传感与检测技术

前言

第一章　传感器与检测技术基础

第一节　传感器

一、传感器的定义与组成

二、传感器的分类

三、传感器的选用原则

四、传感技术的现状和发展

第二节　检测技术

一、检测技术的含义、地位和作用

二、工业检测技术的内容

三、检测系统的基本结构和类型

四、检测技术的现状和发展

第三节　传感器与检测系统的基本特性

一、检测系统的静态特性

二、检测系统的动态特性

第四节　测量误差及处理方法

一、测量误差的概念

二、误差的表示方法

三、误差的分类

四、误差处理

习题与思考题

第二章　传统传感器原理及应用

第一节　电阻式传感器

一、电位器式传感器

二、电阻应变式传感器

第二节　电容式传感器

一、电容式传感器的结构及原理

二、电容式传感器的测量电路

三、电容式传感器的应用

第三节　电感式传感器

一、自感式传感器

二、互感式传感器

三、电涡流式传感器

四、电感式传感器的应用

第四节　磁电式传感器

一、磁电感应式传感器

二、霍尔元件

三、半导体磁敏器件

四、压磁式传感器

五、磁电式传感器的应用

第五节　压电式传感器

一、压电效应与压电材料

二、压电式传感器的等效电路

三、压电式传感器的测量电路

四、压电式传感器的应用

第六节　热电式传感器

一、热电偶

二、金属热电阻（热电阻）

三、半导体热敏电阻

四、集成温度传感器

五、热电式传感器的应用

第七节　常用流量计

一、节　流式流量计

二、涡轮流量计

三、电磁流量计

四、涡街流量计

习题与思考题

第三章　新型传感器原理及应用

第一节　气敏传感器

一、电阻型半导体气敏传感器的结构

二、电阻型半导体气敏传感器的工作原理

三、气敏传感器的应用

第二节　湿敏传感器

一、陶瓷电阻式湿度传感器

二、陶瓷电容式湿度传感器

三、湿敏传感器的应用

第三节　感应同步器

一、感应同步器的种类与结构

二、感应同步器的工作原理

三、输出信号的鉴别方式

四、感应同步器的应用

第四节　磁栅式传感器

一、磁栅

二、磁栅位移传感器的结构和工作原理

三、信号处理方式

四、磁栅式传感器的应用

第五节　光栅传感器

一、光栅传感器的基本工作原理

二、莫尔条纹及其特点

三、辨向原理和细分技术

四、光栅传感器的应用

第六节　光电式传感器

一、光电效应

二、光电器件

三、光电式传感器的应用

第七节　光纤传感器

一、光纤的结构和传光原理

二、光纤传感器的结构原理与分类

三、光纤传感器的应用

第八节　超声波传感器

一、超声波传感器的工作原理

二、压电式超声波传感器的类型

三、超声波传感器的应用

第九节　红外传感器

一、红外辐射

二、红外探测器（传感器）

三、红外传感器的应用

第十节　图像传感器

一、CCD电荷耦合器件的基本工作原理

二、CCD图像传感器

三、图像传感器的应用

第十一节　传感器的智能化与微型化

一、智能传感器

二、微型传感器

习题与思考题

第四章　信号的转换与调理

第一节　信号的放大与隔离

一、测量放大器

二、隔离放大器

三、程控增益放大器

第二节　调制与解调

一、调幅与解调

二、调频与解调

第三节　信号调理电路

一、采样—保持器

二、滤波器

第四节　信号转换电路

一、电压—电流变换器

二、电流—电压变换器

三、V/F转换器

四、F/V转换器

五、A/D转换器

六、D/A转换电路

第五节　线性化处理

一、非线性校正方法

二、非线性校正电路

三、非线性特性的软件线性化处理

习题与思考题

第五章　抗干扰技术

第一节　检测系统中的干扰

一、干扰的种类、噪声源及防护办法

二、噪声耦合方式

三、放大器共模与差模干扰

第二节　常用抗干扰技术

一、屏蔽技术

二、接地技术

三、隔离技术

四、滤波器

五、软件抗干扰措施

习题与思考题

第六章　自动检测系统应用举例

第一节　煤矿顶板安全监测系统

一、系统的结构与组成

二、系统实现功能

三、KJ216煤矿顶板动态（矿压）监测系统

第二节　胶带输送机集散控制系统

一、系统简介

二、数据采集部分

三、电源部分

四、主机部分

五、通信部分

六、软件部分

第三节　高速公路车辆自动计数装置

一、信号探测

二、信号处理

三、计数显示

四、电源电路

习题与思考题

第七章　自动检测系统的设计

第一节　自动检测系统及设计原则

一、开环检测系统

二、闭环检测系统

三、自动检测系统设计原则

第二节　自动检测系统的设计步骤

一、自动检测系统的分析

二、自动检测系统总体方案的设计

三、自动检测系统硬件的设计

四、自动检测系统软件的设计

五、系统集成

第三节　加热炉温度测控系统设计

一、温度测控系统的设计要求与组成

二、温度测控系统的硬件电路

三、温度测控系统的软件设计

习题与思考题

第八章　现代检测技术的发展

第一节　现场总线技术

一、现场总线技术发展的背景

二、现场总线的定义

三、现场总线的特性

四、现场总线的通信标准

第二节　虚拟仪器技术

一、虚拟仪器的发展与特点

二、虚拟仪器的结构组成

三、虚拟仪器软件开发环境——LabVIEW简介

四、虚拟电子秤系统设计应用举例

习题与思考题

附录

附录A　传感器分类表

附录B　标准化热电阻分度表

附录C　标准热电偶分度表

参考文献

“传感与检测技术”是一门理论与实践结合十分密切的专业技术课程，在整个学科系统中占有非常重要的地位。传感技术是科学实验和工业生产等活动中对信息进行获取的一种重要技术，而检测技术则是搭建对信息进行获取、传输、处理的检测系统的一系列技术的总称。本课程的重点是培养学生综合运用传感器技术、检测技术，分析解决生产现场工程实际问题的能力。刘传玺、毕训银、袁照平主编的《传感与检测技术》系统地介绍了传感与检测技术的基础知识、传感器原理及应用、信号的转换与调理、抗干扰技术、自动检测系统的设计及应用，并对现代检测技术的发展趋势作了简要介绍。《普通高等教育十二五电气信息类规划教材·传感与检测技术》系统地介绍了传感与检测技术的基础知识、传感器原理及应用、信号的转换与调理、抗干扰技术、自动检测系统的设计及应用，并对现代检测技术的发展趋势作了简要介绍。　　《普通高等教育十二五电气信息类规划教材·传感与检测技术》体系结构完整，内容丰富，叙述简明，注重理论联系实际，突出应用；编写力求做到系统性、先进性、实用性有机结合，以生产现场典型应用实例为基础，把新技术、新成果融入传统知识中。本书可作为自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程、测控技术与仪器等专业本科生的教材，也可作为其他相关专业学生的教材或参考书。