傳感器與檢測(cè)技術(shù)（第2版）

第2版前言
上篇 傳感器原理
第1章 概述
1.1 課程簡介
1.1.1 本課程的地位和作用
1.1.2 本課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)
1.1.3 本課程的任務(wù)及要求
1.2 傳感器的定義與組成
1.3 傳感器的分類
1.4 傳感器技術(shù)的發(fā)展
1.4.1 傳感器性能的改善
1.4.2 開展基礎(chǔ)理論研究
1.4.3 傳感器的集成化
1.4.4 傳感器的智能化
1.4.5 傳感器的網(wǎng)絡(luò)化
1.4.6 傳感器的微型化
能力拓展：生活中的傳感器
習(xí)題云
第2章 傳感器的基本特性
2.1 傳感器的靜態(tài)特性
2.1.1 線性度
2.1.2 靈敏度
2.1.3 分辨率
2.1.4 遲滯
2.1.5 重復(fù)性
2.1.6 漂移
2.2 傳感器的動(dòng)態(tài)特性
2.2.1 傳感器的數(shù)學(xué)模型
2.2.2 傳遞函數(shù)
2.2.3 頻率響應(yīng)函數(shù)
2.2.4 傳感器的動(dòng)態(tài)特性分析
2.3 傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)
2.3.1 靜態(tài)標(biāo)定
2.3.2 動(dòng)態(tài)標(biāo)定
能力拓展：實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件
習(xí)題云
第3章 電阻式傳感器
3.1 工作原理
3.1.1 應(yīng)變效應(yīng)
3.1.2 應(yīng)變片種類
3.1.3 電阻應(yīng)變片溫度誤差及其補(bǔ)償
3.1.4 工程測(cè)試中的注意事項(xiàng)
3.2 測(cè)量電路
3.2.1 直流電橋
3.2.2 交流電橋
3.3 典型應(yīng)用
3.3.1 電阻式力傳感器
3.3.2 電阻式壓力傳感器
3.3.3 電阻式差壓傳感器
3.3.4 電阻式液體重量傳感器
3.3.5 電阻式加速度傳感器
能力拓展一：電子秤的設(shè)計(jì)
能力拓展二：數(shù)字血壓計(jì)的設(shè)計(jì)
習(xí)題云
第4章 電感式傳感器
4.1 變磁阻電感式傳感器
4.1.1 工作原理
4.1.2 輸出特性
4.1.3 測(cè)量電路
4.1.4 變磁阻電感式傳感器的應(yīng)用
4.2 差動(dòng)變壓器電感式傳感器
4.2.1 變隙式差動(dòng)變壓器
4.2.2 螺線管式差動(dòng)變壓器
4.2.3 差動(dòng)變壓器電感式傳感器的應(yīng)用
4.3 電渦流電感式傳感器
4.3.1 工作原理
4.3.2 等效電路
4.3.3 測(cè)量電路
4.3.4 電渦流電感式傳感器的應(yīng)用
能力拓展一：電感式傳感器在滾珠直徑自動(dòng)
分選與計(jì)數(shù)中的應(yīng)用
能力拓展二：電渦流式安全門的應(yīng)用調(diào)查與
原理分析
習(xí)題云
第5章 電容式傳感器
5.1 工作原理
5.1.1 變面積型
5.1.2 變介質(zhì)型
5.1.3 變極距型
5.2 測(cè)量電路
5.2.1 調(diào)頻電路
5.2.2 運(yùn)算放大器
5.2.3 變壓器式交流電橋
5.2.4 二極管雙T型交流電橋
5.2.5 脈沖寬度調(diào)制電路
5.3 典型應(yīng)用
5.3.1 電容式壓力傳感器
5.3.2 電容式位移傳感器
5.3.3 電容式加速度傳感器
5.3.4 電容式厚度傳感器
能力拓展：工業(yè)生產(chǎn)料位測(cè)量方案的設(shè)計(jì)
習(xí)題云
第6章 壓電式傳感器
6.1 工作原理
6.1.1 壓電效應(yīng)
6.1.2 壓電材料
6.2 測(cè)量電路
6.2.1 等效電路
6.2.2 測(cè)量電路
6.2.3 壓電元件的連接
6.3 典型應(yīng)用
6.3.1 壓電式力傳感器
6.3.2 壓電式加速度傳感器
6.3.3 壓電式交通檢測(cè)
能力拓展：壓電式傳感器在汽車中的應(yīng)用
習(xí)題云
第7章 磁敏式傳感器
7.1 磁電感應(yīng)式傳感器
7.1.1 工作原理
7.1.2 測(cè)量電路
7.1.3 磁電感應(yīng)式傳感器的應(yīng)用
7.2 霍爾式傳感器
7.2.1 工作原理
7.2.2 測(cè)量電路
7.2.3 霍爾式傳感器的應(yīng)用
能力拓展：基于霍爾元件的油氣管道無損
探傷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
習(xí)題云
第8章 熱電式傳感器
8.1 熱電偶
8.1.1 熱電偶測(cè)溫原理
8.1.2 熱電偶的結(jié)構(gòu)與種類
8.1.3 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償
8.1.4 熱電偶的實(shí)用測(cè)溫電路
8.1.5 熱電偶的選用與安裝
8.1.6 熱電偶的應(yīng)用
8.2 熱電阻
8.2.1 鉑熱電阻
8.2.2 銅熱電阻
8.2.3 熱電阻的測(cè)量電路
8.2.4 熱電阻的應(yīng)用
8.3 熱敏電阻
8.3.1 熱敏電阻的特性
8.3.2 熱敏電阻的應(yīng)用
