傳感器與檢測技術

目　錄
第1章　基礎知識　1
1.1　概述　1
1.1.1　傳感器的定義和組成　2
1.1.2　傳感器的地位和作用　2
1.1.3　傳感器的分類　3
1.1.4　傳感器的發(fā)展方向　5
1.2　傳感器的基本特性　6
1.2.1　傳感器的靜態(tài)特性　6
1.2.2　傳感器的動態(tài)特性　10
1.2.3　傳感器的標定　16
1.3　傳感器的基本測量電路　17
1.3.1　直流電橋　18
1.3.2　交流電橋　21
1.3.3　儀表放大器　24
1.3.4　變送器　26
小結　28
思考題和習題　28
第2章　電阻式傳感器　30
2.1　熱電阻式傳感器　30
2.1.1　鉑熱電阻　30
2.1.2　銅熱電阻　31
2.1.3　幾種常用的連接方式　31
2.1.4　應用實例　32
2.2　熱敏電阻傳感器　33
2.2.1　熱敏電阻的分類　33
2.2.2　特性　33
2.2.3　熱敏電阻的應用　34
2.3　應變式傳感器　35
2.3.1　工作原理　35
2.3.2　電阻應變片的結構　36
2.3.3　應變片的誤差及補償　38
2.3.4　典型應用　40
小結　41
思考題和習題　41
第3章　電感式和電容式傳感器　42
3.1　電感式傳感器　42
3.1.1　變磁阻式傳感器　42
3.1.2　差動變壓器式傳感器　49
3.2　電容式傳感器　52
3.2.1　工作原理　52
3.2.2　測量電路　56
3.2.3　應用實例　58
小結　59
思考題和習題　59
第4章　熱電偶傳感器　61
4.1　基本原理　61
4.1.1　熱電勢　61
4.1.2　熱電偶基本定律　64
4.2　冷端補償原理　66
4.2.1　熱電偶補償導線　66
4.2.2　冷端0℃恒溫法　67
4.2.3　冷端溫度修正法　67
4.2.4　冷端溫度自動補償法　68
4.3　幾種測量溫度的連接方法　69
4.3.1　測量某點溫度的基本電路　69
4.3.2　測量兩點之間的溫度差　69
4.3.3　測量平均溫度的線路　69
4.3.4　測量幾點溫度之和的線路　70
4.4　熱電偶在鹽浴爐溫控中的應用　70
小結　71
思考題和習題　71
第5章　壓電式傳感器和霍爾式傳感器　73
5.1　壓電式傳感器　73
5.1.1　壓電效應　73
5.1.2　結構和等效電路　74
5.1.3　測量電路　75
5.1.4　應用實例　76
5.2　霍爾式傳感器　76
5.2.1　基本原理　76
5.2.2　測量電路　77
5.2.3　應用實例　78
小結　79
思考題和習題　79
第6章　流量式傳感器　80
6.1　流量的基礎知識　80
6.1.1　流量及其表示方法　80
6.1.2　流量的測量方法　82
6.2　差壓式流量傳感器　83
6.2.1　節(jié)流式流量計　83
6.2.2　皮托管式流量計　88
6.2.3　均速管式流量計　89
6.2.4　轉子流量計　90
6.2.5　靶式流量計　91
6.3　容積式流量計　92
6.3.1　橢圓齒輪流量計　92
6.3.2　腰輪流量計　93
6.3.3　刮板式流量計　94
6.4　速度式流量計　94
6.4.1　渦街流量計　94
6.4.2　超聲波流量計　96
6.5　質量流量傳感器　99
6.5.1　直接式質量流量計——科里奧利質量流量計　99
6.5.2　熱式質量流量計　101
6.5.3　間接式質量流量計　103
小結　105
思考題和習題　105
第7章　超聲波傳感器和紅外傳感器　107
7.1　超聲波傳感器　107
7.1.1　工作原理　107
7.1.2　驅動和接口電路　110
7.1.3　典型應用　112
7.2　紅外傳感器　116
7.2.1　紅外傳感器的分類　116
7.2.2　紅外光譜　117
7.2.3　紅外傳感器　117
7.2.4　紅外光傳感器應用實例　120
小結　121
思考題和習題　121
第8章　光電式傳感器　122
8.1　光電式傳感器的類別和光電效應　122
8.1.1　分類　122
8.1.2　光電效應　123
8.2　CCD傳感器　125
8.2.1　基本原理　125
8.2.2　分類　127
8.2.3　應用實例　127
8.3　光纖傳感器　129
8.3.1　基本原理　129
8.3.2　光纖傳感器的分類　130
