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第1章 信号分析基本知识1

1.1测试、信息与信号基本知识1

1.1.1测试、信息和信号的定义1

1.1.2测试、信息处理的基本内容2

1.1.3测试、信息处理的发展概况3

1.1.4信息与信息技术4

1.1.5信息科学5

1.1.6信息技术5

1.1.7信息与信号7

1.2信号分类与描述7

1.2.1信号的分类7

1.2.2信号的描述8

1.3检测与控制系统及检测技术8

1.3.1传感器是检测与控制系统的首要环节8

1.3.2检测电路是检测与控制系统功能实现的基本电路9

第2章 检测技术的基本知识12

2.1检测技术及检测系统12

2.1.1检测技术的概念与作用12

2.1.2检测技术的发展与展望13

2.1.3检测系统的基本组成14

2.2测量的基本知识17

2.2.1测量的基本概念17

2.2.2测量方法17

2.3测量误差的分析19

2.3.1误差的基本概念19

2.3.2测量误差的分析20

2.3.3误差的处理24

2.4检测装置的基本要求26

2.4.1对检测装置的基本要求概述26

2.4.2线性系统及其主要性质26

2.4.3检测装置的静态特征与动态特征27

2.4.4不失真检测的条件30

2.4.5负载效应31

第3章 传感器的基本概念33

3.1传感器的地位和作用33

3.2传感器的定义与组成34

3.3传感器的分类35

3.4传感器的基本特性36

3.5传感器的应用领域及其发展36

3.5.1传感器的应用领域36

3.5.2传感器的发展趋势38

第4章 常用传感器的工作原理及应用40

4.1电阻式传感器40

4.1.1电位器式传感器40

4.1.2电阻应变片41

4.1.3热电阻传感器46

4.1.4热敏电阻传感器48

4.1.5压敏电阻50

4.1.6气敏电阻52

4.1.7湿敏电阻55

4.1.8光敏电阻57

4.2电容式传感器60

4.2.1电容式传感器的基本原理及性能特点60

4.2.2测量电路62

4.2.3实际中存在的问题及其解决方法66

4.2.4电容式传感器的特点67

4.2.5电容式传感器的应用68

4.3电感式传感器71

4.3.1自感式传感器71

4.3.2变压器式传感器73

4.4压电式传感器77

4.4.1压电式传感器的工作原理77

4.4.2压电材料及压电元件的结构80

4.4.3压电式传感器的测量电器82

4.4.4压电式传感器的应用84

4.5霍尔传感器86

4.5.1霍尔元件的基本工作原理86

4.5.2霍尔元件的基本结构和主要技术指标88

4.5.3霍尔元件的测量电路90

4.5.4霍尔传感器的应用94

4.6热敏传感器97

4.6.1热电偶97

4.6.2热电阻式传感器103

4.7数字式传感器106

4.7.1光栅数字式传感器106

4.7.2磁栅数字式传感器114

第5章 新型传感器120

5.1仿生传感器120

5.1.1机器人内部传感器概述120

5.1.2机器人外部传感器122

5.2光纤传感器126

5.2.1光纤结构126

5.2.2光纤传感器的工作原理127

5.2.3光纤传感器的特点128

5.2.4光纤传感器的应用举例129

5.3微型传感器131

5.3.1电容式微型传感器131

5.3.2电感式微型传感器132

5.3.3压阻式微型传感器132

5.3.4热敏电阻式微型传感器133

5.4集成传感器133

5.4.1集成温度传感器134

5.4.2智能传感器应用举例135

第6章 检测电路与信号的变换138

6.1传感器与检测电路的一般结构形式138

6.1.1传感器输出信号的特点138

6.1.2传感器信号的处理方法139

6.1.3传感器和传感器接口与检测电路的一般结构形式139

6.2传感器接口电路140

6.2.1阻抗匹配器140

6.2.2电桥电路142

6.2.3放大电路146

6.3信号处理电路149

6.3.1信号滤波149

6.3.2调制与解调电路150

6.4信号变换电路157

6.4.1集成电压比较器158

6.4.2采样保持器160

6.4.3多路模拟开关160

6.4.4电压/电流变换器162

6.4.5电压/频率变换器165

6.4.6模数转换原理167

6.5滤波器172

6.5.1概述172

6.5.2理想滤波器与实际滤波器174

第7章 信号处理基础及传感器与检测系统的干扰抑制技术179

7.1模拟信号的处理179

7.2数字信号的处理180

7.3电桥电路182

7.3.1直流测量电桥分析182

7.3.2交流测量电桥分析185

7.4信号的放大与隔离186

7.5信号的变换191

7.6噪声的形成193

7.6.1噪声源193

7.6.2噪声的耦合方式195

7.6.3噪声的干扰模式197

7.7硬件抗干扰技术199

7.7.1接地技术199

7.7.2屏蔽技术201

7.7.3滤波技术202

7.8软件抗干扰技术203

7.8.1数字滤波203

7.8.2软件冗余技术204

7.8.3软件陷阱技术205

7.8.4“看门狗”技术205

第8章 传感器与检测技术应用案例分析206

8.1可燃性气体报警器206

8.1.1半导体气敏传感器207

8.1.2接触燃烧气敏传感器209

8.2测重仪210

8.3谷物水份测试仪211

8.4温度变送器212

8.4.1主要技术指标213

8.4.2工作原理213

8.5智能温度湿度检测与控制仪216

参考文献218