传感器与检测技术

　　随着信息技术的发展，特别是物联网时代的到来，获取各种信息的传感器已经广泛应用于各种领域，越来越多地成为信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础，特别是在自动检测、自动控制系统中，成为不可缺少的重要技术工具。因此，传感器与检测技术是整个自动化、信息技术中的重要基础，是一门理论与实践结合十分密切的技术基础课程，在整个机电一体化学科体系中占有非常重要的地位。本书将根据教育部积极发展高等职业教育，大力推进高等专科教育人才培养模式的改革要求，从实用角度出发，介绍常用传感器的工作原理、外部特性及基本应用电路，并介绍选择和应用传感器的基本技能。同时，注重知识的系统性和适用性，尽量反映传感器及检测技术领域内的新技术和新动向。本书可作为高等职业教育机电一体化技术类、电子信息类等专业的教材，也可作为生产技术管理人员及其他工程技术人员参考和学习用书。

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绪论
第1章传感与检测技术基础
1.1传感技术及传感器概述
1.1.1传感技术及传感器的基本概念
1.1.2传感器的组成与分类
1.1.3传感器的基本特性
1.2传感器材料、制造与标定
1.2.1传感器的制造材料
1.2.2传感器的制造技术
1.2.3传感器的标定基本概念
1.3传感技术的发展趋势和应用前景
1.3.1传感技术的发展趋势
1.3.2传感技术的应用前景
1.4检测技术基础
1.4.1检测技术概念及其发展
1.4.2检测系统组成
1.4.3现代检测技术特征
1.4.4检测技术的主要内容
本章小结
思考题与习题
第2章力学量传感器及其应用
2.1力学量传感器概述
2.2弹性敏感元件
2.2.1弹性敏感元件的概念
2.2.2弹性敏感元件的特性
2.2.3弹性敏感元件的误差来源、结构形式和材料
2.2.4常用的弹性敏感元件
2.3应变片式电阻传感器
2.3.1应变片式电阻传感器的结构和原理
2.3.2应变片式电阻传感器的测量电路
2.3.3应变片式电阻传感器的应用案例
2.4压电式传感器
2.4.1压电式传感器的基本原理
2.4.2压电元件的连接方式
2.4.3压电式传感器的测量转换电路
2.4.4压电式传感器的应用案例
2.5传感检测实验案例
2.5.1应变片测量实验
2.5.2压电式传感器实验
本章小结
思考题与习题
第3章几何量传感器及其应用
3.1电阻式传感器
3.1.1线性电位器
3.1.2非线绕电位器式电阻传感器
3.1.3电位器式传感器的应用案例
3.2电容式传感器
3.2.1电容式传感器的工作原理
3.2.2电容式传感器的测量电路
3.2.3电容式传感器的特点
3.2.4电容式传感器的应用案例
3.3电感式传感器
3.3.1自感式电感传感器
3.3.2差动式电感传感器
3.3.3螺管形差动变压器式传感器
3.3.4电感式传感器的应用案例
3.4传感检测实验案例
3.4.1电容式传感器的位移特性实验
3.4.2电感式传感器测试实验
本章小结
思考题与习题
第4章温度传感器及其应用
4.1热电偶温度传感器
4.1.1热电效应和中间导体定律
4.1.2热电偶的分类和结构
4.1.3分度表
4.1.4温度补偿
4.1.5应用范例
4.2热电阻温度传感器
4.2.1铂热电阻
4.2.2铜热电阻
4.2.3热电阻结构
4.2.4热电阻测量电路
4.3热敏电阻温度传感器
4.4集成温度传感器
4.4.1电压型集成温度传感器
4.4.2电流型集成温度传感器
4.4.3数字式集成温度传感器
4.5温度检测系统设计案例
4.5.1MAX6675简介
4.5.2MAX6675与单片机接口
本章小结
思考题与习题
第5章磁学量传感器及其应用
5.1霍尔传感器及其应用
5.1.1霍尔效应
5.1.2霍尔器件
5.1.3霍尔器件基本特性
