检测与传感技术（第2版）

　　本书采用学习单元，任务驱动的方式，介绍了常用传感器的结构、原理及在工程中的应用。全书分为14个学习单元，每个单元根据学习内容分为若干个学习任务。主要内容包括检测与传感技术的认识、应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、电动势传感器、光传感器、温度传感器、超声波和微波传感器、半导体传感器、辐射式传感器、新型传感器、信号的放大与处理电路、信号的转换、典型检测系统简介。本书适合于高职高专院校应用电子、工业自动化、测控技术与仪器、机电一体化等工科专业学生使用，也可作为相关专业工程技术人员的参考用书。

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目　录
单元一　检测与传感技术的认识　1
任务一　检测技术的认识　2
一、检测系统的基本组成　2
二、开环测量系统和闭环测量系统　3
三、测量方法及其分类　4
四、测量误差　6
五、检测技术的发展趋势　7
任务二　传感器的认识　8
一、传感器的组成　8
二、传感器的分类　9
三、传感器的静态特性　10
任务布置　13
课外学习　13
课后习题　13
单元二　应变式传感器　14
任务一　应变式传感器的工作原理　15
一、工作原理分析　15
二、应变片的种类、材料及粘贴　17
三、应变片的温度误差及补偿　20
任务二　应变式传感器的测量电路　22
一、直流电桥　22
二、交流电桥　25
任务三　应变式传感器的应用　27
一、柱(筒)式力传感器　28
二、应变式压力传感器　29
三、应变式容器内液体重量传感器　29
四、应变式加速度传感器　30
五、半导体力敏应变片在电子皮带秤上的应用　31
任务布置　32
一、课外学习　32
二、实训　32
【实训】　半导体应变片单臂电桥的测试　32
课后习题　33
单元三　电容式传感器　34
任务一　电容式传感器的类型和工作原理　35
一、电容式传感器的类型及原理　35
二、电容式传感器的测量电路　39
任务二　电容式传感器的应用　43
一、电容式加速度传感器　43
二、电容式压力传感器　44
三、差动式电容测厚传感器　44
任务布置　45
一、课外学习　45
二、实训　45
【实训】　电容式传感器特性测试　45
课后习题　46
单元四　电感式传感器　47
任务一　变磁阻式传感器　48
一、工作原理　48
二、测量电路　50
三、变磁阻式传感器的应用　51
任务二　差动变压器式传感器　51
一、差动变压器式传感器的工作原理　52
二、差动变压器式传感器的测量电路　52
三、差动变压器式传感器的应用　53
任务三　电涡流式传感器　54
一、电涡流式传感器的工作原理　54
二、电涡流式传感器的结构　54
三、电涡流式传感器的测量电路　55
四、电涡流式传感器的应用　56
任务布置　57
一、课外学习　57
二、实训　58
【实训】　差动变压器式传感器性能测试与标定　58
课后习题　60
单元五　电动势传感器　61
任务一　磁电感应式传感器　62
一、工作原理　62
二、测量电路　63
三、应用举例　63
任务二　霍尔式传感器　65
一、霍尔效应及霍尔元件　65
二、霍尔元件的应用　67
任务三　压电式传感器　69
一、正、逆压电效应　69
二、石英晶体　70
三、压电陶瓷(多晶体)　71
四、压电式传感器及测量电路　71
五、压电式测力传感器　73
六、压电式加速度传感器　74
七、压电式金属加工切削力测量　74
八、报警器电路　74
任务布置　75
一、课外学习　75
二、实训　75
【实训1】　霍尔式传感器在直流激励下性能测试与标定　75
【实训2】　电动自行车中的霍尔电子转把和闸把　76
【实训3】　压电式加速度计的性能测试　79
课后习题　79
单元六　光传感器　81
任务一　光电式传感器　82
一、外光电效应　82
二、内光电效应及相应的器件　83
三、光电耦合器件　88
四、光电传感器的应用　90
任务二　光纤传感器　92
一、光纤结构及传光原理　93