能力拓展：火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)
習(xí)題云
第9章 光電式傳感器
9.1 概述
9.1.1 光電式傳感器的類別
9.1.2 光電式傳感器的基本形式
9.2 光電效應(yīng)與光電器件
9.2.1 外光電效應(yīng)型光電器件
9.2.2 內(nèi)光電效應(yīng)型光電器件
9.3 CCD圖像傳感器
9.3.1 CCD的工作原理
9.3.2 CCD圖像傳感器的分類
9.3.3 CCD圖像傳感器的特性參數(shù)
9.3.4 CCD圖像傳感器的應(yīng)用
9.4 光纖傳感器
9.4.1 光纖
9.4.2 光纖傳感器的組成與分類
9.4.3 光纖傳感器的應(yīng)用
9.5 光電式編碼器
9.5.1 碼盤式編碼器
9.5.2 脈沖盤式編碼器
9.5.3 光電式編碼器的應(yīng)用
9.6 計(jì)量光柵
9.6.1 光柵的結(jié)構(gòu)和工作原理
9.6.2 計(jì)量光柵的組成
9.6.3 計(jì)量光柵的應(yīng)用
能力拓展一：光電式傳感器應(yīng)用調(diào)查
能力拓展二：光電器件在工業(yè)煙塵濁度監(jiān)測(cè)
中的應(yīng)用
能力拓展三：手機(jī)生產(chǎn)線表面安裝元件定位
檢測(cè)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
習(xí)題云
第10章 輻射與波式傳感器
10.1 紅外傳感器
10.1.1 工作原理
10.1.2 紅外傳感器的應(yīng)用
10.2 微波傳感器
10.2.1 工作原理
10.2.2 微波傳感器的應(yīng)用
10.3 超聲波傳感器
10.3.1 工作原理
10.3.2 超聲波傳感器的應(yīng)用
能力拓展一：入侵探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
能力拓展二：紅外無損探傷
習(xí)題云
第11章 化學(xué)傳感器
11.1 氣敏傳感器
11.1.1 氣敏傳感器概述
11.1.2 半導(dǎo)體式氣敏傳感器的工作原理
11.1.3 氣敏傳感器的應(yīng)用
11.2 濕敏傳感器
11.2.1 濕敏傳感器概述
11.2.2 濕敏傳感器的工作原理
11.2.3 濕敏傳感器測(cè)量電路
11.2.4 濕敏傳感器的應(yīng)用
能力拓展：防止酒后開車控制器的設(shè)計(jì)
習(xí)題云
第12章 生物傳感器
12.1 概述
12.1.1 生物傳感器的概念
12.1.2 生物傳感器的特點(diǎn)
12.1.3 生物傳感器的分類
12.1.4 生物傳感器的應(yīng)用
12.2 工作原理
12.2.1 生物分子特異性識(shí)別
12.2.2 生物放大
12.2.3 信號(hào)轉(zhuǎn)換與處理
12.2.4 幾種主要生物傳感器
12.3 生物芯片
12.4 生物傳感器的發(fā)展
能力拓展：生物傳感器的應(yīng)用狀況調(diào)查
習(xí)題云
第13章 新型傳感器
13.1 智能傳感器
13.1.1 智能傳感器的特點(diǎn)
13.1.2 智能傳感器的作用
13.1.3 智能傳感器的設(shè)計(jì)
13.1.4 智能傳感器的實(shí)現(xiàn)
13.1.5 智能傳感器的應(yīng)用實(shí)例
13.2 模糊傳感器
13.2.1 模糊傳感器概述
13.2.2 模糊傳感器的結(jié)構(gòu)
13.2.3 典型模糊傳感器舉例
13.3 微傳感器
13.3.1 MEMS與微加工
13.3.2 微傳感器概述
13.3.3 壓阻式微傳感器
13.3.4 電容式微傳感器
13.3.5 電感式微傳感器
13.3.6 熱敏電阻式微傳感器
13.4 網(wǎng)絡(luò)傳感器
13.4.1 網(wǎng)絡(luò)傳感器的概念
13.4.2 網(wǎng)絡(luò)傳感器的類型
13.4.3 基于IEEE1451標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)傳感器
13.4.4 網(wǎng)絡(luò)傳感器測(cè)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
13.4.5 網(wǎng)絡(luò)傳感器的應(yīng)用前景
能力拓展：新型傳感器發(fā)展前景預(yù)測(cè)
習(xí)題云
中篇檢測(cè)技術(shù)
第14章 參數(shù)檢測(cè)
14.1 概述
14.1.1 檢測(cè)技術(shù)的地位和作用
14.1.2 參數(shù)檢測(cè)的基本概念
14.1.3 工業(yè)檢測(cè)的主要內(nèi)容
14.2 參數(shù)檢測(cè)的一般方法
14.2.1 過程參數(shù)檢測(cè)
14.2.2 機(jī)械量參數(shù)檢測(cè)
14.2.3 其他參數(shù)檢測(cè)
14.3 檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展
能力拓展：同一被測(cè)量的不同檢測(cè)方法
比較
習(xí)題云
第15章 微弱信號(hào)檢測(cè)
15.1 概述
15.2 噪聲
15.3 微弱信號(hào)檢測(cè)方法
15.3.1 相關(guān)檢測(cè)法
15.3.2 同步積累法
習(xí)題云
第16章 軟測(cè)量
16.1 概述
