 電容式傳感器 31
3.2.1 電容式傳感器的工作原理 32
3.2.2 電容式傳感器的測量電路 35
3.2.3 電容式傳感器的應用 37
3.3 電感式傳感器 39
3.3.1 自感式傳感器 39
3.3.2 互感式傳感器 42
3.3.3 電渦流式電感傳感器 44
3.3.4 電感式傳感器的應用 45
3.4 壓電式傳感器 47
3.4.1 壓電效應 47
3.4.2 壓電式傳感器的測量電路 49
3.4.3 壓電式傳感器的應用 50
3.5 霍爾傳感器 52
3.5.1 霍爾元件的工作原理 52
3.5.2 霍爾傳感器的測量電路 54
3.5.3 霍爾集成電路 54
3.5.4 霍爾傳感器的應用 55
3.6 熱敏傳感器 57
3.6.1 熱電偶 58
3.6.2 熱電阻式傳感器 64
3.6.3 熱電阻式傳感器的應用 68
3.7 光電傳感器 68
3.7.1 常用光電元件 69
3.7.2 光電開關和光電斷續器 71
3.7.3 光電傳感器的應用 73
3.7.4 紅外傳感器 75
3.7.5 接近開關 79
3.8 超聲波傳感器 83
3.8.1 超聲波傳感器的工作原理 83
3.8.2 超聲波傳感器的應用 84
習題3 89
第4章 數字式傳感器 92
4.1 光柵數字式傳感器 92
4.1.1 光柵的分類 92
4.1.2 光柵傳感器的結構和工作原理 94
4.1.3 光柵傳感器的測量電路 95
4.1.4 光柵傳感器的應用 100
4.2 編碼器 101
4.2.1 脈沖盤式編碼器 101
4.2.2 碼盤式編碼器 102
4.2.3 編碼器的應用 107
4.3 圖像傳感器 109
4.3.1 圖像傳感器的工作原理 109
4.3.2 CCD圖像傳感器 109
4.3.3 CMOS圖像傳感器 112
4.3.4 圖像傳感器的應用 113
4.4 激光傳感器 113
4.4.1 激光器的分類 113
4.4.2 激光傳感器的工作原理 114
4.4.3 激光傳感器的應用 114
習題4 115
第5章 新型傳感器 117
5.1 仿生傳感器 117
5.1.1 機器人用傳感器概述 117
5.1.2 服務機器人用傳感器 118
5.2 微型傳感器 122
5.2.1 電容式微型傳感器 122
5.2.2 電感式微型傳感器 123
5.2.3 壓阻式微型傳感器 123
5.2.4 熱敏電阻式微型傳感器 124
5.2.5 MEMS陀螺儀 124
5.3 智能傳感器 126
5.3.1 智能傳感器概述 126
5.3.2 不同結構的智能傳感器 126
5.3.3 集成溫度傳感器 127
5.3.4 智能壓力傳感器 129
5.3.5 網絡傳感器 132
5.4 新型傳感器研發的重點領域 133
習題5 135
第6章 傳感器與檢測系統的信號處理技術 136
6.1 電橋電路 136
6.1.1 直流電橋 137
6.1.2 交流電橋 139
6.2 信號的放大與隔離 141
6.2.1 運算放大器 141
6.2.2 測量放大器 142
6.2.3 可編程增益放大器 145
6.2.4 隔離放大器 146
6.3 信號的轉換 149
6.3.1 電壓與電流的相互轉換 149
6.3.2 電壓與頻率的相互轉換 151
6.4 多傳感器信息融合技術 152
6.4.1 串聯、並聯、串並聯信息融合 153
6.4.2 像素層、特徵層和決策層融合 154
習題6 156
第7章 傳感器與檢測系統的乾擾抑制技術 157
7.1 噪聲乾擾的形成 157
7.1.1 噪聲源 157
7.1.2 噪聲的耦合方式 158
7.1.3 噪聲的乾擾模式 160
7.2 硬件抗乾擾技術 162
7.2.1 接地技術 162
7.2.2 屏蔽技術 163
7.2.3 濾波技術 164
7.3 軟件抗乾擾技術 165
7.3.1 數字濾波 165
7.3.2 軟件冗餘技術 167
7.3.3 軟件陷阱技術 168
7.3.4 “看門狗”技術 168
習題7 169
第8章 典型非電參量的測量方法 170
8.1 應力、應變的測量 170
8.1.1 簡單受力狀態的應變測量 170
8.1.2 復雜受力狀態的單向應力、應變測量 172
8.1.3 平面應力狀態的應力測量 175
8.2 力及壓力的測量 176
8.2.1 彈性式力傳感器 176
8.2.2 電阻應變式力傳感器 178
8.2.3 其他力傳感器 179
8.3 位移的測量 181
8.3.1 電阻式位移傳感器 183
8.3.2 電渦流式位移傳感器 184
8.3.3 其他位移傳感器 186
8.4 振動的測量 187
8.4.1 測振傳感器 188
8.4.2 激振方式 190
8.4.3 激振器 190
8.5 流量的測量 193
8.5.1 差壓式流量計 193
8.5.2 渦輪流量計 194
8.5.3 電磁流量計 195
8.5.4 超聲波流量計 196
8.5.5 流量計的選用 198
8.6 溫度的測量 198
8.6.1 中低溫測量 199
8.6.2 高溫測量 199
8.6.3 溫度傳感器的選用 201
習題8 203
第9章 實驗與實訓項目 204
項目1 霍爾傳感器及應用方法 204
項目2 光電傳感器及應用方法 206
項目3 力傳感器及應用方法 209
項目4 溫度傳感器及應用方法 212
附錄A 標準化熱電偶分度表 217