本书全面介绍了传感器与检测技术的基本概念、基本原理和典型应用。按照传感器、检测技术与检测系统三大模块组织内容,依次为概述、传感器基本特性、电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器、辐射与波式传感器、化学传感器、生物传感器、新型传感器;参数检测、微弱信号检测、软测量、多传感器数据融合、测量不确定度与回归分析;虚拟仪器、自动检测系统。本书系统性强,内容上注重经典与现代的结合,目标上强调工程实践应用与创新能力的培养,具有良好的教学适宜性和可读性。
本书可作为高等院校测控技术与仪器、自动化、电气工程与自动化、机械设计制造及其自动化、通信工程、计算机应用等专业的本科生教材,也可供从事传感器与检测技术相关领域应用和设计开发的研究人员、工程技术人员参考。
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上篇 传感器
第1章 概述
1.2 传感器的定义与组成
根据我国**标准(GB/T7665—2005),传感器(1Fransducer/sensor)定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。其中,敏感元件是指传感器中能直接感受和响应被测量的部分;转换元件是指传感器中能将敏感元件的感受或响应的被测量转换成适于传输和测量的电信号部分。传感器的共性就是利用物理定律或物质的物理、化学、生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。
根据传感器的定义,传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分,分别完成检测和转换两个基本功能。值得指出的是,一方面,并不是所有传感器都能明显地区分敏感元件和转换元件这两个部分,如半导体气敏或湿度传感器、热电偶、压电晶体、光电器件等,它们一般是将感受到的被测量直接转换为电信号输出,即将敏感元件和转换元件两者的功能合二为一了;另一方面,只由敏感元件和转换元件组成的传感器通常输出信号较弱,还需要信号调理电路将输出信号进行放大并转换为容易传输、处理、记录和显示的形式。信号调理电
路的作用:一是把来自传感器的信号进行转移和放大,使其更适合于作进一步处理和传输,多数情况下是将各种电信号转换为电压、电流、频率等少数几种便于测量的电信号;二是进行信号处理,即对经过调理的信号,进行滤波、调制和解调、衰减、运算、数字化处理等。常见的信号调节与转换电路有放大器、电桥、振荡器、电荷放大器等。另外,传感器的基本部分和信号调理电路还需要辅助电源提供工作能量。
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前言
上篇 传感器
第1章 概述
第2章 传感器的基本特性
第3章 电阻式传感器
第4章 电感式传感器
第5章 电容式传感器
第6章 压电式传感器
第7章 磁敏式传感器
第8章 热电式传感器
第9章 光电式传感器
第10章 辐射与波式传感器
第11章 化学传感器
第12章 生物传感器
第13章 新型传感器
中篇 检测技术
第14章 参数检测
第15章 微弱信号检测
第16章 软测量
第17章 多传感器数据融合
第18章 测量不确定度与回归分析
下篇 检测系统
第19章 虚拟仪器
第20章 自动检测系统
附录
参考文献