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第1章 测量技术概述1

1.1 自动检测技术概述1

1.1.1 自动检测技术的重要性1

1.1.2 自动检测系统的组成1

1.2 传感器的定义、组成和分类1

1.2.1 传感器的定义1

1.2.2 传感器的组成2

1.2.3 传感器的分类3

1.3 传感器的作用、地位及发展趋势3

1.3.1 传感器的作用与地位3

1.3.2 传感器的发展趋势4

1.4 传感器的特性5

1.4.1 静态特性5

1.4.2 动态特性6

1.5 测量方法7

1.5.1 直接测量与间接测量7

1.5.2 偏差式测量、零位式测量和微差式测量8

1.6 测量误差8

1.6.1 误差的基本概念8

1.6.2 误差的分类9

思考题与习题113

第2章 电阻式传感器14

2.1 电阻应变式传感器14

2.1.1 电阻应变片的工作原理14

2.1.2 电阻应变片的种类、特点及粘贴技术15

2.1.3 电阻应变片的主要特性18

2.1.4 应变片的温度误差及补偿19

2.1.5 电阻应变片的测量电路21

2.1.6 电阻应变式传感器应用22

2.2 压阻式传感器24

2.2.1 压阻效应24

2.2.2 压阻式传感器的应用25

2.3 电位计式传感器25

2.3.1 线绕电位计25

2.3.2 非线绕电位计26

思考题与习题227

第3章 电容式传感器28

3.1 电容式传感器的工作原理、类型及特性28

3.1.1 电容式传感器的工作原理与类型28

3.1.2 变面积型电容式传感器29

3.1.3 变极距型电容式传感器30

3.1.4 变介质型电容式传感器32

3.2 电容式传感器的等效电路34

3.3 电容式传感器的测量电路34

3.3.1 调频测量电路34

3.3.2 运算放大器式电路35

3.3.3 电桥电路36

3.3.4 脉冲宽度调制电路37

3.4 实际中存在的问题及解决办法38

3.4.1 温度对结构尺寸的影响38

3.4.2 漏电阻的影响38

3.4.3 边缘效应与寄生参量的影响38

3.5 电容式传感器的应用39

思考题与习题342

第4章 电感式传感器43

4.1 自感式传感器43

4.1.1 自感式传感器工作原理43

4.1.2 测量电路45

4.1.3 电感式传感器的误差因素分析47

4.1.4 电感式传感器的应用48

4.2 差动变压器式传感器49

4.2.1 结构和工作原理49

4.2.2 基本特性50

4.2.3 测量电路54

4.2.4 差动变压器设计55

4.2.5 差动变压器的应用55

4.3 电涡流式传感器57

4.3.1 工作原理57

4.3.2 基本特性57

4.3.3 测量电路58

4.3.4 电涡流式传感器的应用60

思考题与习题463

第5章 压电式传感器65

5.1 压电式传感器的工作原理65

5.1.1 压电效应65

5.1.2 石英晶体65

5.1.3 压电陶瓷67

5.2 压电材料与压电元件的结构68

5.2.1 压电材料68

5.2.2 压电元件的结构70

5.3 压电式传感器的信号调理电路72

5.3.1 压电式传感器的等效电路72

5.3.2 压电式传感器的测量电路73

5.4 压电式传感器的应用75

5.4.1 压电式测力传感器75

5.4.2 压电式加速度传感器76

5.4.3 压电式玻璃破碎报警器77

5.4.4 集成压电式传感器78

思考题与习题578

第6章 磁电式传感器79

6.1 磁电式传感器的工作原理79

6.2 磁电式传感器的类型及结构79

6.2.1 变磁阻式磁电传感器79

6.2.2 恒定磁阻式磁电传感器81

6.3 磁电式传感器的基本特性81

6.3.1 非线性误差81

6.3.2 温度误差82

6.4 磁电式传感器的应用82

6.4.1 磁电式转速传感器82

6.4.2 磁电式扭矩传感器82

