传感器与检测技术 (2010 年度畅销榜NO.20365 )

本书包括自动检测技术的基础知识、传感器原理与应用、检测仪表及自动检测的新进展与共性技术4部分内容。第一部分介绍传感器与检测技术的基本概念、测量误差与数据处理，以及传感器的静动态特性和标定方法；第二部分介绍电阻式、变阻抗式、光电式和电动势式传感器的工作原理与应用；第三部分介绍温度、流量和成分检测；第四部分介绍误差修正技术、现场总线、虚拟仪器和多传感器数据融合等。
本书可以作为自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业本科生的教材，也可供相关领域的工程技术人员参考。

第1章绪论
1.1自动检测技术概述
1.1.1自动检测技术的重要性
1.1.2自动检测系统的组成
1.1.3自动检测技术的发展趋势
1.2传感器概述
1.2.1传感器的定义
1.2.2传感器的组成
1.2.3传感器分类
1.3测量误差与数据处理
1.3.1测量误差的概念和分类
1.3.2精度
1.3.3测量误差的表示方法
1.3.4随机误差
1.3.5系统误差
1.3.6粗大误差
1.3.7数据处理的基本方法
1.4传感器的一般特性
1.4.1传感器的静态特性
1.4.2传感器的动态特性
1.5传感器的标定和校准
1.5.1传感器的静态标定
1.5.2传感器的动态标定
1.5.3压力传感器的静态标定
1.5.4压力传感器的动态标定
思考题与习题
第2章电阻式传感器原理与应用
2.1应变式传感器
2.1.1金属电阻应变片的工作原理
2.1.2电阻应变片的特性
2.1.3电阻应变片的测量电路
2.1.4电阻应变式传感器的应用
2.2压阻式传感器
2.2.1半导体的压阻效应
2.2.2体型半导体电阻应变片
2.2.3扩散型压阻式压力传感器
2.2.4压阻式加速度传感器
2.2.5测量桥路及温度补偿
思考题与习题
第3章变阻抗式传感器原理与应用
3.1自感式传感器
3.1.1工作原理
3.1.2变气隙式自感传感器
3.1.3变面积式自感传感器
3.1.4螺线管式自感传感器
3.1.5自感式传感器测量电路
3.1.6自感式传感器应用举例
3.2差动变压器
3.2.1变隙式差动变压器
.3.2.2螺线管式差动变压器
3.2.3差动变压器应用
3.3电容传感器
3.3.1电容传感器的工作原理
3.3.2电容传感器的主要性能
3.3.3电容传感器的特点和设计要点
3.3.4电容传感器等效电路
3.3.5电容传感器量电路
3.3.6电容传感器的应用
3.3.7容栅式传感器
3.4电涡流式传感器
3.4.1高频反射式电涡流传感器
3.4.2低频透射式电涡流传感器
3.4.3电涡流式传感器的应用
3.5压磁式传感器
3.5.1基本原理
3.5.2压磁传感器的形式
3.5.3压磁传感器参数选取的基本原则
3.5.4压磁传感器的误差
思考题与习题
第4章光电式传感器原理与应用
4.1光电效应和光电器件
4.1.1光电管
4.1.2光电倍增管
4.1.3光敏电阻
4.1.4光敏二极管和光敏晶体管
4.1.5光电池
4.1.6光电式传感器的应用
4.2光电码盘
4.2.1作原理
4.2.2码盘和码制
4.2.3进制码与循环码的转换
4.2.4光电码盘的应用
4.3电荷耦合器件
4.3.1电荷耦合器件的结构和工作原理
4.3.2CCD图像传感器
4.3.3图像传感器的应用
4.4光纤传感器
4.4.1光导纤维的结构和导光原理
4.4.2光导纤维的主要参数
4.4.3光纤传感器的结构原理
4.4.4光纤传感器的分类
4.4.5光纤传感器的特点
4.4.6光纤传感器的应用
4.5光栅传感器
4.5.1光栅传感器的结构
4.5.2莫尔条纹形成的原理
4.5.3莫尔条纹技术的特点
4.5.4光栅的光路
4.5.5辨向原理
4.5.6细分技术
思考题与习题
第5章电动势式传感器原理与应用
5.1磁电式传感器
5.1.1磁电式传感器的工作原理
5.1.2动圈式磁电传感器
5.1.3磁阻式磁电传感器
5.1.4磁电式传感器的动态特性
5.2霍尔传感器
5.2.1霍尔传感器的工作原理
5.2.2霍尔元件的结构和基本电路
5.2.3霍尔元件的主要特性参数
5.2.4霍尔元件的误差及补偿
5.2.5霍尔式传感器的应用
5.3压电式传感器
5.3.1压电式传感器的工作原理
5.3.2压电元件的等效电路及信号变换电路
5.3.3压电式加速度传感器
5.3.4压电式测力传感器
思考题与习题
第6章温度检测
6.1概述
6.1.1温度的基本概念和测量方法
6.1.2温标
6.2热电阻式传感器
6.2.1金属热电阻
6.2.2半导体热敏电阻
6.2.3热电阻式传感器的应用
6.3热电偶传感器
6.3.1热电偶测温原理
6.3.2热电偶的基本定律
6.3.3热电偶的冷端处理和补偿
6.3.4标准化热电偶
6.3.5非标准化热电偶
6.3.6热电偶结构形式
6.3.7热电偶安装注意事项
6.4非接触式测温
6.4.1热辐射基本定理
6.4.2光学高温计
6.4.3光电高温计
6.4.4辐射温度计
6.4.5比色温度计
思考题与习题
第7章流量检测
7.1流量的基本概念
7.1.1流量测量的基本概念
7.1.2流量检测的方法和分类
7.2差压式流量计
7.2.1差压式流量计组成及测量原理
7.2.2节流装置
7.3电磁流量计
7.3.1电磁流量计结构与原理
7.3.2电磁流量计的选用与安装注意事项
7.4涡轮流量计
7.4.1结构和工作原理
2.4.2特点和应用
7.4.3安装注意事项
7.5涡街流量计
7.5.1作原理与结构
7.5.2安装使用注意事项
7.6超声流量计
7.6.1作原理及组成
7.6.2选用与安装考虑要点
7.7质量流量计
7.7.1直接式质量流量计
7.7.2间接式质量流量计
思考题与习题
第8章成分检测
8.1概述
8.1.1成分分析仪器简介
8.1.2成分分析仪器的分类
8.L3成分分析仪器的组成
8.1.4成分分析仪器的主要性能指标
8，2热导式气体分析仪器
8.2.1基本原理
8.2，2热导池(检测器)
8，2.3测量电路
8.2.4热导式气体分析仪的应用
8，3磁性氧量分析仪
8.3.1磁性氧量分析仪的物理基础
8.3.2磁力机械式氧量分析仪
8.3.3磁压式氧量分析仪
8.4外线气体分析仪
8.4.1测量原理
8.4.2外线气体分析仪结构
8.4.3红外线分析仪的应用
8.5气相色谱仪
8.5.1色谱分析方法的由来
8.5.2气相色谱法的分离原理
8.5.3定性分析和定量分析
8.5.4业气相色谱仪的基本组成
8.5.5气相色谱仪的新发展
习题和思考题
第9章自动检测的新发展及共性技术
9.1误差修正技术
9.1.1系统误差的数字修正方法
9.1.2随机误差的数字滤波方法
9.1.3动态补偿方法
9.2现场总线
9.2.1CAN总线概述
9.2.2基于SJAl000CAN总线接口设计
9.3虚拟仪器
9.3.1概述
9.3.2系统构成
9.3.3软件结构
9.3.4软件开发平台
9.4网络化智能传感器
9.4.1网络化智能传感器提出背景
9.4.21EEEl451标准
9.4.31EEEl451标准的特点
9.5多传感器数据融合
9.5.1概念与意义
9.5.2基本原理
9.5.3数据融合层次
9.5.4数据融合过程
9.6软狈0量技术
9.6.土辅助变量的选取
9.6.2测量数据的处理
9.6.3软测量模型的建立
9.6.4软仪表的在线校正
9.6.5软测量的工业应用
思考题与习题
附录A常用铂铑，10-铂热电偶(S型)E(t)分度表
参考文献

