传感器与测试技术

第1章绪论

1.1传感器与测试技术概述

1.2传感器的组成及分类

1.2.1传感器的组成

1.2.2传感器的分类

1.2.3传感器与测试技术在工程中的地位

1.2.4传感器与测试技术的发展状况

1.3本课程的学习要求与特点

思考与练习题

第2章传感器与测试技术的基本知识

2.1传感器与测试系统特性

2.1.1非电量电测系统的组成

2.1.2传感器与测试系统的静态特性

2.1.3传感器与测试系统的动态特性

2.2测量的基础知识

2.2.1测量方法

2.2.2测量数据处理及表述

2.2.3误差的定义和分类

思考与练习题

第3章电阻式传感器

3.1电阻应变式传感器

3.1.1电阻应变片的工作原理

3.1.2金属丝的灵敏系数

3.1.3电阻应变片的构造和种类

3.1.4电阻应变片的主要特性

3.1.5电阻应变片的选用与防护

3.1.6电阻应变片的温度误差及补偿

3.1.7测量电路

3.1.8电阻应变式传感器的应用

3.2压阻式传感器

3.2.1工作原理

3.2.2结构及主要特性

3.2.3测量电路

3.2.4压阻式传感器的应用

3.3电位器式传感器

3.3.1工作原理

3.3.2主要特性

3.3.3结构

3.3.4电位器式传感器的应用

思考与练习题

第4章电容式传感器

4.1电容式传感器的工作原理及类型

4.1.1工作原理

4.1.2结构类型

4.2电容式传感器的主要性能和特点

4.2.1主要性能

4.2.2主要特点

4.3电容式传感器的转换电路

4.3.1等效电路

4.3.2测量电路

4.4电容式传感器的应用

4.4.1电容式加速度传感器

4.4.2电容式液位传感器

4.4.3电容式差压传感器

4.4.4容栅式传感器

4.4.5电容式料位传感器

4.4.6电容式温度传感器

思考与练习题

第5章电感式传感器

5.1自感式电感传感器

5.1.1自感式电感传感器的工作原理及结构

5.1.2自感计算及线性分析

5.1.3自感式电感传感器的测量电路

5.1.4自感式电感传感器的应用

5.2差动变压器式电感传感器

5.2.1结构、工作原理及输出特性

5.2.2测量电路

5.2.3差动变压器式传感器的应用

5.3涡流式电感传感器

5.3.1涡流式电感传感器原理

5.3.2涡流式电感传感器测量电路

5.3.3涡流式电感传感器的应用

思考与练习题

第6章磁电式传感器

6.1磁电感应式传感器

6.1.1恒定磁通式磁电感应传感器

6.1.2磁阻式磁电感应传感器

6.1.3磁电感应式传感器的测量电路

6.1.4磁电感应式传感器的应用

6.2霍尔式传感器

6.2.1霍尔效应

6.2.2霍尔元件

6.2.3霍尔元件基本参数与误差补偿

6.2.4集成霍尔元件

6.2.5霍尔式传感器应用举例

6.3磁栅式传感器

6.3.1磁栅的组成及类型

6.3.2磁栅式传感器的工作原理

6.3.3磁栅数显装置

6.3.4磁栅式传感器的应用

6.4感应同步器

6.4.1感应同步器的结构和类型

6.4.2感应同步器的工作原理

6.4.3感应同步器在数控机床闭环系统中的应用

思考与练习题

第7章压电式传感器

7.1压电式传感器的工作原理

7.1.1压电效应

7.1.2压电材料

7.1.3压电材料的主要特性参数

7.2压电式传感器及其等效电路

7.2.1压电式传感器转换电路

7.2.2压电式传感器等效电路

7.3压电式传感器的应用

思考与练习题

第8章热电式传感器

8.1热电偶

8.1.1热电效应

8.1.2热电偶基本定律

8.1.3热电偶材料及常用热电偶

8.1.4热电偶测温线路

