第1章 傳感器與檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識 1 1.1 傳感器的基礎(chǔ)知識 1 1.1.1 傳感器的組成與分類 1 1.1.2 傳感器的基本特性 1 1.2 檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識 5 1.2.1 檢測系統(tǒng)的組成與功能 5 1.2.2 測量的方法 5 1.2.3 測量誤差的分類 6 1.2.4 測量誤差的表示方法 7 1.2.5 測量誤差的處理 8 1.3 檢測系統(tǒng)中的彈性敏感元件 10 1.3.1 彈性敏感元件的基本特性 10 1.3.2 彈性敏感元件的形式及應(yīng)用 范圍 10 1.4 傳感器的標定與選擇 14 1.4.1 傳感器的標定與標準 14 1.4.2 傳感器的選擇 14 本章小結(jié) 15 思考題與習(xí)題 16 第2章 電阻式傳感器 17 2.1 應(yīng)變式傳感器 17 2.1.1 應(yīng)變式傳感器的工作原理 17 2.1.2 應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)類型及特性 18 2.1.3 應(yīng)變式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路 19 2.1.4 應(yīng)變式傳感器的使用注意事項 20 2.1.5 應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用 21 2.1.6 應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用實例 22 2.1.7 電阻應(yīng)變式工業(yè)傳感器 24 2.1.8 電阻應(yīng)變片——單臂電橋性能 實驗 24 2.2 壓阻式傳感器 27 2.2.1 壓阻式傳感器的工作原理 27 2.2.2 壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)與特性 27 2.2.3 壓阻式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路 28 2.2.4 壓阻式傳感器的溫度補償 29 2.2.5 壓阻式傳感器的應(yīng)用 30 2.2.6 壓阻式傳感器的應(yīng)用實例 31 2.2.7 壓阻式工業(yè)傳感器 32 2.2.8 壓阻式壓力傳感器的特性測試 實驗 33 本章小結(jié) 35 思考題與習(xí)題 35 第3章 變阻抗式傳感器 37 3.1 差動變壓器 37 3.1.1 差動變壓器的工作原理 37 3.1.2 差動變壓器的基本特性 38 3.1.3 差動變壓器的測量轉(zhuǎn)換電路 39 3.1.4 差動變壓器的應(yīng)用 40 3.1.5 差動變壓器的應(yīng)用實例 41 3.1.6 差動變壓器式工業(yè)傳感器 42 3.1.7 差動變壓器的性能實驗 43 3.2 電渦流式傳感器 47 3.2.1 電渦流式傳感器的工作原理 47 3.2.2 電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)類型 及特性 48 3.2.3 電渦流式傳感器的測量轉(zhuǎn)換 電路 51 3.2.4 電渦流式傳感器的應(yīng)用 51 3.2.5 電渦流式傳感器的應(yīng)用實例 53 3.2.6 電渦流工業(yè)傳感器 53 3.2.7 電渦流式傳感器材料分揀的 應(yīng)用實驗 54 3.3 電容式傳感器 56 3.3.1 電容式傳感器的工作原理 56 3.3.2 電容式傳感器的結(jié)構(gòu)類型及 特性 56 3.3.3 電容式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路 58 3.3.4 電容式傳感器的應(yīng)用 61 3.3.5 電容式傳感器的應(yīng)用實例 62 3.3.6 電容式工業(yè)傳感器 63 3.3.7 電容式傳感器的位移特性實驗 63 本章小結(jié) 66 思考題與習(xí)題 66 第4章 光電式傳感器 68 4.1 光電效應(yīng)與光電元件 