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第1章　概论1

1.1　传感器1

1.1.1　传感器的定义1

1.1.2　传感器的组成1

1.1.3　传感器的分类2

1.1.4　传感技术的现状和发展3

1.2　检测技术5

1.2.1　检测系统的基本结构和类型5

1.2.2　检测技术的应用7

1.2.3　检测技术的现状与发展9

第2章　测量误差及其分析11

2.1　测量误差的基本概念11

2.2　测量误差的分类12

2.2.1　按误差的性质分类12

2.2.2　按误差的来源分类12

2.3　系统误差13

2.3.1　系统误差的判别13

2.3.2　系统误差的消除14

2.4　随机误差16

2.4.1　随机误差的统计特性16

2.4.2　随机误差的概率分布17

2.4.3　随机误差的统计特征参数18

2.4.4　测量结果的置信水平20

2.5　粗大误差的判别与剔除22

2.6　测量数据处理24

2.6.1　最小二乘法原理与应用24

2.6.2　测量数据处理举例26

2.6.3　测量数据处理的计算机程序设计28

思考题与习题28

第3章　传感器与测量系统的基本特性30

3.1　测量系统的静态特性30

3.2　测量系统的动态特性34

3.2.1　测量系统的数学模型34

3.2.2　常见测量系统的数学模型36

3.2.3　测量系统的动态特性分析38

3.3　传感器的标定43

3.4　测量系统的标定43

3.5　测量系统的不失真测量44

3.5.1　输出信号的失真45

3.5.2　不失真测量条件45

思考题与习题46

第4章　传感器原理47

4.1　电参数型传感器47

4.1.1 电阻应变片式传感器47

4.1.2　电感式传感器53

4.1.3　电容式传感器62

4.2　电量型传感器67

4.2.1　热电式传感器67

4.2.2　压电式传感器75

4.3　光电式传感器82

4.3.1　光电效应82

4.3.2　光电器件83

4.3.3　光电式传感器的应用87

4.4　光纤式传感器89

4.4.1　光纤式传感器概述89

4.4.2　光调制方式92

4.4.3　光纤式传感器的应用94

4.5　半导体式传感器96

4.5.1　半导体式气敏传感器96

4.5.2　半导体式湿敏传感器101

4.5.3　霍耳式传感器106

4.6　数字式传感器111

4.6.1　光栅式传感器112

4.6.2　感应同步器116

思考题与习题118

第5章　参数检测技术121

5.1 温度测量121

5.1.1　温度和温标121

5.1.2　测温方法122

5.1.3　接触式测温122

5.1.4　辐射式测温130

5.2　压力检测134

5.2.1　压力的概念和表示方法134

5.2.2　压力检测的主要方法及分类135

5.3　流量检测139

5.3.1　流量检测方法及分类140

5.3.2　体积流量检测140

5.3.3　速度式流量计145

5.3.4　质量式流量计148

5.3.5　相关流量计149

5.4　物位检测150

5.4.1　静压式物位检测151

5.4.2　浮力式物位检测153

5.4.3　其他物位检测154

5.4.4　物位开关156

5.5　机械量检测156

5.5.1　位移检测157

5.5.2　速度检测158

5.5.3　加速度检测164

5.5.4　力、重量和质量的检测167

5.6　视觉检测技术169

5.6.1　视觉检测系统的构成170

5.6.2　光源170

5.6.3　成像系统172

5.6.4　图像传感器175

5.6.5　图像采集系统176

5.6.6　数字图像处理与图像识别178

思考题与习题178

第6章　模拟调理技术180

6.1　概述180

6.2　信号放大电路180

6.2.1　差动放大电路181

6.2.2　仪用放大电路182

6.2.3　可编程增益放大电路184

6.2.4　隔离放大电路188

6.3　信号转换电路190

6.3.1 电压／电流转换电路190

6.3.2　电流／电压转换电路192

6.3.3　AC/DC转换电路193

6.3.4　电压／频率转换电路198

6.3.5　A/D转换电路200

6.3.6　D/A转换电路209

6.4　信号处理电路211

6.4.1　信号滤波电路211

6.4.2　信号调制与解调电路219

6.4.3　采样保持电路223

思考题与习题224

第7章　现代检测技术226

7.1　智能传感器226

7.1.1　智能传感器的概念及实现途径226

7.1.2　智能传感器的硬件构成及设计229

7.1.3　智能传感器中的软件设计235

7.1.4　智能传感器典型功能的实现方法237

7.1.5　智能传感器设计实例——智能温度测控仪243

7.1.6　智能传感器的发展方向244

7.2　现场总线245

7.2.1　现场总线技术概述245

7.2.2　现场总线的类型247

7.2.3　现场总线应用实例251

7.2.4　现场总线智能传感器257

7.3　虚拟仪器259

7.3.1　虚拟仪器概述259

7.3.2　虚拟仪器软件与开发平台260

7.3.3　虚拟仪器的应用261

7.4　多传感器信息融合技术262

7.4.1　概述262

7.4.2　信息融合的基本原理263

7.4.3　多传感器信息融合的结构及功能模型263

7.4.4　传感器信息融合的应用实例——传感器在线故障识别系统265

7.5　软测量技术269

7.5.1　软测量建模方法270

7.5.2　模型实时演算的工程化实施技术270

7.5.3　软测量技术在工业中的应用271

思考题与习题272

第8章　检测系统的抗干扰技术273

8.1　干扰的来源及分类273

8.1.1　外部干扰273

8.1.2　内部干扰274

8.2　硬件抗干扰技术274

8.2.1　串模干扰的抑制274

8.2.2　共模干扰的抑制275

8.2.3　电磁干扰的抑制276

8.2.4　隔离技术281

8.3　软件抗干扰技术282

8.3.1　CPU抗干扰技术282

8.3.2　输入／输出抗干扰技术288

思考题与习题290

附录　标准化热电偶分度表292

参考文献300