传感器与测试技术

第1章绪论
1.1传感器与测试技术概述1
1.2传感器的组成及分类2
1.2.1传感器的组成2
1.2.2传感器的分类3
1.2.3传感器与测试技术在工程中的地位4
1.2.4传感器与测试技术的发展状况6
1.3本课程的学习要求与特点7
思考与练习题18
第2章传感器与测试技术的基本知识
2.1传感器与测试系统特性9
2.1.1非电量电测系统的组成9
2.1.2传感器与测试系统的静态特性10
2.1.3传感器与测试系统的动态特性13
2.2测量的基础知识14
2.2.1测量方法14
2.2.2测量数据处理及表述16
2.2.3误差的定义和分类18
思考与练习题220
第3章电阻式传感器
3.1电阻应变式传感器21
3.1.1电阻应变片的工作原理21
3.1.2金属丝的灵敏系数23
3.1.3电阻应变片的构造和种类24
3.1.4电阻应变片的主要特性27
3.1.5电阻应变片的选用与防护30
3.1.6电阻应变片的温度误差及补偿32
3.1.7测量电路34
3.1.8电阻应变式传感器的应用40
3.2压阻式传感器41
3.2.1工作原理41
3.2.2结构及主要特性43
3.2.3测量电路46
3.2.4压阻式传感器的应用47
3.3电位器式传感器48
3.3.1工作原理49
3.3.2主要特性50
3.3.3结构52
3.3.4电位器式传感器的应用53
思考与练习题353
第4章电容式传感器
4.1电容式传感器的工作原理及类型54
4.1.1工作原理54
4.1.2结构类型54
4.2电容式传感器的主要性能和特点58
4.2.1主要性能58
4.2.2主要特点60
4.3电容式传感器的转换电路61
4.3.1等效电路61
4.3.2测量电路62
4.4电容式传感器的应用67
4.4.1电容式加速度传感器68
4.4.2电容式液位传感器68
4.4.3电容式差压传感器69
4.4.4容栅式传感器70
4.4.5电容式料位传感器71
4.4.6电容式温度传感器72
思考与练习题472
第5章电感式传感器
5.1自感式电感传感器73
5.1.1自感式电感传感器的工作原理及结构73
5.1.2自感计算及线性分析75
5.1.3自感式电感传感器的测量电路78
5.1.4自感式电感传感器的应用80
5.2差动变压器式电感传感器82
5.2.1结构、工作原理及输出特性82
5.2.2测量电路83
5.2.3差动变压器式传感器的应用86
5.3涡流式电感传感器88
5.3.1涡流式电感传感器原理88
5.3.2涡流式电感传感器测量电路90
5.3.3涡流式电感传感器的应用92
思考与练习题593
第6章磁电式传感器
6.1磁电感应式传感器94
6.1.1恒定磁通式磁电感应传感器94
6.1.2磁阻式磁电感应传感器95
6.1.3磁电感应式传感器的测量电路96
6.1.4磁电感应式传感器的应用96
6.2霍尔式传感器98
6.2.1霍尔效应98
6.2.2霍尔元件99
6.2.3霍尔元件基本参数与误差补偿100
6.2.4集成霍尔元件102
6.2.5霍尔式传感器应用举例103
6.3磁栅式传感器105
6.3.1磁栅的组成及类型105
6.3.2磁栅式传感器的工作原理106
6.3.3磁栅数显装置108
6.3.4磁栅式传感器的应用109
6.4感应同步器109
6.4.1感应同步器的结构和类型109
6.4.2感应同步器的工作原理110
6.4.3感应同步器在数控机床闭环系统中的应用112
思考与练习题6114
第7章压电式传感器
7.1压电式传感器的工作原理115
7.1.1压电效应115
7.1.2压电材料115
7.1.3压电材料的主要特性参数 117
7.2压电式传感器及其等效电路118
7.2.1压电式传感器转换电路118
7.2.2压电式传感器等效电路119
7.3压电式传感器的应用120
思考与练习题7121
第8章热电式传感器
8.1热电偶122
8.1.1热电效应123
8.1.2热电偶基本定律124
8.1.3热电偶材料及常用热电偶125
8.1.4热电偶测温线路127
8.1.5热电偶参考端温度128
8.2热电阻131
8.2.1金属热电阻传感器 131
8.2.2半导体热敏电阻132
思考与练习题8133
第9章光电式传感器
9.1光电效应与光电器件134
9.1.1光电效应及分类134
9.1.2光电器件135
9.1.3光电传感器应用141
9.2光纤传感器142
9.2.1光纤142
9.2.2光纤传感器143
9.3CCD传感器145
9.3.1电荷耦合器件145
9.3.2CCD传感器的应用147
9.4光栅传感器148
9.4.1光栅的结构148
9.4.2光栅的基本工作原理149
9.4.3光栅传感器的应用152
9.5激光传感器153
9.5.1激光的形成153
9.5.2激光的特性154
9.5.3常用激光器及其特点154
9.5.4激光在测试技术中的应用154
9.6光电编码器157
9.6.1增量式光电编码器158
9.6.2绝对式光电编码器158
9.6.3光电编码器的应用161
思考与练习题9162
第10章气敏传感器与湿敏传感器
10.1气敏传感器163
10.2湿敏传感器164
10.2.1氯化锂湿敏电阻165
10.2.2半导体陶瓷湿敏电阻165
思考与练习题10167
第11章超声波传感器
11.1超声波检测的基本原理168
11.2超声波换能器169
11.2.1压电式换能器的工作原理169
11.2.2压电式换能器的种类及结构170
11.3超声波传感器的应用171
11.3.1超声波探伤171
11.3.2超声波测物位176
11.3.3超声波测厚度178
11.3.4超声波测流量178
思考与练习题11179
第12章传感器信号的处理
12.1传感器信号的预处理180
12.1.1数据采集系统的组成180
12.1.2传感器信号的预处理方法182
12.2传感器信号的放大电路183
12.2.1高精度、低漂移运算放大器183
12.2.2高输入阻抗运算放大电路及仪表放大器183
12.2.3隔离放大器和隔离放大系统184
12.2.4程控增益放大器185
12.3信号的调制与解调186
12.3.1信号调制的概念186
12.3.2电桥调幅的原理186
12.3.3电桥调幅波的解调188
12.3.4应用举例188
12.4滤波电路189
12.5传感器信号的非线性校正190
12.6A／ D转换器的选择192
12.7抗干扰技术194
12.7.1干扰的来源194
12.7.2抗电磁干扰技术195
12.8测试系统的可靠性198
12.8.1可靠性的基本概念198
12.8.2提高可靠性的措施199
12.9传感器的标定与选择201
12.9.1传感器的标定与校准201
12.9.2传感器的选择202
思考与练习题12203
附录CYS型传感器试验仪实验指导
实验一电阻应变片性能实验204
实验二差动变面积式电容传感器的应用 205
实验三差动变压器式电感传感器的应用207
实验四涡流式传感器的应用208
实验五霍尔式传感器的应用209
参考文献211