16.2 軟測(cè)量的方法
16.2.1 選擇輔助變量
16.2.2 處理輸入數(shù)據(jù)
16.2.3 建立軟測(cè)量模型
16.2.4 軟測(cè)量模型的校正
16.3 軟測(cè)量的意義及適用條件
習(xí)題云
第17章 多傳感器數(shù)據(jù)融合
17.1 概述
17.1.1 數(shù)據(jù)融合的起源
17.1.2 數(shù)據(jù)融合的目的
17.1.3 數(shù)據(jù)融合的定義
17.1.4 數(shù)據(jù)融合的特性
17.1.5 數(shù)據(jù)融合的優(yōu)點(diǎn)
17.2 數(shù)據(jù)融合的基本原理
17.2.1 數(shù)據(jù)融合的層次
17.2.2 數(shù)據(jù)融合的處理形態(tài)
17.2.3 數(shù)據(jù)融合模型
17.2.4 數(shù)據(jù)融合的關(guān)鍵技術(shù)
17.3 數(shù)據(jù)融合的方法
17.3.1 隨機(jī)類方法
17.3.2 人工智能類方法
17.4 數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的應(yīng)用
習(xí)題云
第18章 測(cè)量不確定度與回歸分析
18.1 測(cè)量誤差概述
18.2 測(cè)量誤差的處理
18.2.1 隨機(jī)誤差的處理
18.2.2 系統(tǒng)誤差的處理
18.2.3 粗大誤差的處理
18.2.4 間接測(cè)量誤差的傳遞
18.2.5 測(cè)量誤差的合成
18.2.6 測(cè)量誤差的分配
18.3 測(cè)量不確定度
18.3.1 概述
18.3.2 評(píng)定方法
18.4 最小二乘法與回歸分析
18.4.1 最小二乘法
18.4.2 一元線性擬合
18.4.3 多元線性擬合
18.4.4 曲線擬合
習(xí)題云
下篇 檢測(cè)系統(tǒng)
第19章 虛擬儀器
19.1 概述
19.1.1 虛擬儀器的基本概念
19.1.2 虛擬儀器的構(gòu)成與特點(diǎn)
19.1.3 虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用
19.1.4 虛擬儀器的整體設(shè)計(jì)
19.1.5 虛擬儀器的發(fā)展方向
19.2 虛擬儀器系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境
19.2.1 LabWindows/CVI
19.2.2 LabVIEW
19.3 虛擬儀器系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
19.3.1 基于LabWindows/CVI的數(shù)據(jù)采集
19.3.2 基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集
19.4 基于虛擬儀器的綜合工程實(shí)例
19.4.1 概述
19.4.2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
19.4.3 系統(tǒng)功能及運(yùn)行結(jié)果
能力拓展：虛擬儀器設(shè)計(jì)實(shí)踐
習(xí)題云
第20章 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)
20.1 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成
20.1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
20.1.2 輸入輸出通道
20.1.3 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的軟件
20.2 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
20.2.1 系統(tǒng)需求分析
20.2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
20.2.3 采樣速率的確定
20.2.4 標(biāo)度變換
20.2.5 硬件設(shè)計(jì)
20.2.6 軟件設(shè)計(jì)
20.2.7 系統(tǒng)的集成與維護(hù)
20.3 典型自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)舉例
20.3.1 自動(dòng)溫度測(cè)量系統(tǒng)
20.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
20.3.3 物聯(lián)網(wǎng)
20.4 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展
能力拓展一：液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置的設(shè)計(jì)
能力拓展二：無線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
能力拓展三：智能環(huán)境的設(shè)想
習(xí)題云
附錄
附錄A 傳感器樣例
附錄B 部分習(xí)題參考答案（精減版）
參考文獻(xiàn)