傳感器與檢測技術（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 本課程內容體系結構
1.1.3 本課程的任務及要求
1.2 傳感器的定義與組成
1.3 傳感器的分類
1.4 傳感器技術的發(fā)展
1.4.1 傳感器性能的改善
1.4.2 開展基礎理論研究
1.4.3 傳感器的集成化
1.4.4 傳感器的智能化
1.4.5 傳感器的網絡化
1.4.6 傳感器的微型化
能力拓展：生活中的傳感器
習題云
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 重復性
2.1.6 漂移
2.2 傳感器的動態(tài)特性
2.2.1 傳感器的數(shù)學模型
2.2.2 傳遞函數(shù)
2.2.3 頻率響應函數(shù)
2.2.4 傳感器的動態(tài)特性分析
2.3 傳感器的標定與校準
2.3.1 靜態(tài)標定
2.3.2 動態(tài)標定
能力拓展：實現(xiàn)不失真測量的條件
習題云
第3章 電阻式傳感器
3.1 工作原理
3.1.1 應變效應
3.1.2 應變片種類
3.1.3 電阻應變片溫度誤差及其補償
3.1.4 工程測試中的注意事項
3.2 測量電路
3.2.1 直流電橋
3.2.2 交流電橋
3.3 典型應用
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：電子秤的設計
能力拓展二：數(shù)字血壓計的設計
習題云
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 測量電路
4.1.4 變磁阻電感式傳感器的應用
4.2 差動變壓器電感式傳感器
4.2.1 變隙式差動變壓器
4.2.2 螺線管式差動變壓器
4.2.3 差動變壓器電感式傳感器的應用
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 測量電路
4.3.4 電渦流電感式傳感器的應用
能力拓展一：電感式傳感器在滾珠直徑自動
分選與計數(shù)中的應用
能力拓展二：電渦流式安全門的應用調查與
原理分析
習題云
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 變介質型
5.1.3 變極距型
5.2 測量電路
5.2.1 調頻電路
5.2.2 運算放大器
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 脈沖寬度調制電路
5.3 典型應用
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)生產料位測量方案的設計
習題云
第6章 壓電式傳感器
6.1 工作原理
6.1.1 壓電效應
6.1.2 壓電材料
6.2 測量電路
6.2.1 等效電路
6.2.2 測量電路
6.2.3 壓電元件的連接
6.3 典型應用
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
能力拓展：壓電式傳感器在汽車中的應用
習題云
第7章 磁敏式傳感器
7.1 磁電感應式傳感器
7.1.1 工作原理
7.1.2 測量電路
7.1.3 磁電感應式傳感器的應用
7.2 霍爾式傳感器
7.2.1 工作原理
7.2.2 測量電路
7.2.3 霍爾式傳感器的應用
能力拓展：基于霍爾元件的油氣管道無損
探傷系統(tǒng)的設計
習題云
第8章 熱電式傳感器
8.1 熱電偶
8.1.1 熱電偶測溫原理
8.1.2 熱電偶的結構與種類
8.1.3 熱電偶的冷端溫度補償
8.1.4 熱電偶的實用測溫電路
8.1.5 熱電偶的選用與安裝
8.1.6 熱電偶的應用
8.2 熱電阻
8.2.1 鉑熱電阻
8.2.2 銅熱電阻
8.2.3 熱電阻的測量電路
8.2.4 熱電阻的應用
8.3 熱敏電阻
8.3.1 熱敏電阻的特性
8.3.2 熱敏電阻的應用
能力拓展：火災探測報警系統(tǒng)設計
習題云
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 光電效應與光電器件
9.2.1 外光電效應型光電器件
9.2.2 內光電效應型光電器件
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 光電式編碼器的應用
9.6 計量光柵
9.6.1 光柵的結構和工作原理
9.6.2 計量光柵的組成
9.6.3 計量光柵的應用
能力拓展一：光電式傳感器應用調查
能力拓展二：光電器件在工業(yè)煙塵濁度監(jiān)測
中的應用
能力拓展三：手機生產線表面安裝元件定位
檢測與控制系統(tǒng)設計
習題云
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 超聲波傳感器的應用
能力拓展一：入侵探測報警系統(tǒng)的設計
能力拓展二：紅外無損探傷
習題云
第11章 化學傳感器
11.1 氣敏傳感器
11.1.1 氣敏傳感器概述
11.1.2 半導體式氣敏傳感器的工作原理