5.1.4霍尔元件测量电路、测量误差及补偿方法
5.1.5霍尔传感器的应用案例
5.2磁敏二极管
5.2.1磁敏二极管工作原理
5.2.2磁敏二极管特性
5.2.3磁敏二极管应用案例
5.3磁敏三极管
5.3.1磁敏三极管结构与原理
5.3.2磁敏三极管特性
5.3.3磁敏三极管应用案例
5.4霍尔传感器位移检测实验案例
本章小结
思考题与习题
第6章光电传感器及其应用
6．1光电传感器基础知识
6．1．1外光电效应
6．1．2光电导效应
6．1．3光生伏特效应
6．2基于外光电效应的光敏元件
6．2．1光电管
6．2．2光电倍增管
6．2．3应用案例
6．3基于光电导效应的光敏元件
6．3．1光敏电阻
6．3．2应用案例
6．4基于光生伏特效应的光敏元件
6．4．1光敏二极管
6．4．2光敏三极管
6．4．3光敏晶闸管
6．4．4光电池
6．4．5应用案例
6．5光电传感器的应用方法小结
6．6传感检测系统设计案例
6．6．1系统概述
6．6．2硬件设计
6．6．3软件设计
本章小结
思考题与习题
第7章数字传感器及其应用
7．1光栅传感器
7．1．1光栅传感器的结构和分类
7．1．2莫尔条纹
7．1．3辨向与细分
7．1．4光栅传感器的安装使用
7．2旋转编码器
7．2．1绝对式光电编码器
7．2．2增量式编码器
7．3传感检测应用案例
7．3．1编码器选型
7．3．2PLC
7．3．3系统硬件安装
7．3．4系统设置和软件设计
本章小结
思考题与习题
第8章气体及生物传感器
8．1气体传感器及其应用
8．1．1气体传感器的分类
8．1．2半导体气体传感器
8．1．3气体传感器的应用案例
8．2生物传感器及其应用
8．2．1生物传感器定义、工作原理和分类
8．2．2生物传感器的应用
8．2．3生物传感器的发展趋势
8．3传感检测系统设计案例
8．3．1硬件系统设计
8．3．2软件系统设计
本章小结
思考题与习题
第9章智能传感器及其应用
9．1智能传感器概述
9．1．1智能传感器的概念
9．1．2智能传感器的基本结构
9．1．3智能传感器的功能
9．1．4智能传感器的特点
9．2智能传感器的实现
9．2．1智能传感器的实现方式
9．2．2智能传感器的总线标准
9．3典型智能传感器
9．3．1IEEE 1451网络化智能传感器
9．3．2模糊传感器
9．3．3多传感器数据融合系统
9．4智能传感器实例
9．4．1ST3000智能压力、差压变送器
9．4．2气象参数测试仪
9．4．3汽车制动性能检测仪
9．4．4轮速智能传感器
9．4．5机动车运行安全监测系统
9．5传感检测系统设计案例
9．5．1智能家用水流量系统
9．5．2硬件设计
9．5．3软件设计
本章小结
思考题与习题
第10章传感器选用与标定
10．1传感器的选用原则
10．1．1根据传感器的特性选择传感器
10.1.2根据用途选择传感器
10．2传感器的标定
10．3检测应用案例
10．3．1传感器的选用案例
10．3．2传感器的标定案例
本章小结
思考题与习题
第11章抗干扰技术及微机接口技术
11．1传感器抗干扰技术
11．1．1干扰的概念及分类
11．1．2信噪比和噪声系数
11．1．3接地技术
11．1．4屏蔽技术
11．1．5隔离技术
11．1．6滤波技术
11．2传感器与微机接口技术
11．2．1传感信号预处理
11．2．2数据采集
11．2．3ADC接口技术
11．3传感器的抗干扰及微机接口综合实例
11．3．1称重传感器系统
11．3．2系统接地方法
11．3．3基准地浮空
11．3．4数字滤波
11．3．5微处理器
11．3．6ADC电路
本章小结
思考题与习题
第12章现代检测系统
12．1现代检测系统的组成
12．2现代检测系统的分类
12．3现代检测技术发展趋势
12．4综合案例
12．4．1DCRMS项目需求
12．4．2DCRMS整体架构设计与实验配置
本章小结
思考题与习题
参考文献