传感器与检测技术_卜乐平_9787302576372_浙江大涵文化创意股份有限公司

本书系统地阐述了传感器与检测技术的概念、原理和方法。全书分为三篇,共14章,篇为基础知识和误差理论,介绍传感器与检测技术的基本概念、误差分析基础、传感器与检测系统的基本特性;第二篇为传感器及信号调理电路,介绍各种典型传感器的原理、结构、特性指标、使用特点及测量电路;第三篇为检测技术,介绍电学与磁学测量、流量的测量、火灾探测与测量,以及现代检测系统。其中,第二篇的内容是根据不同的测量原理进行分类的;第三篇的内容是根据不同的被测物理量进行分类的。各篇内容相对独立,紧密衔接,循序渐进,将传感器和检测技术有机结合起来,便于教师组织教学和学生系统学习。本书可作为高等学校自动化、电子信息工程、测控技术及仪器等专业的教材,也可供其他专业学生及相关技术人员参考。

传感器与检测技术作为信息获取与信息转换的重要手段，是实现装备自动化、信息化、智能化的技术基础之一。没有传感器
与检测技术，就没有自动化、信息化的观点已为全世界所公认。本书在对我国多种型号船舶装备技术进行充分调研的基础上，对传感器及检测技术、检测方法进行了归纳总结，
内容涉及装备常用的温度、压力、电、磁、火灾信号等的检测，循序渐进地介绍了相关知识点，便于教师教学和学生自学。

本书涉及内容广泛，全书分为三篇，共14章。篇是基础知识和误差理论，共3章：第1章（绪论）介绍传感器及检测技术的基本概念和发展趋势；第2章（检测技术基础知识）主要介绍误差的概念和测量不确定度的评定与表示方法；第3章介绍传感器与检测系统的静态、动态特性。篇内容在教学中可略讲或不讲，作为学生自学的参考资料。第二篇是传感器及信号调理电路，共7章，包括按不同原理进行分类的多种传感器及测量电路。第三篇是检测技术，共4章，按照被测量进行分类介绍，内容具有一定的综合性。全书内容尽可能涵盖船舶所用的传感器和仪表相关技术。为了进一步加深读者对内容的理解，每章后都附有
参考习题。

本书以工程教育为理念，以培养创新型人才为目标，注重学生动手能力、设计研发能力和解决实际问题能力的培养，对相关的内容给出了工程应用实例或应用背景。部分案例来源于实际装备研制和产品开发研究成果。部分内容
（如热电阻温度传感器、火灾探测方法相关内容）融入了新技术和新方法。本书主要作为全国高等学校自动化专业、测控技术与仪器专业本科教材，以及机械电气类其他有关专业的教学参考书，也可供广大检测科技工作者自学或参考。

本书由海军工程大学卜乐平主编，杨宣访、王黎明、赵文春、王腾参与编写。卜乐平编写第1、2、3、10、12章；杨宣访编写第14章，王黎明编写第4~9章，赵文春编写第11章；王腾编写第13章。卜乐平
负责全书的策划、内容安排、文稿修改和审定工作。
本书在编写过程中参考了许多有关的教材、标准、期刊文献、技术手册，在此对本书引用文献的有关作者一并表示感谢。
由于编者水平与能力有限，本书难免有不足或不当之处，恳请广大读者批评指正。

编者2021年6月于武汉

篇基础知识和误差理论
第1章绪论
1.1传感器与检测技术的定义与作用
1.1.1传感器的定义
1.1.2检测的定义
1.1.3传感器与检测技术的地位与作用
1.2检测系统的组成
1.3传感器与检测系统的分类
1.3.1传感器的分类
1.3.2检测系统的分类
1.4传感器与检测技术的发展趋势
1.4.1传感器的发展趋势
1.4.2检测技术的发展趋势
习题1
第2章检测技术基础知识
2.1检测系统误差分析基础
2.1.1误差的基本概念
2.1.2误差的表示方法
2.1.3检测仪器准确度等级与工作误差
2.1.4测量误差的分类
2.2系统误差的处理
2.2.1系统误差的特点及常见变化规律
2.2.2系统误差的判别和确定
2.2.3减小系统误差的方法
2.3随机误差的处理
2.3.1随机误差的分布规律
2.3.2测量数据的随机误差估计
2.4粗大误差处理
习题2
第3章传感器与检测系统基本特性
3.1概述
3.2传感器与检测系统的静态特性
3.3传感器与检测系统静态特性主要参数
3.4传感器与检测系统动态特性
3.4.1传感器与检测系统动态数学模型
3.4.2零阶系统的数学模型
3.4.3一阶(惯性)系统的数学模型及动态特性参数
3.4.4二阶(振荡)系统的数学模型及动态特性参数
3.5传感器与检测仪器的校准
3.5.1传感器或检测仪器的静态校准
3.5.2传感器或检测仪器的动态校准
习题3