二、光纤的基本特性　94
三、光纤传感器　95
任务布置　98
【实训1】　光电器件的检测　98
【实训2】　光控延迟照明灯的制作　100
【实训3】　光纤位移传感器　101
课后习题　102
单元七　温度传感器　103
任务一　热电偶传感器　104
一、热电偶　104
二、热电偶类型和热电偶材料　106
三、热电偶的结构形式　108
四、热电偶的补偿导线及冷端温度的补偿方法　109
五、热电偶测温线路　110
任务二　热电阻传感器　112
一、常用热电阻　112
二、热电阻的结构和测量电路　113
三、热敏电阻　114
四、PN结和集成温度传感器　118
任务布置　119
【实训】　电冰箱温度超标指示电路的制作　119
课后习题　120
单元八　超声波和微波传感器　121
任务一　超声波传感器的工作
原理　122
一、超声波及其物理性质　122
二、超声波传感器的原理　124
任务二　超声波传感器应用　126
一、超声波物位传感器　126
二、超声波流量传感器　127
三、超声波自控淋浴开关电路　128
四、无损检测　129
任务三　微波传感器　130
一、微波传感器的原理与分类　131
二、微波传感器的组成　131
三、微波传感器的应用　132
任务布置　135
课外学习　135
课后习题　135
单元九　半导体传感器　136
任务一　气敏传感器　137
一、半导体气敏传感器的机理　138
二、半导体气敏传感器类型及结构　138
三、气敏传感器应用　140
任务二　湿敏传感器　142
一、氯化锂湿敏电阻　143
二、半导体陶瓷湿敏电阻　144
三、湿敏传感器的应用　145
任务布置　148
一、课外学习　148
二、实训　149
【实训】可燃气体泄漏报警器　149
课后习题　149
单元十　辐射式传感器　151
任务一　红外传感器　152
一、红外探测器　153
二、红外传感器的应用　153
任务二　核辐射传感器　162
一、核辐射及其性质　162
二、核辐射探测器　164
三、核辐射传感器的应用　167
任务布置　169
课外学习　169
课后习题　169
单元十一　新型传感器　170
任务一　数字式传感器　171
一、光栅传感器　171
二、编码器　175
三、感应同步器　177
任务二　智能传感器　179
一、智能传感器的分类　180
二、智能传感器的功能　182
三、智能传感器的特点　182
四、智能传感器的应用　182
任务布置　183
课外学习　183
课后习题　184
单元十二　信号的放大与处理电路　185
任务一　信号的放大电路　186
一、电桥与电桥放大器　186
二、高输入阻抗放大器　187
三、电荷放大器　189
四、低漂移直流放大器　189
任务二　信号处理电路　190
一、绝对值检测电路　191
二、峰值保持电路　192
三、有效值检测电路　194
任务布置　198
课外学习　198
课后习题　198
单元十三　信号的转换　199
任务一　D/A转换电路　200
一、DAC的基本概念和原理　200
二、T形电阻网络DAC　201
三、倒T形电阻网络DAC　201
四、DAC的主要技术指标　203
五、集成DAC器件简介　203
任务二　A/D转换电路　203
一、A/D转换的一般步骤和取样定理　204
二、取样-保持电路　205
三、逐次逼近型A/D转换器　205
四、双积分型ADC　206
五、ADC的主要技术指标　208
六、集成A/D转换器及其应用　209
七、V/F转换电路　210
课后习题　214
单元十四　典型检测系统简介　215
任务一　单片机自动测温系统　216
一、硬件的设计　216
二、软件设计　218
任务二　超声波汽车测距告警装置　220
一、工作原理分析　220
二、软件设计　221
任务三　传感器在MPS系统中的应用　222
一、工作站1中使用的来料检测传感器　223
二、工作站2中使用的材料检测传感器　223
三、工作站3中使用的多种传感器　224
四、工作站4中使用的位置传感器　225
五、工作站5中使用的光断续器　225
参考文献　226