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绪论1

第1章 检测技术的基础知识5

1.1检测技术的基本概念5

1.1.1检测技术5

1.1.2自动检测系统5

1.1.3传感器6

1.2测量方法8

1.2.1直接测量、间接测量与联立测量8

1.2.2比较式测量8

1.3传感器的基本特性9

1.3.1传感器静态特性10

1.3.2传感器动态特性15

思考题和习题22

第2章 测量误差及其不确定度23

2.1误差概念与表达方式23

2.2误差的分类与来源24

2.2.1误差的分类24

2.2.2误差的来源25

2.2.3测量结果的精度25

2.3测量数据的统计特征25

2.3.1常见统计分布25

2.3.2随机误差的统计特征27

2.4粗大误差的判别与剔除27

2.5测量误差的合成与分配30

2.5.1函数系统误差的计算30

2.5.2函数随机误差计算31

2.5.3系统误差与随机误差的合成31

2.5.4测量误差的分配33

2.6测量不确定度34

2.6.1测量不确定度的概念34

2.6.2测量不确定度的确定方法34

2.7有效数字及其运算35

2.7.1有效数字的概念35

2.7.2直接测量的有效数字36

2.7.3间接测量量有效数字的运算36

思考题和习题38

第3章 电阻应变式传感器40

3.1电阻应变片的结构原理40

3.1.1电阻应变效应与应变片结构40

3.1.2电阻应变片工作原理40

3.1.3压阻效应和压阻式传感器41

3.1.4应变片种类42

3.2金属应变片的主要特性43

3.2.1应变片的灵敏系数43

3.2.2横向效应43

3.2.3应变片温度误差及补偿方法44

3.3电阻应变片测量电路45

3.3.1直流电桥工作原理46

3.3.2交流电桥工作原理48

3.4应变式传感器测量电路50

3.4.1电阻应变仪50

3.4.2相敏检波器51

3.5应变式传感器的应用53

3.5.1力传感器（测力与称重53

3.5.2膜片式压力传感器55

3.5.3应变式加速度传感器56

3.5.4压阻式传感器57

思考题和习题58

第4章 电感式传感器60

4.1变磁阻式传感器60

4.1.1结构和工作原理60

4.1.2变气隙式自感传感器61

4.1.3差动式自感传感器62

4.1.4变面积式自感传感器62

4.1.5螺线管式自感传感器62

4.1.6自感式传感器的等效电路63

4.1.7自感式传感器测量电路64

4.1.8变磁阻式传感器的应用65

4.2差动变压器式电感传感器66

4.2.1变隙式差动变压器式传感器66

4.2.2螺线管式差动变压器式传感器68

4.2.3差动变压器的测量电路69

4.2.4差动变压器式传感器的应用72

4.3电涡流式传感器73

4.3.1电涡流式传感器的基本原理73

4.3.2电涡流式传感器的等效电路74

4.3.3电涡流形成范围75

4.3.4电涡流式传感器的测量电路76

4.3.5电涡流式传感器的种类77

4.3.6电涡流式传感器的应用78

思考题和习题79

第5章 电容式传感器81

5.1电容式传感器工作原理和类型81

5.1.1变极距型电容传感器81

5.1.2变面积型电容传感器83

5.1.3变介电常数式电容传感器84

5.2电容传感器的特点和设计要点85

5.2.1电容式传感器的特点85

5.2.2电容式传感器的设计要点85

5.3电容式传感器的常用测量电路86

5.3.1双T电桥电路87

5.3.2运算放大器式测量电路87

5.3.3脉冲调制电路88

5.3．4调频电路89

5.4电容式传感器的应用90

5.4.1在物位测控中的应用90

5.4.2在压力测量中的应用91

5.4.3电容式加速度传感器91

5.4.4电容式指纹传感器92

思考题和习题93

第6章 压电式传感器95

6.1压电效应95

6.2压电材料96

6.2.1石英晶体96

6.2.2压电陶瓷（多晶体）98

6.2.3聚偏氟乙烯压电材料99

6.3压电元件结构形式100

6.4等效电路与测量电路100

6.4.1压电传感器等效电路100

6.4.2压电传感器测量电路101

6.5压电传感器的应用103

思考题和习题105

