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第1章 传感器概论1

1．1 什么是传感器1

1．2 传感器传感什么2

1．3 信号处理3

1．3．1 差动法3

1．3．2 零位法5

1．3．3 信号放大6

1．3．4 变交流信号为直流信号8

1．3．5 数字式输出10

1．4 消除测量中的误差和噪声12

1．4．1 测量仪器的误差12

1．4．2 电磁干扰13

1．4．3 传感器的接地15

1．5．1 测量的历史和测量单位的概貌16

1．5 测量的历史和测量单位16

1．5．2 国际单位体系17

练习题17

第2章 力的测量21

2．1 力转换成位移，然后转换为电信号21

2．1．1 力的测量原理——转换为其它物理量后的测量21

2．1．2 差动变压器原理——位移通过互感的变化取得22

2．1．3 电容式传感器原理——位移通过电容量的变化取得23

2．1．4 应变计工作原理——位移通过电阻的变化取得24

2．1．5 应变计的结构25

2．1．6 采用应变计的荷重传感器26

2．1．7 利用弹性振动子的测力传感技术——通过频率变化进行测量27

2．2 电信号的获取方法28

2．2．1 电桥法28

2．2．2 共振法28

2．3．1 压力传感技术29

2．3 压力、加速度、力矩等的传感技术29

2．3．2 加速度传感技术30

2．3．3 扭矩的传感技术31

2．4 力传感器应用举例32

2．4．1 称重方面的应用32

2．4．2 机器人方面的应用33

练习题36

第3章 测量形状、位置与颜色的传感器37

3．1 代替人眼睛的传感器——光传感器37

3．1．1 视觉与光传感器37

3．1．2 半导体光传感器37

3．1．3 光电二极管38

3．1．4 几种不同的光电二极管40

3．1．5 光电二极管的信号放大41

3．2．1 二维的概念43

3．2 二维视觉传感器——面型传感器43

3．2．2 摄像机的构造及面型传感器44

3．2．3 与图像处理技术的结合46

3．3 光和声音的利用46

3．3．1 光和声都是一种波47

3．3．2 基本应用47

3．3．3 能量反射、能量发生的检测47

3．3．4 利用几何光学原理进行测量48

3．3．5 光作为电磁波的应用49

3．4 关于颜色51

3．4．1 光的波长与颜色的关系51

3．4．2 分光测量53

3．4．3 颜色的测量54

练习题55

4．1．1 温度传感器的种类57

4．1 使用广泛的温度传感器57

第4章 测量温度和气体成分的传感器57

4．1．2 接触式温度测量59

4．1．3 非接触式温度测量59

4．2 家用电器及汽车用温度传感器60

4．2．1 热电偶测量温度60

4．2．2 由金属电阻的变化测量温度65

4．2．3 利用半导体的电阻变化测量温度67

4．3 远距离测量温度68

4．3．1 热辐射68

4．3．2 用辐射温度计测量温度70

4．3．3 温度分布的测量72

4．4 测量微量气体成分73

4．4．1 通过气体吸附程度测量成分浓度73

4．4．2 通过热传导测量气体的浓度74

4．4．4 利用成分移动速度的差别测量气体浓度75

4．4．3 根据红外线吸收程度测量气体浓度75

练习题76

第5章 测量流量、流速的传感器79

5．1 连续流量的测量79

5．2 根据流体的变化测量流量81

5．2．1 因节流而使压力变化的测量流量的方法——压差式流量计81

5．2．2 用节流孔面积测量流量的方法——面积式流量计82

5．2．3 根据涡漩产生的频率测量流量的方法——涡流流量计83

5．2．4 利用流体振动的现象测量流量的方法——射流流量计85

5．3 测量流速86

5．3．1 非接触测量——电磁流速计86

5．3．2 用光、声测量流速——超声波流速计、激光流速计86

5．3．3 测温度求流速法——热线流速计88

5．3．4 通过测量压力求流速——皮托管90

练习题91

6．1．1 传感器与计算机的接口93

第6章 传感器与计算机93

6．1 计算机对传感器的信号采集93

6．1．2 数字式数据的表示94

6．1．3 A/D转换95

6．1．4 A/D转换板97

6．2 利用电子电路除去传感器信号中的噪声99

6．2．1 信号的频率成分99

6．3 基于计算机的传感器信号处理102

6．3．1 移动平均102

6．3．2 数字微分103

6．3．3 数字积分103

6．3．4 同步积分104

6．3．5 对数变换104

6．3．6 互相关函数104

6．3．8 人体断面图105

6．3．7 自相关函数105

6．3．9 传感器融合106

6．4 人体的测量107

6．4．1 传感器的种类107

6．4．2 红外线传感器与人107

6．4．3 磁传感器与人108

6．4．4 通过传感器，人与计算机的交流将更加自然108

练习题108

附录 国际单位制(SI)111

1．SI基本单位和SI辅助单位111

2．具有专用名称的SI导出单位111

3．没有专用名称的SI导出单位112

4．用以构成十进倍数和分数单位的词头113

练习题简答115

参考文献121