第1章 檢測(cè)與傳感技術(shù)基礎(chǔ) 1 1.1 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ) 1 1.1.1 檢測(cè)技術(shù)的概念與作用 1 1.1.2 檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成 2 1.1.3 檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 3 1.2 測(cè)量概論 4 1.2.1 測(cè)量方法 4 1.2.2 測(cè)量系統(tǒng)的分類 6 1.2.3 測(cè)量誤差 7 1.3 傳感技術(shù)基礎(chǔ) 10 1.3.1 傳感器的組成 10 1.3.2 傳感器的分類 11 1.3.3 傳感器的主要性能指標(biāo) 13 本章小結(jié) 16 思考題與習(xí)題 18 第2章 應(yīng)變式傳感器 19 2.1 應(yīng)變片的工作原理 19 2.2 應(yīng)變片的種類、材料及粘貼 21 2.2.1 金屬電阻應(yīng)變片的種類 21 2.2.2 金屬電阻應(yīng)變片的材料 23 2.2.3 金屬電阻應(yīng)變片的粘貼 24 2.2.4 應(yīng)變片的溫度誤差及補(bǔ)償 24 2.3 電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路 26 2.3.1 直流電橋 26 2.3.2 交流電橋 29 2.4 應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用 31 2.4.1 柱(筒)式力傳感器 31 2.4.2 應(yīng)變式壓力傳感器 31 2.4.3 應(yīng)變式容器內(nèi)液體重量傳感器 32 2.4.4 應(yīng)變式加速度傳感器 33 2.4.5 半導(dǎo)體力敏應(yīng)變片在電子皮帶秤上的應(yīng)用 34 本章小結(jié) 35 思考題與習(xí)題 37 第3章 電感式傳感器 39 3.1 自感式傳感器 39 3.1.1 自感式傳感器的工作原理 39 3.1.2 自感式傳感器的測(cè)量電路 41 3.1.3 自感式傳感器的應(yīng)用 42 3.2 差動(dòng)變壓器式傳感器 43 3.2.1 差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理 43 3.2.2 差動(dòng)變壓器式傳感器的測(cè)量電路 44 3.2.3 差動(dòng)變壓器式傳感器的應(yīng)用 45 3.3 電渦流式傳感器 46 3.3.1 電渦流式傳感器的工作原理 46 3.3.2 電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu) 47 3.3.3 電渦流式傳感器的測(cè)量電路 48 3.3.4 電渦流式傳感器的應(yīng)用 49 3.3.5 電感式接近開關(guān) 50 本章小結(jié) 52 思考題與習(xí)題 54 第4章 電容式傳感器 56 4.1 電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu) 56 4.1.1 變極距型電容式傳感器 57 4.1.2 變面積型電容式傳感器 58 4.1.3 變介質(zhì)型電容式傳感器 59 4.2 電容式傳感器的測(cè)量電路 61 4.2.1 調(diào)頻測(cè)量電路 61 4.2.2 運(yùn)算放大器式電路 62 4.2.3 二極管雙T形交流電橋電路 63 4.2.4 環(huán)形二極管充放電法電容測(cè)量電路 64 4.2.5 脈沖寬度調(diào)制電路 65 4.3 電容式傳感器的應(yīng)用 67 4.3.1 電容式油量表 67 4.3.2 電容液位計(jì) 68 4.3.3 差動(dòng)電容式測(cè)厚傳感器 68 4.3.4 電容式接近開關(guān) 69 本章小結(jié) 71 思考題與習(xí)題 73 第5章 壓電式傳感器 75 5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料 75 5.1.1 壓電效應(yīng) 75 5.1.2 壓電材料 76 5.1.3 石英晶體 76 5.1.4 壓電陶瓷(多晶體) 78 5.2 壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路 79 5.2.1 壓電式傳感器的結(jié)構(gòu) 79 5.2.2 壓電式傳感器的等效電路 80 5.2.3 壓電式傳感器的測(cè)量電路 81 5.3 壓電式傳感器的應(yīng)用 83 5.3.1 壓電式測(cè)力傳感器 83 5.3.2 壓電式加速度傳感器 83 5.3.3 壓電式金屬加工切削力測(cè)量 84 5.3.4 報(bào)警器電路 84 本章小結(jié) 85 思考題與習(xí)題 88 第6章 霍爾式傳感器 89 6.1 霍爾效應(yīng)及霍爾元件 89 6.1.1 霍爾效應(yīng) 89 6.1.2 霍爾元件的基本結(jié)構(gòu) 91 6.1.3 霍爾元件的基本特性 91 6.1.4 測(cè)量電路 93 6.2 霍爾式傳感器的應(yīng)用 94 6.2.1 霍爾式微量位移的測(cè)量 94 6.2.2 霍爾元件在轉(zhuǎn)速測(cè)量上的應(yīng)用 94 6.2.3 霍爾式接近開關(guān) 95 本章小結(jié) 96 思考題與習(xí)題 97 第7章 光電式傳感器 98 7.1 光電效應(yīng) 98 7.1.1 外光電效應(yīng) 98 7.1.2 內(nèi)光電效應(yīng) 99 7.2 光電元件 99 7.2.1 外光電元件 99 7.2.2 內(nèi)光電元件 102 7.2.3 光電耦合器件 108 7.3 光電式傳感器的應(yīng)用 