第二篇传感器及信号调理电路
第4章应变式电阻传感器
4.1电阻应变片工作原理
4.2结构与类型
4.3金属电阻应变片主要特性
4.4温度效应及其补偿
4.5应变式电阻传感器测量电路
4.5.1直流电桥
4.5.2交流电桥
4.5.3应变式电阻传感器的应用
习题4
第5章电感式传感器
5.1自感式传感器
5.1.1工作原理
5.1.2灵敏度及非线性
5.1.3等效电路
5.1.4信号调理电路
5.1.5零点残余电压
5.2互感式传感器
5.2.1结构和工作原理
5.2.2等效电路及其特性
5.2.3差动变压器的信号调理电路
5.2.4零点残余电压的补偿
5.3电涡流式传感器
5.3.1结构和工作原理
5.3.2信号调理电路
5.3.3电涡流式传感器的特点及应用
习题5
第6章电容式传感器
6.1工作原理和类型
6.1.1工作原理
6.1.2类型
6.2灵敏度和非线性
6.3电容式传感器等效电路
6.4电容式传感器测量电路
6.4.1调制型电路
6.4.2脉冲型电路
6.4.3电容式传感器应用
习题6
第7章压电式传感器
7.1压电效应和材料
7.1.1压电效应
7.1.2压电材料
7.1.3压电方程和压电常数
7.2等效电路
7.3测量电路
7.4影响压电式传感器性能的主要因素
习题7
第8章光电式传感器
8.1光电效应
8.2光电器件及其特性
8.3光电式传感器及其应用
8.3.1模拟式光电传感器
8.3.2脉冲式光电传感器
8.4电荷耦合器件
8.4.1电荷耦合器件的工作原理
8.4.2电荷耦合器件应用举例
8.5光纤传感器
8.5.1光导纤维
8.5.2光纤传感器的分类
8.5.3光纤传感器应用
习题8
第9章磁电式传感器
9.1磁电感应式传感器
9.1.1工作原理和结构类型
9.1.2磁电感应式传感器的基本特性
9.1.3磁电感应式传感器的测量电路
9.1.4磁电感应式传感器应用
9.2霍尔式传感器
9.2.1霍尔效应与霍尔元件
9.2.2霍尔元件构造及测量电路
9.2.3霍尔元件的主要技术指标
9.2.4霍尔元件的补偿电路
9.2.5霍尔式传感器应用
习题9
第10章热电式传感器
10.1热电阻
10.1.1热电阻材料及工作原理
10.1.2热电阻测量电路
10.2热电偶
10.2.1热电效应
10.2.2热电偶基本定律
10.2.3热电偶材料及常用热电偶
10.2.4热电偶测温线路
10.2.5热电偶冷端补偿及测量电路
10.3热敏电阻
10.3.1热敏电阻的主要特性
10.3.2热敏电阻特性的线性化
10.3.3热敏电阻应用
10.4集成温度传感器
习题10
第三篇检测技术
第11章电学与磁学测量
11.1电学测量
11.1.1电学测量简介
11.1.2电压测量与电流测量
11.1.3功率测量
11.2频率的测量
11.2.1直接测频法
11.2.2测周法
11.2.3多周期同步测频法
11.2.4频率测量专用芯片
11.2.5微波频率的测量
11.3相位差的测量
11.3.1脉冲计数法
11.3.2基于FFT的相位测量
11.3.3相关法
11.3.4相位测量集成芯片
11.4磁学测量
11.4.1磁学测量简介
11.4.2磁感应法
11.4.3霍尔效应法
11.4.4磁阻效应法
11.4.5磁通门法
11.4.6其他磁测量技术简介
11.5材料磁特性测量技术
习题11
第12章流量的测量
12.1流量测量的基本概念
12.1.1流量和流量计
12.1.2流量物理参数与管流基础知识
12.1.3流量检测仪表的分类
12.2流量测量仪表
12.2.1差压式流量计
12.2.2容积式流量计
12.2.3叶轮式流量计
12.2.4电磁流量计
12.2.5流体振动式流量计
12.2.6超声波流量计
12.2.7质量流量计
习题12
第13章火灾探测与测量
13.1火灾信号分类
13.2火灾探测传感器
13.2.1感烟探测器
13.2.2感温探测器
13.3视频火灾探测
13.3.1视频火灾探测原理
13.3.2火灾图像综合识别算法
习题13
第14章现代检测系统
14.1概述
14.2智能仪器
14.2.1智能仪器系统的构成
14.2.2传感器输出信号的预处理
14.2.3数据采集系统
14.3智能仪器数据处理
14.3.1数字滤波算法
14.3.2测量数据标度变换
14.3.3非线性校正
14.3.4仪表自校准
14.4虚拟仪器
14.4.1基本概念
14.4.2虚拟仪器的组成
14.4.3虚拟仪器应用举例
14.5网络化检测仪器
14.5.1网络化测试技术
14.5.2网络化测试系统的组成
习题14
附录1Pt100铂热电阻分度表(ZB Y30185)
附录2Pt1000铂热电阻分度表(ZB Y30185)
附录3镍铬镍硅热电偶分度表(K型)
参考文献

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