11.1.3 氣敏傳感器的應用
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 濕敏傳感器測量電路
11.2.4 濕敏傳感器的應用
能力拓展：防止酒后開車控制器的設計
習題云
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
12.1.3 生物傳感器的分類
12.1.4 生物傳感器的應用
12.2 工作原理
12.2.1 生物分子特異性識別
12.2.2 生物放大
12.2.3 信號轉換與處理
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：生物傳感器的應用狀況調查
習題云
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
13.1.2 智能傳感器的作用
13.1.3 智能傳感器的設計
13.1.4 智能傳感器的實現(xiàn)
13.1.5 智能傳感器的應用實例
13.2 模糊傳感器
13.2.1 模糊傳感器概述
13.2.2 模糊傳感器的結構
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 網絡傳感器
13.4.1 網絡傳感器的概念
13.4.2 網絡傳感器的類型
13.4.3 基于IEEE1451標準的網絡傳感器
13.4.4 網絡傳感器測控系統(tǒng)體系結構
13.4.5 網絡傳感器的應用前景
能力拓展：新型傳感器發(fā)展前景預測
習題云
中篇檢測技術
第14章 參數(shù)檢測
14.1 概述
14.1.1 檢測技術的地位和作用
14.1.2 參數(shù)檢測的基本概念
14.1.3 工業(yè)檢測的主要內容
14.2 參數(shù)檢測的一般方法
14.2.1 過程參數(shù)檢測
14.2.2 機械量參數(shù)檢測
14.2.3 其他參數(shù)檢測
14.3 檢測技術的發(fā)展
能力拓展：同一被測量的不同檢測方法
比較
習題云
第15章 微弱信號檢測
15.1 概述
15.2 噪聲
15.3 微弱信號檢測方法
15.3.1 相關檢測法
15.3.2 同步積累法
習題云
第16章 軟測量
16.1 概述
16.2 軟測量的方法
16.2.1 選擇輔助變量
16.2.2 處理輸入數(shù)據(jù)
16.2.3 建立軟測量模型
16.2.4 軟測量模型的校正
16.3 軟測量的意義及適用條件
習題云
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
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)融合的關鍵技術
17.3 數(shù)據(jù)融合的方法
17.3.1 隨機類方法
17.3.2 人工智能類方法
17.4 數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的應用
習題云
第18章 測量不確定度與回歸分析
18.1 測量誤差概述
18.2 測量誤差的處理
18.2.1 隨機誤差的處理
18.2.2 系統(tǒng)誤差的處理
18.2.3 粗大誤差的處理
18.2.4 間接測量誤差的傳遞
18.2.5 測量誤差的合成
18.2.6 測量誤差的分配
18.3 測量不確定度
18.3.1 概述
18.3.2 評定方法
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
習題云
下篇 檢測系統(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 虛擬儀器的構成與特點
19.1.3 虛擬儀器技術的應用
19.1.4 虛擬儀器的整體設計
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例
19.4.1 概述
19.4.2 系統(tǒng)關鍵技術
19.4.3 系統(tǒng)功能及運行結果
能力拓展：虛擬儀器設計實踐
習題云
第20章 自動檢測系統(tǒng)
20.1 自動檢測系統(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 自動檢測系統(tǒng)的軟件
20.2 自動檢測系統(tǒng)的設計方法
20.2.1 系統(tǒng)需求分析
20.2.2 系統(tǒng)總體設計
20.2.3 采樣速率的確定
20.2.4 標度變換
20.2.5 硬件設計
20.2.6 軟件設計
20.2.7 系統(tǒng)的集成與維護
20.3 典型自動檢測系統(tǒng)舉例
20.3.1 自動溫度測量系統(tǒng)
20.3.2 無線傳感器網絡
20.3.3 物聯(lián)網
20.4 自動檢測系統(tǒng)的發(fā)展
能力拓展一：液體點滴速度監(jiān)控裝置的設計
能力拓展二：無線溫度采集系統(tǒng)的設計
能力拓展三：智能環(huán)境的設想
習題云
附錄
附錄A 傳感器樣例
附錄B 部分習題參考答案（精減版）
參考文獻