检测与转换技术

　　本书的内容主要包括传感器基础知识、检测与转换基本理论、电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、热电式传感器、检测技术中的硬件电路、测控系统实用抗干扰技术、虚拟仪器测试技术等。全书共14章，分别介绍了常见物理量的检测用传感器，包括温度检测、力及压力检测、位移检测、速度和加速度检测、流量及流速检测、光电检测、气体成分及湿度检测。此外，本书还对传感器的相关检测知识、电路转换及信息处理技术、传感器网络进行了阐述，每部分内容都力求通俗、简明、实用、操作性强，每章后配有习题。本书可作为自动化、测控技术与仪器等专业的教材。使用本书时可以根据专业要求、实验条件和其他实际情况，对相应章节的内容进行取舍。本书可供高等院校本科生使用，同时也适合于高职高专学校电类专业学生及传感器相关领域技术人员使用。

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前言
第1章绪论
1.1“检测与转换技术”课程的本科教学
现状
1.2传感器的作用与地位
1.3传感器的现状和发展趋势
1.4传感器技术
1.4.1传感器技术学科特点
1.4.2传感器的材料
1.4.3检测技术与课程
1.4.4加工工艺技术
1.5本书结构
第2章检测与转换的基本理论
2.1自动检测系统的基本组成
2.2检测技术的基本方法和检测方法的
选择原则
2.2.1检测技术的基本方法
2.2.2检测方法的选择原则
2.3检测系统的误差及处理
2.3.1测量误差及其分类
2.3.2系统误差的消除方法
2.3.3随机误差及其估算
2.3.4测量误差的合成及最小二乘法的
应用
2.3.5测量结果的数据处理
2.4非线性特征补偿方法
2.5习题
第3章传感器及其基本特性
3.1传感器的定义、组成与分类
3.1.1传感器的定义
3.1.2传感器的组成
3.1.3传感器的分类
3.2传感器的静态特性
3.2.1概述
3.2.2静态特性的主要参数
3.3传感器的动态特性
3.3.1动态数学模型
3.3.2阶跃响应
3.3.3频率响应
3.3.4典型传感器的动态特性分析
3.4传感器的标定与校准
3.4.1静态标定
3.4.2动态标定
3.5模拟及数字传感器
3.5.1模拟式显示仪表
3.5.2动圈式显示仪表
3.5.3数字式显示仪表
3.6习题
第4章电阻应变式传感器
4.1弹性敏感元件
4.1.1弹性敏感元件的概念
4.1.2弹性敏感元件的特性
4.1.3对弹性敏感元件材料的要求
4.1.4弹性敏感元件的分类
4.1.5变换力的弹性敏感元件
4.1.6变换压力的弹性敏感元件
4.2电阻应变片
4.2.1电阻应变片的基本结构和工作
原理
4.2.2电阻应变片的种类
4.3电阻应变式传感器的测量电路
4.3.1直流电桥
4.3.2交流电桥
4.3.3非线性误差及其补偿方法
4.3.4测量电路设计注意事项
4.3.5应变片传感器的温度特性
4.4电阻应变式传感器的应用
4.4.1测力与称重传感器
4.4.2电子秤
4.4.3电阻应变仪
4.4.4使用注意事项
4.5习题
第5章电感式传感器
5.1自感式传感器
5.1.1变隙式电感传感器
5.1.2变截面式电感传感器
5.1.3螺线管式电感传感器
5.2互感式传感器
5.2.1结构与工作原理
5.2.2等效电路
5.2.3测量电路
5.2.4应用举例
5.3电涡流式传感器
5.3.1工作原理与等效电路
5.3.2高频反射涡流传感器
5.3.3低频透射涡流传感器
5.3.4测量电路
5.3.5应用举例
5.4习题
第6章电容式传感器
6.1电容式传感器的工作原理和结构
6.1.1基本工作原理及分类
6.1.2变极距型电容式传感器
6.1.3变极距差动型电容式传感器
6.1.4变极板面积型电容式传感器
6.1.5变介质型电容式传感器
6.2电容式传感器的测量电路
6.2.1交流电桥差动测量电路
6.2.2调频电路转换信号
6.2.3运算放大器式电路
6.2.4脉冲调宽型电路
6.3电容式传感器的应用举例
6.3.1电容式传感器在板材轧制装置中的
应用——电容式测厚仪
6.3.2电容式传感器测量电缆的偏心
6.3.3电容式加速度传感器
6.3.4湿敏电容
6.3.5电容式油量表
6.3.6电容接近开关
6.4习题