第7章 磁电式传感器106

7.1磁电感应式传感器（电动式）106

7.1.1工作原理和结构形式106

7.1.2磁电感应式传感器基本特性107

7.1.3磁电感应式传感器测量电路108

7.1.4磁电感应式传感器的应用109

7.2霍尔式传感器110

7.2.1霍尔效应110

7.2.2霍尔元件112

7.2.3霍尔元件的误差及补偿112

7.2.4霍尔元件的应用114

7.2.5霍尔集成传感器115

7.3磁敏元件118

7.3.1磁敏电阻器118

7.3.2磁敏晶体管120

思考题和习题123

第8章 热电式传感器125

8.1温度传感器的分类及温标125

8.1.1温度传感器分类方法125

8.1.2温度单位125

8.2热电偶传感器126

8.2.1基本原理和热电效应126

8.2.2热电偶基本定律128

8.2.3热电偶的分类和结构129

8.2.4热电偶测温应用电路130

8.3热电阻与热敏电阻131

8.3.1热电阻131

8.3.2热敏电阻133

8.3.3热敏电阻的应用134

8.4集成温度传感器134

8.4.1集成温度传感器的测温原理134

8.4.2集成温度传感器信号输出方式135

8.4.3基于1—WIRE总线的DS18B20型智能温度传感器137

思考题和习题139

第9章 光电效应及光敏器件140

9．1光电效应140

9.1.1外光电效应140

9.1.2内光电效应141

9.2光电器件142

9.2.1光电管142

9.2.2光电倍增管143

9.2.3光敏电阻144

9.2.4光敏二极管和光敏三极管146

9.2.5光电池149

9.2.6其他特性的光电器件151

9.2.7半导体色敏传感器153

9.2.8光电传感器的应用154

9.3光栅式传感器156

9.3.1光栅莫尔条纹156

9.3.2光栅测量装置158

思考题和习题159

第10章 新型光电传感器160

10.1新型固态光电传感器160

10.1.1普通光敏器件阵列160

10.1.2自扫描光电二极管阵列（SSPD）163

10.1.3光电位置传感器（PSD）166

10.2电荷耦合器件（CCD）167

10.2.1CCD的工作原理及特性167

10.2.2CCD器件170

10.2.3CCD传感器的应用174

10.3光纤传感器176

10.3.1光纤的结构和传输原理177

10.3.2光纤的性能（几个重要参数）177

10.3.3光波调制技术179

10.3.4光纤传感器182

思考题和习题185

第11章 半导体传感器187

11.1气敏传感器187

11.1.1电阻型半导体气敏传感器188

11.1.2非电阻型半导体气敏器件191

11.1.3气敏传感器的应用192

11.2湿敏传感器194

11.2.1湿度及其表示方法195

11.2.2氯化锂湿敏电阻197

11.2.3半导体陶瓷湿敏电阻198

11.2.4湿度传感器应用198

11.3离子敏传感器200

11.3.1MOSFET场效应晶体管200

11.3.2离子敏传感器的结构与工作原理201

11.3.3离子敏传感器测量电路202

11.3.4离子敏传感器的应用202

思考题和习题202

第12章 波与射线式传感器203

12.1红外辐射传感器203

12.1.1红外辐射的物理基础203

12.1.2红外探测器（传感器）204

12.1.3红外辐射传感器的应用207

12.2超声波传感器209

12.2.1超声波检测的物理基础209

12.2.2超声波探头211

12.2.3超声波传感器的应用213

12.3核辐射传感器214

12.3.1核辐射及其物理特性214

12.3.2核辐射传感器（探测器216

12.3.3核辐射传感器的应用219

思考题和习题221

第13章 传感器的补偿与标定222

13.1非线性补偿技术222

13.1.1硬件线性化方法222

13.1.2软件线性化方法227

13.2温度补偿技术230

13.2.1温度补偿原理230

13.2.2温度补偿方式231

13.2.3温度补偿方法233

13.3传感器的标定235

13.3.1传感器的静态标定235

13.3.2传感器的动态标定238

思考题和习题240

参考文献242