68 4.1.1 光電效應(yīng) 68 4.1.2 光電元件 68 4.2 光電式傳感器 73 4.2.1 光電式傳感器的類型 74 4.2.2 光電式傳感器的應(yīng)用 75 4.2.3 光電式傳感器的應(yīng)用實例 77 4.2.4 光電式工業(yè)傳感器 78 4.2.5 光電式轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗 79 4.3 光纖傳感器 80 4.3.1 光纖及其傳光原理 81 4.3.2 光纖傳感器的組成及分類 82 4.3.3 光纖式傳感器應(yīng)用技術(shù) 83 4.3.4 光纖位移傳感器——位移測量 87 4.4 紅外傳感器 88 4.4.1 紅外輻射源 88 4.4.2 紅外探測器 89 4.4.3 紅外傳感器的應(yīng)用 91 4.4.4 紅外傳感器的應(yīng)用實例 93 本章小結(jié) 94 思考題與習(xí)題 95 第5章 熱電式傳感器 96 5.1 熱電阻式傳感器 96 5.1.1 常用熱電阻 96 5.1.2 熱電阻傳感器的測量電路和 應(yīng)用 98 5.1.3 熱電阻傳感器的應(yīng)用實例 98 5.1.4 熱敏電阻 99 5.1.5 熱敏電阻傳感器的應(yīng)用 100 5.1.6 熱敏電阻傳感器的應(yīng)用實例 101 5.1.7 Pt 100 鉑電阻工業(yè)傳感器 101 5.1.8 Pt 100 鉑電阻測溫特性實驗 102 5.2 熱電偶傳感器 104 5.2.1 熱電偶傳感器的工作原理 104 5.2.2 熱電偶的結(jié)構(gòu)形式與材料 106 5.2.3 熱電偶的冷端補償 108 5.2.4 熱電偶測溫電路 110 5.2.5 熱電偶傳感器的應(yīng)用實例 110 5.2.6 熱電偶工業(yè)傳感器 111 5.2.7 K型熱電偶測溫性能實驗 112 本章小結(jié) 114 思考題與習(xí)題 114 第6章 電動勢式傳感器 115 6.1 壓電式傳感器 115 6.1.1 壓電式傳感器的工作原理 115 6.1.2 壓電式傳感器及其等效電路 118 6.1.3 壓電式傳感器的測量電路 120 6.1.4 壓電式傳感器的應(yīng)用 122 6.1.5 壓電式工業(yè)傳感器 125 6.1.6 壓電式傳感器振動測量實驗 125 6.2 霍爾式傳感器 128 6.2.1 霍爾元件的基本工作原理 128 6.2.2 霍爾元件的測量電路和誤差 分析 130 6.2.3 霍爾元件的使用 132 6.2.4 霍爾元件的應(yīng)用 135 6.2.5 霍爾式工業(yè)傳感器 137 6.2.6 直流激勵線性霍爾傳感器的位移 特性實驗 137 本章小結(jié) 140 思考題與習(xí)題 140 第7章 數(shù)字式傳感器 142 7.1 光柵傳感器 142 7.1.1 光柵傳感器的類型與特性 142 7.1.2 光柵的結(jié)構(gòu)與測量原理 142 7.1.3 光柵傳感器應(yīng)用技術(shù) 144 7.1.4 光柵傳感器的選擇 147 7.1.5 光柵傳感器的應(yīng)用實例 147 7.1.6 光柵工業(yè)傳感器——光柵測微 傳感器 148 7.1.7 光柵傳感器——莫爾條紋原理 實驗 149 7.2 磁柵傳感器 150 7.2.1 磁柵傳感器及其特性 150 7.2.2 磁柵的結(jié)構(gòu)與工作原理 150 7.2.3 磁柵傳感器應(yīng)用技術(shù) 153 7.2.4 磁柵傳感器的應(yīng)用實例 154 7.3 光電編碼器 154 7.3.1 光電編碼器的分類及其特性 154 7.3.2 光電編碼器的工作原理 155 7.3.3 光電編碼器的應(yīng)用技術(shù) 157 7.3.4 光電編碼器的選擇 159 7.3.5 光電編碼器的應(yīng)用實例 159 7.3.6 光電式工業(yè)編碼器 161 7.4 感應(yīng)同步器 161 7.4.1 感應(yīng)同步器及其特性 161 7.4.2 感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)與工作原理 162 7.4.3 感應(yīng)同步器的應(yīng)用技術(shù) 166 7.4.4 