第7章压电式传感器
7.1压电效应和压电材料
7.1.1压电效应
7.1.2压电材料的主要特性参数
7.1.3压电材料
7.2压电式传感器的等效电路和测量电路
7.2.1压电式传感器的等效电路
7.2.2压电式传感器的测量电路
7.3压电式力传感器的合理使用
7.3.1压电元件的串并联
7.3.2压电片预应力
7.3.3压电式力传感器的安装
7.3.4合理选择传感器的量程和频率
响应
7.3.5合理选用二次仪表
7.3.6选择纵、横向压电效应
7.4压电式传感器的应用
7.4.1压电式加速度传感器
7.4.2YDS78 Ⅰ型压电式单向力
传感器
7.4.3用压电式传感器测表面粗糙度
7.4.4压电引信(引爆)
7.4.5煤气灶电子点火装置
7.4.6压电式压力传感器
7.4.7微振动检测仪
7.4.8基于PVDF压电膜传感器的
脉象仪
7.5习题
第8章热电式传感器
8.1热电偶传感器
8.1.1热电偶工作原理
8.1.2热电偶定律
8.2热电偶的结构、种类和特点
8.2.1热电偶的结构
8.2.2热电偶的主要特性
8.2.3热电偶的种类
8.2.4热电偶的特点
8.3热电偶的测温电路
8.3.1测量单点温度
8.3.2测量两点温度差
8.3.3测量多点平均温度
8.3.4热电偶的冷端温度及其补偿
8.4热电阻传感器
8.4.1金属热电阻
8.4.2热敏电阻
8.4.3热电阻传感器的应用举例
8.5集成温度传感器
8.5.1工作原理
8.5.2测温注意事项
8.6习题
第9章检测技术中的硬件电路
9.1电桥测量电路
9.1.1电容式传感器的电桥测量电路
9.1.2电感式传感器的电桥测量电路
9.1.3电桥放大器
9.2基本运算电路
9.2.1比例运算电路
9.2.2加法运算电路
9.2.3减法器与积分器
9.2.4有源T形网络比例器
9.3信号放大电路
9.3.1集成仪表放大器
9.3.2程控增益放大器
9.3.3电荷放大器
9.3.4隔离放大器
9.4滤波器
9.4.1滤波器概述
9.4.2有源滤波器
9.5电压/电流转换电路
9.5.1基本电压/电流转换电路
9.5.2集成电压/电流变换器
9.6习题
第10章测控系统实用抗干扰技术
10.1消除或抑制干扰源
10.2破坏干扰途径
10.2.1抑制以“路”的形式侵入的
干扰
10.2.2抑制以“场”的形式侵入的
干扰
10.2.3削弱接收电路对噪声干扰的
敏感性
10.3接地技术
10.3.1地线的种类
10.3.2一点接地原则
10.3.3屏蔽浮置技术
10.4滤波技术
10.5光电耦合技术
10.6习题
第11章虚拟仪器测试技术
11.1虚拟仪器介绍
11.2虚拟仪器数据采集
11.2.1被测信号的实时采集
11.2.2数据采集卡的性能指标
11.3基于声卡的虚拟示波器设计
11.4基于声卡的虚拟示波器性能测试与
结果
11.4.1基于声卡的虚拟示波器的程序
框图检验
11.4.2基于声卡的虚拟示波器的功能
测试
11.5习题
第12章检测系统工程案例分析
12.1计算机检测技术的应用实例
12.1.1转轴等回转体转速的实时测量、
数据处理
12.1.2汽车万向节、传动轴扭转疲劳
试验台计算机测控系统
12.1.3齿轮传动部件试验中的测量和
控制系统
12.1.4液压泵试验
12.2换热站无人值守远程监控系统
12.2.1换热站运行工艺
12.2.2换热站无线远程控制方案
12.2.3系统功能设计
12.2.4系统配置
12.2.5参数检测硬件电路及软件程序
12.2.6PLC信号的无线GPRS传输
12.3习题
第13章检测技术在物联网中的应用
13.1物联网的基本概念
13.1.1物联网的定义
13.1.2物联网的本质特征
13.2物联网的基本框架
13.3物联网的核心技术
13.3.1RFID技术
13.3.2无线传感器网络
13.4物联网的应用
13.4.1林业信息采集
13.4.2木材干燥物联网总体框架设计
13.4.3农业环境监测
13.4.4气象监测
13.4.5温室控制
13.4.6节水灌溉
13.4.7食品安全
13.5农业物联网关键技术的发展趋势预测
13.6习题
第14章检测技术在林业中的应用
14.1应力波检测
14.1.1基本原理和特点
14.1.2理论模型
14.2近红外检测
14.2.1基本原理
14.2.2技术路线
14.3习题