本书是教育科学“十五”**规划课程研究成果,针对应用型本科教育的特点,以便于学习和应用为前提,以信息的传感、转换、处理为核心,以温度、压力、物位、厚度、流量、位移、速度、磁场、气体成分、浓度及视觉等参数检测为主线,按传感器的用途分章讲述各类传感器的工作原理、结构、技术指标及使用特点。同时对传感器的特性、标定、补偿、抗干扰技术以及多传感器信息融合技术进行了讲述。
本书的编写力求系统性、实用性与先进性相结合,理论与实践相交融,既注重传统知识的讲授,又兼顾新技术、新成果的应用。
本书可作为电气工程与自动化、机械设计制造及其自动化、电子信息工程、测控技术与仪器等专业的教材,也可供其他专业学生和有关技术人员参考,或作为自学用书。

第1章检测技术的基础知识

1.1检测技术的基本概念
1.1.1检测技术
1.1.2自动检测系统
1.1.3传感器
1.2测量方法
1.2.1直接测量、间接测量与联立测量
1.2.2比较式测量
1.3测量误差
1.3.1误差的基本概念及表达方式
1.3.2误差的分类与来源
1.3.3系统误差和随机误差的表达式
1.3.4基本误差和附加误差
1.3.5测量误差的估计和校正
1.3.6测量误差的合成与分配
1.4传感器的基本特性
1.4.1传感器的静态特性
1.4.2传感器的动态特性
思考题与习题一
第2章温度检测
2.1温标及测温方法
2.1.1温标
2.1.2温度检测的主要方法及分类
2.2膨胀式温度计
2.2.1双金属温度计
2.2.2压力式温度计
2.3电阻式温度传感器
2.3.1金属热电阻传感器
2.3.2半导体热敏电阻传感器
2.4热电偶传感器
2.4.1热电偶测温原理
2.4.2热电极材料及常用热电偶
2.4.3热电偶的结构
2.4.4热电偶冷端温度补偿
2.4,5热电偶常用测温线路
2.5辐射式温度传感器
2.5.1辐射测温的物理基础
2.5.2辐射测温方法
2.6石英晶体测温传感器
2.7光纤传感器
2.7.1光纤传感原理
2.7.2光纤温度传感器
2.8薄膜热传感器
2.8.1金属薄膜热电阻
2.8.2多晶硅薄膜热电阻
2.9集成温度传感器
2.9。1电流输出型集成温度传感器AD590
2.9.2集成温控开关
2.10测温系统实例
2.10.1高精度K型热电偶数字温度仪表
2.10.2红外热辐射温度仪
思考题与习题二
第3章压力检测
3.1压力的概念及单位
3.2应变式压力计
3.2,1电阻应变效应
3.2.2电阻应变片
3.2.3电阻应变片的粘贴及温度补偿
3.2.4转换电路
3.2.5应变式压力传感器
3.3薄膜应变片
3.3.1薄膜应变片的原理
3.3.2薄膜应变片的制作及应用
3.4压电式压力传感器
3.4.1压电效应
3.4.2压电材料
3.4.3测量电路
3.4.4压电传感器及其特点
3.5电容式压力传感器
3.5.1电容式传感器的工作原理
3.5.2差动电容传感器
3.5.3测量电路
3.5.4电容式压力传感器
3.6霍尔式压力计
3.6.1霍尔效应
3.6.2霍尔式压力计工作原理
3.6.3霍尔式压力计的误差及补偿
3.6.4霍尔式压力计
3.7电子秤
3.7.1电子秤的原理
3.7.2称重传感器原理
3.7.3电子秤的应用
3.8光纤压力传感器
3.8.1马赫-泽德光纤压力传感器
3.8.2偏振型光纤压力传感器
3.9集成压敏传感器
3.9.1硅电容式集成传感器
3.9.2扩散硅压敏传感器
3.10测压系统实例
3.10.1应变式压力测量系统
3.10.2电子扫描多点压力测量系统
思考题与习题三
第4章物位及厚度检测
4.1浮力式物位检测
4.1.1恒浮力式物位检测
4.1.2变浮力式物位检测
4.2静压式物位检测
4.2.1静压式物位检测原理
4.2.2压力式液位计
4.2.3压差式液位计
4.2.4量程迁移
4.3电容式物位计
4.3.1电容式物位计工作原理
4.3.2电容式物位传感器
4,3.3电容式物位传感器应用举例
4.4超声传感器与物位、厚度检测
4.4.1超声波检测原理
4.4.2超声传感器
4.4.3超声传感器测物位
4.4.4超声传感器测厚度
4.5微波式传感器
4.5.1微波传感器的组成、原理及分类
4.5.2微波传感器测物位与液位
4.5.3微波传感器测厚度
4.6核辐射物位与厚度检测
4.6.1放射源和探测器
4.6.2测量电路
4.6.3核辐射厚度计
4.6.4核辐射液位计
4.7电涡流传感器及厚度检测
4.7.1涡流效应
4.7.2高频反射式涡流传感器
4,7.3低频透射式涡流传感器
思考题与习题四
第5章流量检测
5.1流量的检测方法
5.1.1节流差压法
5.1.2容积法
5.1.3速度法
5.1.4流体阻力法
5.1.5流体振动法
5.1.6质量流量测量
5.2差压式流量计
5.2.1节流装置的工作原理
5.2.2流量方程
5.2.3流量系数的确定
5.2.4标准节流装置
5.2.5取压方式
5.2.6差压计
5.2.7标准节流装置的安装要求
5.2.8差压式流量计的使用
5.3容积式流量计
5.3.1椭圆齿轮流量计
5.3.2腰轮流量计
5.3.3旋转活塞式流量计
5.3.4刮板式流量计
5.4速度式流量计
5.4.1叶轮式流量计