8.3.3　光纖傳感器的應用　131
8.4　光電編碼器　133
8.4.1　基本原理　133
8.4.2　光電式編碼器的應用　137
8.5　計量光柵　138
8.5.1　光柵的結構及工作原理　138
8.5.2　計量光柵的應用　143
小結　144
思考題和習題　144
第9章　化學傳感器和集成式溫度傳感器　145
9.1　化學傳感器　145
9.1.1　氣敏傳感器　145
9.1.2　濕敏傳感器　151
9.2　集成式溫度傳感器　158
9.2.1　AD590集成式溫度傳感器　158
9.2.2　DS18B20 集成式溫度傳感器　160
小結　167
思考題和習題　167
第10章　檢測技術基礎知識　168
10.1　檢測技術概述　168
10.1.1　檢測技術的定義和作用　168
10.1.2　檢測技術的發(fā)展　170
10.2　檢測系統(tǒng)誤差分析　172
10.2.1　系統(tǒng)誤差處理　172
10.2.2　隨機誤差處理　174
10.2.3　粗大誤差處理　177
10.2.4　測量不確定度分析　178
10.3　最小二乘法與回歸算法　182
10.3.1　最小二乘法　182
10.3.2　一元線性擬合　183
10.3.3　多元線性擬合　184
10.3.4　曲線擬合　185
小結　186
思考題和習題　186
第11章　溫度和振動參數(shù)檢測技術　188
11.1　溫度參數(shù)檢測技術　188
11.1.1　溫標及測溫方法　188
11.1.2　膨脹式溫度計　190
11.2　振動量檢測技術　191
11.2.1　概述　192
11.2.2　振動測量系統(tǒng)　193
11.2.3　振動參數(shù)的測量　195
11.2.4　振動測量的應用　197
小結　200
思考題和習題　200
第12章　物位檢測技術　201
12.1　物位檢測的分類　201
12.2　液位檢測方法　202
12.2.1　直接測量法　203
12.2.2　靜壓式液位檢測　203
12.2.3　浮力法液位檢測　205
12.2.4　電學法液位檢測　207
12.2.5　超聲波液位檢測　209
12.2.6　激光液位檢測　210
12.2.7　光纖液位檢測　210
12.3　料位檢測方法　211
12.3.1　重錘探測法　211
12.3.2　稱重法　211
12.3.3　電氣法　211
12.3.4　聲學法　212
12.3.5　光學法　212
12.3.6　物位開關　213
12.4　相界面的檢測　214
小結　214
思考題和習題　214
第13章　運動量檢測技術　215
13.1　位移檢測　215
13.1.1　位移檢測方法　215
13.1.2　常用的位移傳感器　216
13.1.3　相位差法　218
13.2　速度檢測　220
13.2.1　速度檢測方法　220
13.2.2　常用的速度測量傳感器　221
13.2.3　光纖陀螺　223
13.3　加速度檢測　225
13.3.1　加速度檢測方法　225
13.3.2　微機電加速度計　226
13.3.3　應用例子　230
13.4　慣性測量　231
13.4.1　慣性測量原理　231
13.4.2　典型應用　233
小結　234
思考題和習題　234
第14章　力學量檢測技術　236
14.1　壓力的測量　236
14.1.1　壓力的基本概念　236
14.1.2　常用壓力檢測儀表　237
14.2　力的測量　244
14.2.1　力的基本概念　244
14.2.2　力的測量方法　244
14.2.3　測力的傳感器　246
14.3　轉矩的測量　248
14.3.1　轉矩的基本概念　248
14.3.2　轉矩的測量方法　248
14.4　稱重系統(tǒng)　250
14.4.1　電子皮帶秤　250
14.4.2　地磅　253
小結　254
思考題和習題　254
附錄1　Pt100鉑熱電阻分度表　255
附錄2　Pt10鉑熱電阻分度表　256
附錄3　Cu50銅熱電阻分度表　257
附錄4　Cu100銅熱電阻分度表　258
附錄5　鉑銠30—鉑銠6熱電偶分度表(B型)　259
附錄6　鉑銠10—鉑熱電偶分度表(S型)　261
附錄7　鉑銠13—鉑熱電偶分度表(R型)　265
參考文獻　266