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第1章 绪论1

1.1 自动检测技术概述2

1.1.1 自动检测技术的重要性2

1.1.2 自动检测系统的组成2

1.1.3 自动检测技术的发展趋势3

1.2传感器概述4

1.2.1传感器的定义4

1.2.2传感器的组成4

1.2.3传感器分类5

1.3测量误差与数据处理5

1.3.1测量误差的概念和分类5

1.3.2精度6

1.3.3测量误差的表示方法6

1.3.4随机误差8

1.3.5系统误差12

1.3.6粗大误差14

1.3.7数据处理的基本方法15

1.4传感器的一般特性16

1.4.1传感器的静态特性16

1.4.2传感器的动态特性19

1.5传感器的标定和校准23

1.5.1传感器的静态标定24

1.5.2传感器的动态标定24

1.5.3压力传感器的静态标定26

1.5.4压力传感器的动态标定27

思考题与习题31

第2章 电阻式传感器原理与应用33

2.1.1金属电阻应变片的工作原理34

2.1应变式传感器34

2.1.2电阻应变片的特性36

2.1.3电阻应变片的测量电路39

2.1.4电阻应变式传感器的应用42

2.2压阻式传感器47

2.2.1半导体的压阻效应47

2.2.2体型半导体电阻应变片48

2.2.3扩散型压阻式压力传感器49

2.2.4压阻式加速度传感器50

2.2.5测量桥路及温度补偿50

思考题与习题52

第3章 变阻抗式传感器原理与应用54

3.1.1工作原理55

3.1自感式传感器55

3.1.2变气隙式自感传感器56

3.1.3变面积式自感传感器58

3.1.4螺线管式自感传感器58

3.1.5自感式传感器测量电路59

3.1.6自感式传感器应用举例64

3.2差动变压器65

3.2.1变隙式差动变压器65

3.2.2螺线管式差动变压器68

3.2.3差动变压器应用74

3.3电容传感器76

3.3.1电容传感器的工作原理77

3.3.2电容传感器的主要性能79

3.3.3电容传感器的特点和设计要点81

3.3.4电容传感器等效电路82

3.3.5电容传感器测量电路83

3.3.6电容传感器的应用86

3.3.7容栅式传感器88

3.4电涡流式传感器93

3.4.1高频反射式电涡流传感器93

3.4.2低频透射式电涡流传感器97

3.4.3电涡流式传感器的应用98

3.5压磁式传感器101

3.5.1基本原理101

3.5.2压磁传感器的形式102

3.5.3压磁传感器参数选取的基本原则105

思考题与习题106

3.5.4压磁传感器的误差106

第4章 光电式传感器原理与应用108

4.1光电效应和光电器件109

4.1.1光电管109

4.1.2光电倍增管110

4.1.3光敏电阻110

4.1.4光敏二极管和光敏晶体管113

4.1.5光电池116

4.1.6光电式传感器的应用118

4.2光电码盘119

4.2.1工作原理120

4.2.2码盘和码制120

4.2.3二进制码与循环码的转换122

4.2.4光电码盘的应用123

4.3.1电荷耦合器件的结构和工作原理124

4.3电荷耦合器件124

4.3.2 CCD图像传感器128

4.3.3图像传感器的应用130

4.4光纤传感器131

4.4.1光导纤维的结构和导光原理131

4.4.2光导纤维的主要参数134

4.4.3光纤传感器的结构原理134

4.4.4光纤传感器的分类135

4.4.5光纤传感器的特点137

4.4.6光纤传感器的应用138

4.5光栅传感器141

4.5.1光栅传感器的结构141

4.5.2莫尔条纹形成的原理142

4.5.3莫尔条纹技术的特点143

4.5.4光栅的光路144

4.5.5辨向原理144

4.5.6细分技术146

思考题与习题148

第5章 电动势式传感器原理与应用150

5.1磁电式传感器151

5.1.1磁电式传感器的工作原理151

5.1.2动圈式磁电传感器151

5.1.3磁阻式磁电传感器152

5.1.4磁电式传感器的动态特性153

5.2霍尔传感器154

5.2.1霍尔传感器的工作原理155

5.2.2霍尔元件的结构和基本电路156

5.2.3霍尔元件的主要特性参数157

