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第一章 概论1

第一节 传感与检测技术基本概念1

一、非电量电测系统的组成及特点1

二、传感器概述2

三、现代检测技术4

第二节 传感器的基本性能6

一、传感器的静态特性6

二、传感器的动态特性10

三、传感器的标定16

第三节 测量误差分析基础17

一、误差的定义及分类17

二、系统误差的消除方法19

三、随机误差的处理21

四、粗差的判别与剔除23

第二章 电阻应变传感器27

第一节 电阻应变片27

一、金属电阻应变片28

二、半导体电阻应变片31

第二节 电阻应变传感器测量电路33

一、单臂桥33

二、半桥34

三、全桥35

四、应变测量电桥性能的提高35

第三节 电阻应变传感嚣的应用39

一、应变式力传感器40

二、应变式压力传感器43

三、应变式加速度传感器44

第三章 电感传感器46

第一节 自感式传感器46

一、气隙型自感传感器46

二、差动自感传感器48

三、差动自感传感嚣测量电路50

第二节 差动变压器54

一、工作原理54

二、工作特性56

三、测量电路57

一、高频反射式电涡流传感器59

第三节 电涡流传感器59

二、低频透射式电涡流传感器64

第四节 电感传感器的应用65

一、电感测微仪65

二、力平衡式差压计65

三、位移计66

四、振动计66

第四章 电容传感器68

第一节 电容传感器工作原理68

一、变面积（S）型69

二、变介质的介电常数（ε）型70

三、变极板间距离（d）型71

四、差动电容传感器72

第二节 电容传感器测量电路74

一、测量电桥74

二、差动脉冲调宽电路77

三、电容调频电路79

四、运算放大器测量电路80

一、误差分析81

第三节 电容传感器的应用81

二、灵敏度的提高82

三、应用举例83

第五章 热电传感器87

第一节 热电偶87

一、热电效应87

二、热电偶工作特性89

三、热电偶冷端温度误差及补偿91

四、热电偶测温电路94

五、热电偶的选择95

第二节 电阻温度传感器97

一、金属热电阻98

二、半导体热敏电阻100

第三节 集成温度传感器103

一、温敏二极管及其应用103

二、温敏晶体管及其应用105

三、集成温度传感器107

二、石英晶体的压电效应110

一、压电效应110

第一节 压电传感器工作原理110

第六章 压电传感器110

三、压电陶瓷压电效应113

四、压电材料及其特性115

第二节 压电传感器测量电路116

一、压电元件及其等效电路117

二、电压输出型测量电路117

三、电荷输出型测量电路119

一、压电式力传感器121

第三节 压电传感器的应用121

二、压电式压力传感器122

三、压电式加速度传感器122

第七章 磁电传感器125

第一节 霍尔传感器125

一、霍尔效应125

二、霍尔元件的基本特性126

三、测量电路127

四、误差及其补偿128

五、集成霍尔传感器130

六、霍尔传感器的应用132

第二节 磁敏电阻133

一、磁阻效应133

二、磁敏电阻的基本特性134

三、磁敏电阻的应用136

第三节 磁敏二极管和磁敏三极管137

一、磁敏二极管137

二、磁敏三极管140

三、磁敏管的应用143

第八章 光电传感器144

第一节 常用光电器件144

一、光敏电阻145

二、光电池148

三、光敏二极管和光敏晶体管150

四、常用光电器件的应用153

第二节 光栅传感器158

一、莫尔条纹158

二、光栅传感器的组成160

三、辨向原理161

四、细分技术163

第三节 固态图像传感器164

一、CCD基本结构165

二、CCD工作原理166

三、CCD图像传感器的结构168

第九章 光纤传感器171

第一节 光纤的传光原理与特性171

一、光纤的结构171

二、光纤的传光原理172

三、光纤的传光特性175

第二节 传输光的调制技术176

一、光强度调制176

二、光相位调制177

三、偏振调制179

四、频率调制180

第三节 强度调制光纤传感器180

一、光纤水深探测器180

三、反射式光纤位移传感器181

二、透射式光纤温度传感器181

第四节 相位调制光纤传感器183

一、马赫－泽德光纤温度传感器183

二、光纤弱磁场传感器183

三、法布里－珀罗光纤温度传感器185

四、光纤陀螺仪186

第五节 偏振调制光纤电流传感器187

第六节 频率调制光纤血流传感器188

一、气敏传感器的分类190

第一节 概述190

第十章 气敏传感器190

二、气敏传感器的性能要求191

三、气敏传感器的主要参教特性191

第二节 半导体气敏传感器192

一、半导体气敏传感器的工作原理192

二、几种常用的半导体气敏传感器的基本参数195

三、半导体气敏传感器的应用196

第三节 接触燃烧气敏传感器197

一、接触燃烧气敏传感器的工作原理197

二、接触燃烧气敏传感器的主要参数198

第四节 气敏传感器的应用实例199

一、一氧化碳浓度的测控199

三、接触燃烧气敏传感器的应用199

二、可燃气体泄漏报警器201

三、自动换气扇控制电路202

第十一章 湿度传感器203

第一节 概述203