110 7.3.1 火焰探測(cè)報(bào)警器 110 7.3.2 光電式緯線探測(cè)器 110 7.3.3 燃?xì)馄骶咧械拿}沖點(diǎn)火控制器 111 7.3.4 煙塵濁度檢測(cè)儀 111 7.3.5 路燈自動(dòng)控制器 112 本章小結(jié) 112 思考題與習(xí)題 114 第8章 熱電式傳感器 115 8.1 熱電偶 115 8.1.1 熱電效應(yīng)和熱電偶測(cè)溫原理 115 8.1.2 熱電偶的基本定律 117 8.1.3 熱電偶類型和熱電偶材料 118 8.1.4 熱電偶的結(jié)構(gòu)形式 120 8.1.5 熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線及冷端溫度的補(bǔ)償方法 121 8.1.6 熱電偶測(cè)溫線路 124 8.1.7 熱電偶的安裝與使用 126 8.2 熱電阻傳感器 128 8.2.1 常用熱電阻 128 8.2.2 熱電阻的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路 130 8.3 熱敏電阻 131 8.3.1 熱敏電阻的分類 131 8.3.2 熱敏電阻的參數(shù)及用途 132 8.3.3 熱敏電阻傳感器的測(cè)溫與溫度控制 134 8.4 PN結(jié)溫度傳感器 135 8.4.1 PN結(jié)溫度傳感器的工作原理 136 8.4.2 PN結(jié)溫度傳感器的應(yīng)用 136 本章小結(jié) 137 思考題與習(xí)題 140 第9章 數(shù)字式傳感器 141 9.1 光柵傳感器 141 9.1.1 光柵的結(jié)構(gòu) 141 9.1.2 光柵的工作原理 143 9.1.3 光柵數(shù)顯表 145 9.1.4 光柵傳感器的應(yīng)用 147 9.2 編碼器 148 9.2.1 增量式編碼器 148 9.2.2 絕對(duì)式編碼器 149 9.2.3 編碼器的應(yīng)用 150 9.3 感應(yīng)同步器 151 9.3.1 感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 152 9.3.2 感應(yīng)同步器的工作原理 153 9.3.3 信號(hào)處理方式 154 9.3.4 感應(yīng)同步器位移測(cè)量系統(tǒng) 155 本章小結(jié) 156 思考題與習(xí)題 158 第10章 化學(xué)傳感器 159 10.1 氣敏傳感器 159 10.1.1 氣敏傳感器的分類及原理 160 10.1.2 氣敏傳感器的性能要求 163 10.1.3 氣敏傳感器的應(yīng)用 164 10.2 濕敏傳感器 167 10.2.1 氯化鋰濕敏電阻 167 10.2.2 半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻 168 10.2.3 濕敏傳感器的應(yīng)用 170 本章小結(jié) 173 思考題與習(xí)題 175 第11章 新型傳感器 176 11.1 光纖傳感器 176 11.1.1 光纖的結(jié)構(gòu) 176 11.1.2 光纖傳感器的類型、調(diào)制原理與特點(diǎn) 177 11.1.3 光纖傳感器的應(yīng)用 180 11.2 超聲波傳感器 181 11.2.1 超聲波傳感器的工作原理與結(jié)構(gòu) 181 11.2.2 超聲波傳感器的應(yīng)用 184 11.3 紅外傳感器 188 11.3.1 紅外輻射 188 11.3.2 紅外傳感器的類型與原理 189 11.3.3 紅外傳感器的應(yīng)用 189 本章小結(jié) 192 思考題與習(xí)題 195 第12章 傳感器的綜合應(yīng)用實(shí)例 196 12.1 傳感器在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用 196 12.1.1 汽車上的壓力傳感器 197 12.1.2 汽車上的溫度傳感器 198 12.1.3 汽車上的測(cè)速傳感器 199 12.1.4 汽車上的位置和轉(zhuǎn)角傳感器 201 12.1.5 汽車上的防撞傳感器 201 12.1.6 汽車上使用的其他傳感器 202 12.1.7 汽車傳感器的發(fā)展趨勢(shì) 202 12.2 傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用 203 12.2.1 機(jī)器人的內(nèi)部傳感器 203 12.2.2 機(jī)器人的外部傳感器 204 本章小結(jié) 208 思考題與習(xí)題 212 第13章 現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng) 213 13.1 現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)概述 213 13.1.1 現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 213 13.1.2 計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng) 214 13.1.3 現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用 216 13.2 檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 218 13.2.1 干擾源 218 13.2.2 干擾的作用方式 218 13.2.3 干擾的抑制方法 219 本章小結(jié) 221 思考題與習(xí)題 224 附錄A 常用傳感器的性能及選擇 225 附錄B 工業(yè)熱電阻分度表 227 附錄C 工業(yè)熱電偶分度表 228 參考文獻(xiàn) 230