5.2.4霍尔元件的误差及补偿158

5.2.5霍尔式传感器的应用160

5.3压电式传感器161

5.3.1压电式传感器的工作原理161

5.3.2压电元件的等效电路及信号变换电路164

5.3.3压电式加速度传感器168

5.3.4压电式测力传感器169

思考题与习题170

第6章 温度检测171

6.1概述172

6.1.1温度的基本概念和测量方法172

6.1.2温标172

6.2热电阻式传感器174

6.2.1金属热电阻174

6.2.2半导体热敏电阻175

6.2.3热电阻式传感器的应用179

6.3热电偶传感器183

6.3.1热电偶测温原理183

6.3.2热电偶的基本定律184

6.3.3热电偶的冷端处理和补偿186

6.3.4标准化热电偶188

6.3.5非标准化热电偶191

6.3.6热电偶结构形式191

6.3.7热电偶安装注意事项192

6.4非接触式测温193

6.4.1热辐射基本定理193

6.4.2光学高温计196

6.4.3光电高温计197

6.4.4辐射温度计200

6.4.5比色温度计201

思考题与习题203

第7章 流量检测204

7.1流量的基本概念205

7.1.1流量测量的基本概念205

7.1.2流量检测的方法和分类205

7.2差压式流量计206

7.2.1差压式流量计组成及测量原理207

7.2.2节流装置209

7.3电磁流量计212

7.3.1电磁流量计结构与原理212

7.3.2电磁流量计的选用与安装注意事项214

7.4涡轮流量计216

7.4.1结构和工作原理217

7.4.2特点和应用218

7.4.3安装注意事项219

7.5涡街流量计220

7.5.1工作原理与结构220

7.5.2安装使用注意事项223

7.6 超声流量计225

7.6.1工作原理及组成225

7.6.2选用与安装考虑要点227

7.7质量流量计229

7.7.1直接式质量流量计229

7.7.2间接式质量流量计233

思考题与习题234

第8章 成分检测235

8.1.3成分分析仪器的组成236

8.1.2成分分析仪器的分类236

8.1概述236

8.1.1成分分析仪器简介236

8.1.4成分分析仪器的主要性能指标238

8.2热导式气体分析仪器239

8.2.1基本原理239

8.2.2热导池（检测器）241

8.2.3测量电路244

8.2.4热导式气体分析仪的应用245

8.3磁性氧量分析仪246

8.3.1磁性氧量分析仪的物理基础246

8.3.2磁力机械式氧量分析仪248

8.3.3磁压式氧量分析仪249

8.4.1测量原理250

8.4红外线气体分析仪250

8.4.2红外线气体分析仪结构252

8.4.3红外线分析仪的应用255

8.5气相色谱仪255

8.5.1色谱分析方法的由来256

8.5.2气相色谱法的分离原理256

8.5.3定性分析和定量分析259

8.5.4工业气相色谱仪的基本组成262

8.5.5气相色谱仪的新发展266

习题和思考题266

第9章 自动检测的新发展及共性技术267

9.1误差修正技术268

9.1.1系统误差的数字修正方法268

9.1.2随机误差的数字滤波方法271

9.1.3动态补偿方法274

9.2.1 CAN总线概述277

9.2现场总线277

9.2.2基于SJA1000的CAN总线接口设计280

9.3虚拟仪器286

9.3.1概述286

9.3.2系统构成287

9.3.3软件结构289

9.3.4软件开发平台291

9.4网络化智能传感器293

9.4.1网络化智能传感器提出背景293

9.4.2 IEEE 1451标准294

9.4.3 IEEE 1451标准的特点299

9.5.1概念与意义300

9.5多传感器数据融合300

9.5.2基本原理301

9.5.3数据融合层次302

9.5.4数据融合过程302

9.6软测量技术305

9.6.1辅助变量的选取305

9.6.2测量数据的处理306

9.6.3软测量模型的建立307

9.6.4软仪表的在线校正309

9.6.5软测量的工业应用309

思考题与习题310

附录A 常用铂铑10-铂热电偶（S型）E(t)分度表311

参考文献316