8.1.5热电偶参考端温度

8.2热电阻

8.2.1金属热电阻传感器

8.2.2半导体热敏电阻

思考与练习题

第9章光电式传感器

9.1光电效应与光电器件

9.1.1光电效应及分类

9.1.2光电器件

9.1.3光电传感器应用

9.2光纤传感器

9.2.1光纤

9.2.2光纤传感器

9.3CCD传感器

9.3.1电荷耦合器件

9.3.2CCD传感器的应用

9.4光栅传感器

9.4.1光栅的结构

9.4.2光栅的基本工作原理

9.4.3光栅传感器的应用

9.5激光传感器

9.5.1激光的形成

9.5.2激光的特性

9.5.3常用激光器及其特点

9.5.4激光在测试技术中的应用

9.6光电编码器

9.6.1增量式光电编码器

9.6.2绝对式光电编码器

9.6.3光电编码器的应用

思考与练习题

第10章气敏传感器与湿敏传感器

10.1气敏传感器

10.2湿敏传感器

10.2.1氯化锂湿敏电阻

10.2.2半导体陶瓷湿敏电阻

思考与练习题

第11章超声波传感器

11.1超声波检测的基本原理

11.2超声波换能器

11.2.1压电式换能器的工作原理

11.2.2压电式换能器的种类及结构

11.3超声波传感器的应用

11.3.1超声波探伤

11.3.2超声波测物位

11.3.3超声波测厚度

11.3.4超声波测流量

思考与练习题

第12章传感器信号的处理

12.1传感器信号的预处理

12.1.1数据采集系统的组成

12.1.2传感器信号的预处理方法

12.2传感器信号的放大电路

12.2.1高精度、低漂移运算放大器

12.2.2高输入阻抗运算放大电路及仪表放大器

12.2.3隔离放大器和隔离放大系统

12.2.4程控增益放大器

12.3信号的调制与解调

12.3.1信号调制的概念

12.3.2电桥调幅的原理

12.3.3电桥调幅波的解调

12.3.4应用举例

12.4滤波电路

12.5传感器信号的非线性校正

12.6A/D转换器的选择

12.7抗干扰技术

12.7.1干扰的来源

12.7.2抗电磁干扰技术

12.8测试系统的可靠性

12.8.1可靠性的基本概念

12.8.2提高可靠性的措施

12.9传感器的标定与选择

12.9.1传感器的标定与校准

12.9.2传感器的选择

思考与练习题

附录CYS型传感器试验仪实验指导

实验一电阻应变片性能实验

实验二差动变面积式电容传感器的应用

实验三差动变压器式电感传感器的应用

实验四涡流式传感器的应用

实验五霍尔式传感器的应用

参考文献

　　传感器常用来采集各种各样的有用信息，可充当电子计算机、智能机器人、自动控制设备的“五官”。随着工业、农业、国防和科学技术的发展，以传感器为核心的传感技术获得了迅速发展，新材料、新原理、新器件、新技术、新工艺不断涌现，应用领域不断扩大。传感技术的研究与应用有着极其广阔的发展前景。本书力求做到理论深入浅出，突出传感器与测试技术的应用。详细介绍了电阻式、电感式、电容式、磁电式、压电式、热电式、光电式、气敏与湿敏、超声波传感器的工作原理、测量电路和应用，概要介绍了有关传感器测试技术的基本知识。　　本书详细介绍了电阻式、电感式、电容式、磁电式、压电式、热电式、光电式、气敏与湿敏、超声波传感器的工作原理、测量电路和应用，概要介绍了有关传感器测试技术的基本知识。全书共12章，除了第1、2章外，其余各章均具有相对独立性，以便不同层次、不同专业、不同学时的学生选用。　　并在附录中有针对性地提供了5个实验。　　本书理论深入浅出，突出实际应用，既适合用作高职高专机电一体化、自动控制、电气自动化、计算机技术、公路交通、机械制造等电类专业的教材，也可用作工程技术人员的参考资料。