现代科学技术迅速发展，人们在研究自然现象和规律及生产活动时，必然从外界获得信息，要及时正确地获取这些信息，就必须合理地选择和善于应用各种传感器和检测仪表。本书是作者在多年从事传感器及仪器仪表教学和科学研究的基础上编写的。本书在讲清基本概 念、基本理论的基础上，强调工程的概念，从工程的角度出发编写教材，而不是仅仅作为知识点介绍。同时我们注重近年来本领域中理论和技术的发展，根据目前我国本科教学的需要，有选择地将部分新方法和新技术编入本教材中。 全书内容分为4个部分。第一部分介绍自动检测技术的基本知识，包括测量误差和数据处理的基本知识、传感器的一般特性及标定和校准知识。第二部分系统地介绍各种传感器的原理、结构和应用，目的在于培养学生使用各类传感器的能力。第三部分介绍传感器在工程检测中的应用。将传感器和工程检测方面的知识有机地结合起来，以温度检测、流量检测和成分检测为例，使学生能够进一步应用传感器方面的知识解决工程检测中的具体问题。第四部分介绍自动检测的新发展和其中的共性技术。 全书共分9章，各章相对独立，在使用本教材时，可根据不同专业的需要和特点，对内容进行取舍。实验是本课程不可缺少的重要组成部分，使用本教材时，可根据各校具体的实验仪器情况，结合教材内容开设实验，以深化对理论知识妁理解，提高学生分析问题和解决问题的能力，从而取得良好的教学效果。 本书由合肥工业大学徐科军担任主编，安徽大学马修水、太原理工大学李晓林、内蒙古科技大学李文涛和天津理工大学李莲担任副主编。马修水编写1.1～1.3节、3.1～3.3节和第8章；李文涛编写1.4～1.5节、第2章和6.2节；李莲编写3.4—3.5节和第4章；李晓林编写第5章、6.3节和7.1～7.7节；徐科军编写6.1、6.4、7.4节和第9章。全书最后由徐科军统稿。本书配套的电子课件由合肥工业大学王永红副教授制作。 天津大学检测技术与自动化装置国家重点学科带头人、博士生导师王化祥教授仔细审阅了书稿，并提出了许多宝贵的指导意见。合肥工业大学陈荣保副教授、王文博讲师及安徽大学孙伟副教授对本书提出了许多好的建议。在编写过程中，我们参阅了许多专家的教材、著作和论文，还得到国内外有关企业和同行的支持。在此一并表示衷心的感谢。 由于作者水平有限，书中误漏难免，敬请广大读者批评指正。 编著者 2004年9月