5,4.2涡轮式流量计
5.5振动式流量计
5.5.1旋涡流量计
5.5.2旋进式旋涡流量计
5.6电磁流量计
5.6,1电磁流量计的工作原理
5.6.2电磁流量计的结构
5.7超声流量计
5.7.1时间差法测量流量
5.7.2多普勒频移法测量流量
5.8质量流量的测量
5.8.1推导式质量流量测量
5.8.2直接式质量流量测量
思考题与习题五
第6章位移及速度检测
6.1电感式传感器与位移检测
6.1.1电感式传感器的工作原理及分类
6.1,2电感式传感器的输出特性
6.1.3差动电感传感器原理
6.1.4电感式位移计
6.2差动变压器
6.2.1差动变压器的工作原理及特性
6.2.2差动变压器位移计
6.3电位器传感器
6.3.1电位器传感器的基本工作原理
6.3.2电位器传感器的输出特性
6.3.3电位器传感器的结构
6.3.4电位计式位移传感器
6.4感应同步器
6.4.1感应同步器的结构
6.4.2感应同步器的工作原理
6.4.3感应同步器的电气参数
6.4.4数字位置测量系统
6.5光栅位移测试
6.5.1光栅的基本结构
6.5.2光栅传感器的工作原理
6.6码盘式传感器
6.6.1光电码盘式传感器的工作原理
6.6。2光电码盘介绍
6.6.3光电码盘的应用
6.7电涡流位移计
6.8电容式位移传感器
6.8.1单电极的电容式位移传感器及其应用
6.8.2变面积差动式电容位移传感器及其应用
6.9激光式传感器
6.9.1激光的特性和稳频方法
6.9.2激光干涉传感器测长原理
6.10磁电感应式速度传感与测试
6,10.1磁电感应式传感器工作原理及测量电路
6.10.2磁电感应式传感器的灵敏度
6.10.3磁电式速度传感器
6.11光电效应及光电器件
6.11.1外光电效应及器件
6.11.2内光电效应及器件
6.11.3阻挡层光电效应及器件
6.11.4光电式转速计
6.12测速发电机及电磁脉冲式转速计
6.12.1测速发电机
6.12.2电磁脉冲式转速计
思考题与习题六
第7章磁场与成分参数检测
7.1磁敏传感器
7.1.1磁敏电阻
7.1.2磁敏二极管
7.1.3磁敏晶体管
7.2磁场检测
7.2.1电磁感应法测量磁场
7.2.2磁通门磁强计测量磁场
7.2.3霍尔效应测量磁场
7.2.4核磁共振法测量磁场
7.3气体成分检测
7.3.1热导式气体分析仪
7.3.2热磁式气体分析仪
7.3.3红外线气体分析仪
7.4气敏传感器
7.4.1半导体气敏传感器
7.4.2红外吸收式气敏传感器
7.4.3薄膜气敏传感器
7.5湿度和含水量的检测
7.5.1湿度的检测
7.5.2含水量的检测
7.6液体浓度的检测
7.6.1溶液的电导率与浓度的关系
7.6.2电导检测器及测量电路
思考题与习题七
第8章视觉检测
8.1视觉检测技术概述
8.1.1视觉检测及特点
8.1.2视觉检测系统的组成
8.1.3计算机视觉
8.2视觉传感器
8.2.1CCD的基本工作原理
8.2.2CCD器件
8.2.3光电位置传感器(PSD)
8.3数码照相机
8.3.1数码照相机的特点
8.3.2数码照相机的组成原理
8.3.3数码照相机的发展
8.4数字图像处理基础
8.4.1图像处理概述
8.4.2图像数字化及图像变换
8.4.3图像数据压缩与编码
8.4.4图像增强与图像复原
8.4.5数字图像分析
8.4.6图像理解
8.5视觉检测技术应用
8.5.1视觉检测技术应用概述
8.5.2机器人视觉系统
8.5.3自动调焦系统
思考题与习题八
第9章多传感器信息融合技术概述
9.1信息融合的理论基础
9.1.1信息融合的目的和意义
9.1.2信息融合的基本原理
9.2信息融合系统的功能模型
9.2.1检测级融合
9.2.2位置级融合
9.2.3属性级融合
9.2,4态势评估与威胁估计
9.3多传感器目标识别的信息融合方法
9.3.1物理模型方法
9.3.2参数分类方法
9:3.3基于知识的方法
9.4多传感器目标检测基础
9.4.1集中式目标检测
9.4.2分布式目标检测
9.5信息融合技术的应用
9.5.1信息融合的民事应用领域
9.5.2信息融合技术在军事上的应用
思考题与习题九
第10章传感器的补偿与标定
10.1非线,睦补偿技术
10.1.1造成非线性的原因
10.1.2模拟线性化
10.1.3数字线性化
10.2温度补偿技术
10.2.1温度补偿原理
10.2.2温度补偿方式
10.2.3温度补偿方法
10.3传感器的标定
10.3.1传感器的静态标定
10.3.2传感器的动态标定
思考题与习题十
第11章抗干扰技术
11.1干扰的类型及产生
11.1.1干扰的类型
11.1.2干扰的产生
11.1.3信噪比和干扰叠加
11.2干扰信号的耦合方式
11.2.1静电电容耦合
11.2.2电磁耦合
11.2.3共阻抗耦合
11.2.4漏电流耦合
11.2.5电子测量装置的两种干扰
11.2.6共模干扰**比
11.3常用的**干扰措施
11.3.1屏蔽技术
11.3.2接地技术
11.3.3浮置
11.4其他**干扰措施
11.4.1隔离
11.4.2滤波
11.4.3平衡电路
11.4.4脉冲电路的噪声**技术
思考题与习题十一
参考文献