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第1章 绪论1

1.1 测试基础1

1.1.1 测试的含义1

1.1.2 测试基本原理及过程2

1.2 传感器概述2

1.2.1 传感器的定义和作用3

1.2.2 传感器的组成和分类5

1.2.3 传感器的发展趋势8

1.3 本课程的特点及任务要求9

思考与练习10

第2章 测试系统的特性11

2.1 概述11

2.1.1 测试系统的基本要求11

2.1.2 线性系统及其主要性质12

2.2 测试系统的静态特性13

2.2.1 测试系统的误差与精度13

2.2.2 测试系统的静态特性参数15

2.3 测试系统的动态特性19

2.3.1 传递函数19

2.3.2 频率特性21

2.3.3 瞬态响应28

2.3.4 动态特性参数的测定35

2.3.5 实现不失真测试的条件40

2.3.6 负载效应42

思考与练习46

第3章 常用传感器原理及应用48

3.1 电阻式传感器48

3.1.1 应变式传感器48

3.1.2 压阻式传感器61

3.1.3 电位器式传感器64

3.2 电容式传感器66

3.2.1 工作原理及结构类型67

3.2.2 电容式传感器的应用73

3.3 电感式传感器75

3.3.1 自感式传感器76

3.3.2 差动变压器式传感器81

3.3.3 电涡流式传感器85

3.3.4 感应同步器90

3.4 压电式传感器93

3.4.1 工作原理93

3.4.2 压电材料95

3.4.3 等效电路与信号调理电路97

3.4.4 压电式传感器的应用101

3.4.5 声表面波（SAW）传感器105

3.5 热电式传感器108

3.5.1 热电偶传感器108

3.5.2 热电阻传感器116

3.5.3 PN结温度传感器122

3.5.4 集成温度传感器124

3.6 光电式传感器129

3.6.1 光电器件130

3.6.2 光纤传感器137

3.6.3 光栅传感器142

3.6.4 电荷耦合器件（CCD）147

3.7 其他传感器150

3.7.1 生物传感器150

3.7.2 化学传感器164

思考与练习171

第4章 机器人传感技术174

4.1 机器人触觉传感技术174

4.1.1 触觉传感器174

4.1.2 仿生皮肤178

4.2 机器人接近觉传感技术179

4.2.1 接近觉传感器179

4.2.2 接近觉传感器的应用183

4.3 机器人视觉传感技术184

4.3.1 视觉传感系统185

4.3.2 图像处理技术187

4.3.3 视觉传感系统的应用189

4.4 机器人嗅觉传感技术191

4.4.1 气敏传感器191

4.4.2 电子鼻192

4.5 机器人味觉传感技术193

4.5.1 味觉传感器193

4.5.2 味觉传感器的模式识别194

4.6 机器人听觉传感技术195

4.6.1 听觉传感器195

4.6.2 语音识别技术196

思考与练习196

第5章 信号调理电路198

5.1 测量电桥198

5.1.1 直流电桥198

5.1.2 交流电桥203

5.1.3 带感应耦合臂的电桥206

5.2 调制与解调206

5.2.1 调幅及其解调207

5.2.2 调频及其解调212

5.3 滤波器214

5.3.1 概述214

5.3.2 理想滤波器215

5.3.3 实际滤波器217

5.3.4 MATLAB在滤波器分析中的应用举例224

思考与练习225

第6章 信号分析与处理227

6.1 概述227

6.1.1 信号的概念和分类227

6.1.2 信号的时域分析和频域分析229

6.2 周期信号及其频谱229

6.2.1 周期信号的定义229

6.2.2 傅里叶级数的三角函数展开式230

6.2.3 周期信号的频谱231

6.2.4 复数形式的傅里叶级数232

6.3 非周期信号及其频谱236

6.3.1 傅里叶积分236

6.3.2 傅里叶变换与非周期信号的频谱238

6.3.3 傅里叶变换的性质240

6.3.4 几种特殊信号的频谱241

6.4 数字信号分析与处理245

6.4.1 信号的数字化246

6.4.2 离散傅里叶变换（DFT）247

6.4.3 数字化分析处理中的若干问题250

6.4.4 快速傅里叶变换（FFT）253

6.5 随机信号分析与处理255

6.5.1 基本概念255

6.5.2 各态历经随机过程的统计参数256

6.5.3 相关分析259

6.5.4 功率谱分析263

思考与练习266

第7章 传感器应用技术268

7.1 传感器的选择268

7.1.1 选择传感器时应考虑的因素268

7.1.2 选择传感器的一般步骤268

7.2 供电电源269

7.2.1 电池269

7.2.2 稳压电源269

7.3 抗干扰技术270

7.3.1 电磁干扰270

7.3.2 屏蔽、接地、隔离、布线与灭弧技术272

7.3.3 电源干扰抑制技术276

思考与练习277

第8章 智能传感器与传感器网络278

8.1 智能传感器278

8.1.1 智能传感器的组成278

8.1.2 智能传感器的功能279

8.1.3 智能传感器的硬件结构279

8.1.4 智能传感器的应用288

8.2 传感器网络292

8.2.1 传感器网络概述292

8.2.2 传感器网络的作用293

8.2.3 传感器网络的结构293

8.2.4 传感器网络信息交换体系295

思考与练习295

参考文献296