一、湿度及其表示方法204

二、湿度传感器的特性参数206

第二节 毛发湿度计208

三、湿度传感器的分类208

第三节 干湿球温度计209

第四节 电阻变化型湿度传感器211

一、固体电解质湿度传感器211

二、高分子电阻式湿度传感器212

三、半导体陶瓷湿度传感器212

四、热敏电阻式湿度传感器213

第五节 电容变化型湿度传感器214

二、仑储温度控制电路216

第六节 湿度传感器的应用举例216

一、自动气象站湿度测报216

三、汽车后窗玻璃自动去湿装置217

第十二章 生物传感器219

第一节 概述219

一、生物传感器的工作原理220

二、生物传感器的分类220

第二节 生物传感器的应用221

一、生物传感器在环境监测领域中应用222

二、生物传感器在医学检验中的应用224

三、在生物工程领域中的应用225

四、在食品领域中的应用226

第三节 DNA生物传感器226

第四节 生物芯片227

第十三章 智能传感器230

第一节 概述230

一、智能传感器的概念230

三、主要功能231

二、基本结构231

四、主要特点232

五、智能传感器的基本实现方式232

第二节 智能传感器的实现技术235

一、标度变换处理技术235

二、非线性自校正技术237

三、温度补偿技术240

四、数字滤波技术245

一、多通道智能温度传感器AD7417的性能特点247

第三节 智能传感器实例——多通道智能温度传感器247

二、AD7417的工作原理248

三、典型应用249

第四节 智能传感器的发展趋势249

第十四章 信号放大电路251

第一节 电桥放大器251

一、通用电桥放大器251

二、传感器反馈式电桥放大器252

三、电桥反馈式放大器253

四、供桥电压稳定性的提高254

第二节 高输入阻抗放大器255

一、反馈式反相放大器256

二、高输入阻抗高增益放大器257

三、增益可调差动放大器258

四、三运放高共模抑制比差动放大器259

第三节 专用单片集成放大器261

一、集成仪器放大器261

二、可编程增益放大器264

三、隔离放大器267

第十五章 信号转换电路270

第一节 电流－电流变换器270

一、负载浮地的U-I变换器270

二、负载接地的U-I变换器271

三、差动输入U-I变换电路272

第二节 电流－电压变换嚣273

一、I-U变换原理电路273

二、通用精密I-U变换器274

三、高增益微电流I-U变换器274

四、高精度微电流I-U变换器275

第三节 交流－直流变换器276

一、AC-DC变换原理电路276

五、大电流－电压变换器276

二、AC-DC变换实用电路277

第四节 电压－脉宽变换器278

一、三角波发生器278

二、电压比较器279

三、输出级280

一、升压型DC-DC变换器281

第五节 DC-DC电源变换器281

二、降压型DC-DC变换器282

三、极性反转型DC-DC变器283

第十六章 信号处理电路286

第一节 采样保持电路286

一、采样过程及定理286

二、采样保持电路288

一、峰值测量方法293

二、峰值保持器293

第二节 峰值检测电路293

第三节 绝对值检测电路298

一、绝对值检测原理电路298

二、提高测量精度的方法299

第四节 有效值检测电路300

一、单片真有效值／直流转换器的基本工作原理300

二、单片真有效值／直流转换器AD536A简介301

三、AD536A的内部结构及应用举例302

第十七章 传感器与微机的接口技术304

二、多路数据采集系统305

第一节 数据采集系统的结构形式305

一、基本数据采集系统305

三、分布式数据系统308

四、单片数据采集系统芯片309

五、数据采集卡309

第二节 模拟多路开关及其与微机的接口309

一、多路模拟开关的主要技术指标310

二、多路模拟开关分类310

三、多路模拟开关与微机的接口314

第三节 采样保持器与微机的接口315

一、采样保持器的参数指标316

二、采样保持器集成芯片317

三、采样保特器与微机的接口317

第四节 A/D转换器与微机的接口318

一、A/D转换器的主要性能指标318

二、A/D转换器与微机接口319

第五节 数字信号的数据采集328

一、U/F转换器与微机的接口328

二、频率信号的采集方式及其接口329

三、相差信号的采集及其接口330

第十八章 传感与自动检测系统332

第一节 差动变压器的典型应用332

第二节 接近开关的推广应用337

第三节 差动电容式加速度传感器的典型应用340

一、动平衡机原理341

二、测试机设计342

三、去重机设计346

第四节 CCD图像传感器的典型应用348

四、CAN接口的实现348

一、图像定格系统的工作原理349

二、系统的软件实现350

第五节 光电传感器的典型应用352

一、硬件设计353

二、系统软件设计354

第十九章 系统抗干扰技术356

第一节 干扰的来源及分类356

一、外部干扰356

二、内部干扰357

第二节 硬件抗干扰技术358

一、滤波358

二、接地361

三、屏蔽364

四、隔离技术365

第三节 软件抗干扰技术367

一、CPU抗干扰技术367

二、输入输出的抗干扰技术374

参考文献376