6.4.3 磁电式振动速度传感器83

思考题与习题684

第7章 热电式传感器85

7.1 热电偶传感器85

7.1.1 热电效应及测温原理85

7.1.2 热电回路的基本定律87

7.1.3 热电偶的材料、类型及结构88

7.1.4 热电偶的冷端温度补偿91

7.1.5 热电偶的实用测温电路94

7.2 热电阻传感器95

7.2.1 金属热电阻95

7.2.2 半导体热敏电阻97

思考题与习题7100

第8章 光电式传感器101

8.1 光电效应101

8.1.1 外光电效应101

8.1.2 内光电效应102

8.2 光电器件102

8.2.1 光电管102

8.2.2 光电倍增管103

8.2.3 光敏电阻104

8.2.4 光敏二极管和光敏三极管106

8.2.5 光电池109

8.3 光源及光学元件111

8.3.1 光源111

8.3.2 光学元件和光路112

8.4 光电式传感器的应用112

8.4.1 光电式带材跑偏仪112

8.4.2 光电式转速计113

8.4.3 烟尘浊度连续监测仪113

8.4.4 光电耦合器114

8.5 光纤传感器115

8.5.1 光导纤维导光的基本原理115

8.5.2 光纤传感器的结构和类型116

8.5.3 光纤传感器的应用117

思考题与习题8119

第9章 霍尔传感器120

9.1 霍尔传感器工作原理120

9.1.1 霍尔效应120

9.1.2 霍尔元件的基本结构和主要技术参数121

9.1.3 基本误差及其补偿122

9.1.4 霍尔元件的应用电路124

9.2 集成霍尔器件124

9.2.1 霍尔线性集成器件125

9.2.2 霍尔开关集成器件127

9.3 霍尔传感器的应用127

9.3.1 霍尔式位移传感器127

9.3.2 霍尔加速度传感器127

9.3.3 霍尔电流传感器128

9.3.4 霍尔功率传感器129

9.3.5 霍尔计数装置130

9.3.6 霍尔转速传感器130

9.3.7 霍尔开关电子点火器131

思考题与习题9131

第10章 超声波传感器132

10.1 超声波及其基本特性132

10.1.1 超声波的波型及波速132

10.1.2 超声波的反射和折射133

10.1.3 声波的衰减133

10.1.4 超声波与介质的相互作用134

10.2 超声波传感器134

10.3 超声波传感器的应用135

10.3.1 超声波测厚135

10.3.2 超声波流量计135

10.3.3 超声波液位检测与控制137

10.3.4 超声波探伤138

10.3.5 医用超声检测138

思考题与习题10139

第11章 传感器在工程监测中的应用140

11.1 传感器的选择140

11.2 温度测量141

11.2.1 温度概述141

11.2.2 膨胀式温度传感器142

11.3 压力测量143

11.3.1 压力概述143

11.3.2 液柱式压力计143

11.3.3 弹性式压力表144

11.4 流量测量147

11.4.1 流量概述147

11.4.2 差压式流量传感器148

11.4.3 涡轮流量传感器149

11.4.4 容积式流量计150

11.4.5 电磁流量计152

11.4.6 转子流量计152

11.4.7 质量流量的测量153

11.5 物位测量154

11.5.1 浮力式液位传感器154

11.5.2 压力式液位计155

11.6 机械量测量156

11.6.1 位移测量概述156

11.6.2 位移测量传感器的类型157

思考题与习题11160

附录A 铂铑10-铂热电偶分度表161

附录B 镍铬-镍硅（镍铝）热电偶分度表164

附录C 镍铬-考铜热电偶分度表168

附录D 铂铑30-铂铑6热电偶分度表171

附录E 铂热电阻分度表（R0=46Ω）176

附录F 铂热电阻分度表（R0=100Ω）179

附录G 铜热电阻分度表（R0=50Ω）182

参考文献183