感應(yīng)同步器的應(yīng)用實例 169 本章小結(jié) 170 思考題與習(xí)題 170 第8章 環(huán)境檢測與生物檢測傳感器 171 8.1 氣敏傳感器 171 8.1.1 氣敏傳感器的類型與特性 171 8.1.2 氣敏傳感器的工作原理 172 8.1.3 氣敏傳感器的應(yīng)用技術(shù) 174 8.1.4 氣敏傳感器的選擇 176 8.1.5 氣敏傳感器的應(yīng)用實例 177 8.1.6 氣敏工業(yè)傳感器 178 8.1.7 氣敏傳感器的實驗 178 8.2 濕度傳感器 179 8.2.1 濕度的定義及濕度傳感器的 特性 179 8.2.2 濕度傳感器的工作原理 180 8.2.3 濕度傳感器的應(yīng)用技術(shù) 182 8.2.4 濕度傳感器的選擇 183 8.2.5 濕度傳感器的應(yīng)用實例 183 8.2.6 濕度工業(yè)傳感器 185 8.2.7 濕度傳感器的實驗 186 8.3 生物傳感器 186 8.3.1 生物傳感器的分類 187 8.3.2 常用的生物傳感器 187 8.3.3 生物傳感器的應(yīng)用 189 本章小結(jié) 191 思考題與習(xí)題 192 第9章 檢測系統(tǒng)的信號處理技術(shù) 193 9.1 信號處理技術(shù) 193 9.1.1 傳感器信號的預(yù)處理 193 9.1.2 信號放大技術(shù) 195 9.2 干擾抑制技術(shù) 198 9.2.1 干擾的來源 198 9.2.2 信噪比和電磁兼容性 199 9.2.3 電磁干擾的途徑 200 9.2.4 抑制電磁干擾的基本措施 201 9.2.5 抗電磁干擾技術(shù) （電磁兼容控制技術(shù)） 202 9.3 信號的調(diào)制與解調(diào) 206 9.3.1 信號調(diào)制的概念 206 9.3.2 電橋調(diào)幅的原理 207 9.3.3 電橋調(diào)幅波的解調(diào) 208 9.3.4 應(yīng)用舉例 209 9.4 傳感器的非線性補償 209 9.4.1 非線性補償環(huán)節(jié)特性的獲取 方法 210 9.4.2 非線性補償環(huán)節(jié)的實現(xiàn)方法 210 本章小結(jié) 213 思考題與習(xí)題 214 第10章 傳感器的綜合應(yīng)用 215 10.1 傳感器在家用電器中的應(yīng)用 215 10.1.1 洗衣機中所用的傳感器 215 10.1.2 控制燃燒過程的傳感器 220 10.1.3 小型家電中的傳感器 221 10.2 傳感器在汽車工業(yè)中的應(yīng)用 221 10.2.1 曲軸轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速傳感器 222 10.2.2 車速傳感器 223 10.2.3 液位傳感器 224 10.2.4 空氣流量傳感器 225 10.2.5 溫度傳感器 226 10.2.6 汽車用壓力傳感器 227 10.2.7 爆燃傳感器 228 10.3 傳感器在機器人中的應(yīng)用 229 10.3.1 機器人傳感器的分類 229 10.3.2 常用的機器人傳感器 230 10.3.3 機器人傳感器的應(yīng)用 236 本章小結(jié) 237 思考題與習(xí)題 238 第11章 工業(yè)傳感器的綜合實訓(xùn) 239 11.1 小車模型運動控制實訓(xùn) 239 11.2 溫濕度監(jiān)控報警系統(tǒng) 251 11.3 水塔水位模型控制系統(tǒng) 259 本章小結(jié) 266 第12章 單元實訓(xùn)指導(dǎo) 267 12.1 液體點滴速度監(jiān)控裝置 267 12.2 自動抽水系統(tǒng) 270 12.3 電風(fēng)扇溫控開關(guān)電路 272 12.4 簡易數(shù)字式血壓計 273 本章小結(jié) 274 思考題與習(xí)題 274 附錄 275 附錄1 幾種常用傳感器性能比較 275 附錄2 工業(yè)熱電阻分度表 276 附錄3 鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）K型熱電偶 分度表 278 附錄4 鉑銠10-鉑熱電偶分度表 280 參考文獻 286