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第1章 绪论1

1.1 检测技术概述1

1.2 传感器概述2

1.2.1 传感器的概念2

1.2.2 传感器的组成3

1.2.3 传感器的分类3

1.2.4 传感器的发展趋势5

1.3 现代检测系统6

1.3.1 基本结构6

1.3.2 应用类型7

1.4 检测技术的发展趋势10

1.4.1 检测仪器与微处理器或计算机的集成10

1.4.2 软测量技术11

1.4.3 模糊传感器12

1.5 检测理论发展展望13

第2章 检测装置基本特性15

2.1 线性检测装置概述15

2.2 检测装置的静态特性17

2.2.1 静态特性参数18

2.2.2 静态特性的性能指标19

2.2.3 检测装置的标定22

2.3 检测装置的动态特性22

2.3.1 微分方程23

2.3.2 传递函数23

2.3.3 频率（响应）特性23

2.4 不失真测量条件和装置组建24

2.4.1 输出信号的失真24

2.4.2 不失真测量的条件25

2.4.3 检测装置的组建26

2.5 检测装置基本特性测试和性能评价28

2.5.1 常见装置的数学模型28

2.5.2 静态特性的测试32

2.5.3 动态特性的测试33

第3章 电参量检测装置36

3.1 电阻式传感器36

3.1.1 应变式传感器36

3.1.2 压阻式传感器44

3.1.3 热电阻传感器46

3.1.4 光敏电阻51

3.2 电感式传感器54

3.2.1 自感式传感器55

3.2.2 互感式传感器62

3.2.3 电涡流式传感器70

3.3 电容式传感器77

3.3.1 电容式传感器结构与工作原理77

3.3.2 电容式传感器的等效电路82

3.3.3 电容式传感器的测量电路82

3.3.4 电容式传感器的应用88

思考题与习题89

第4章 电能量检测装置91

4.1 热电偶传感器91

4.1.1 热电偶测温原理91

4.1.2 热电偶的基本定律93

4.1.3 热电偶的冷端处理和补偿94

4.1.4 热电偶的实用测温电路96

4.2 压电式传感器99

4.2.1 压电式传感器的工作原理99

4.2.2 压电元件的等效电路及连接方式102

4.2.3 压电式传感器的测量电路103

4.2.4 压电式传感器的应用104

4.3 磁电式传感器106

4.3.1 磁电感应式传感器106

4.3.2 霍尔传感器110

4.4 光电池116

4.4.1 光电池的结构和工作原理117

4.4.2 光电池的基本特性117

4.4.3 光电池的应用119

思考题与习题120

第5章 数字及现代检测装置5.1 角度数字编码器122

5.1.1 增量式角度数字编码器122

5.1.2 绝对式角度数字编码器123

5.2 光栅传感器126

5.2.1 光栅的结构和类型127

5.2.2 光栅传感器的工作原理128

5.2.3 辨向原理与细分技术130

5.2.4 光栅传感器的应用134

5.3 感应同步器135

5.3.1 感应同步器的基本结构135

5.3.2 感应同步器的工作原理136

5.3.3 信号处理方式137

5.3.4 感应同步器的应用138

5.4 磁栅式传感器139

5.4.1 磁栅式传感器工作原理139

5.4.2 信号处理及检测电路141

5.4.3 磁栅式传感器的应用范围及特点142

5.5 现代传感器143

5.5.1 CCD图像传感器143

5.5.2 光纤传感器148

5.5.3 红外传感器154

5.5.4 超声波传感器158

5.5.5 核辐射传感器163

5.5.6 微机械传感器168

思考题与习题171

第6章 测量误差分析172

6.1 测量误差的基本概念172

6.1.1 测量误差及研究的意义和内容172

6.1.2 测量误差的来源173

6.1.3 主要的名词术语173

6.1.4 测量误差表示方法174

6.1.5 测量误差的分类176

6.1.6 测量不确定度与置信概率177

6.1.7 误差公理及测量结果的报告178

6.2 随机误差的处理179

6.2.1 随机误差的特征和概率分布179

6.2.2 算术平均值和剩余误差180

6.2.3 随机误差的方差和标准差181

6.2.4 测量的极限误差183

6.2.5 不等精度直接测量的数据处理184

6.3 系统误差的分析185

6.3.1 系统误差的性质及分类185

6.3.2 系统误差的判别186

6.3.3 系统误差的消除与削弱187

6.4 粗大误差的剔除189

6.4.1 莱以特准则189

6.4.2 格拉布斯准测189

6.5 误差合成与误差分配190

6.5.1 随机误差合成191

6.5.2 系统误差合成191

6.5.3 系统误差与随机误差合成192

6.5.4 误差分配192

6.6 测量不确定度评定193

6.6.1 不确定度评定步骤193

6.6.2 不确定度评定194

6.6.3 合成不确定度与扩展不确定度评定197

6.6.4 测量不确定度评定应用举例198

6.7 数据处理的基本方法199

6.7.1 有效数字和数据舍入规则199

6.7.2 最小二乘法原理及应用201

6.7.3 测量数据处理举例202

第7章 测量信号调理208

7.1 信号放大208

7.1.1 仪用放大器208

7.1.2 隔离放大器211

7.2 信号滤波213

7.2.1 概述213

7.2.2 RC有源滤波电路217

7.2.3 无源滤波电路225

7.3 信号变换227

7.3.1 电压—电流变换227

7.3.2 电压—频率变换229

第8章 测量信号处理233

8.1 信号的分类233

8.1.1 连续时间信号与离散时间信号233

8.1.2 确定性信号与随机信号235

8.2 信号预处理237

8.3 信号时域分析239

8.3.1 时域波形分析240

8.3.2 时域平均241

8.3.3 相关分析242

8.3.4 概率密度函数与概率分布244

8.4 信号频域分析245

8.4.1 信号的分解与合成245

8.4.2 连续时间周期信号的频谱分析与傅里叶级数248

8.4.3 连续时间非周期信号的频谱分析与傅里叶变换251

8.4.4 傅里叶变换的基本性质254

8.4.5 离散时间信号的频谱分析与离散傅里叶变换257

8.5 信号时频分析260

8.5.1 短时傅里叶变换261

8.5.2 小波分析简介262

第9章 现代检测系统实用设计方案介绍9.1 虚拟仪器270

9.1.1 虚拟仪器概述270

9.1.2 虚拟仪器的构成271

9.1.3 虚拟仪器的软件开发平台274

9.2 现场总线仪表277

9.2.1 概述277

9.2.2 CAN总线系统279

9.2.3 FF总线系统282

9.2.4 工业以太网技术284

9.3 检测系统的智能化和网络化技术289

9.3.1 检测技术发展趋势289

9.3.2 智能检测系统的组成290

9.3.3 智能检测系统的网络化技术293

9.4 基于数据采集芯片的便携式检测系统设计实践296

参考文献305