目　录

第 1章　检测技术基本知识　1
1.1　测量与测量误差　1
1.1.1　测量方法　1
1.1.2　测量误差及表达方式　3
1.1.3　测量误差的分类　5
1.1.4　测量误差的分析与处理　5
1.2　传感器的组成和特性　10
1.2.1　传感器的定义、组成和分类　10
1.2.2　传感器的基本特性　12
本章小结　15
思考与练习　15

第 2章　电阻式传感器及应用　17
2.1　弹性敏感元件　17
2.1.1　弹性敏感元件的弹性特性　17
2.1.2　弹性敏感元件的材料及基本要求　19
2.1.3　变换力的弹性敏感元件　19
2.1.4　变换压力的弹性敏感元件　21
2.2　电位器式传感器　23
2.2.1　电位器的原理和基本结构　24
2.2.2　电位器式传感器负载特性　24
2.2.3　电位器式传感器的应用　25
2.3　电阻应变式传感器　26
2.3.1　应变片与应变效应　26
2.3.2　测量转换电路　29
2.3.3　电阻应变式传感器的应用　32
2.4　热电阻传感器　34
2.4.1　热电阻传感器　34
2.4.2　热敏电阻传感器　37
2.4.3　集成温度传感器　40
2.5　气敏和湿敏电阻传感器　42
2.5.1　气敏电阻传感器　42
2.5.2　湿敏电阻传感器　45
本章小结　48
思考与练习　49
实训项目1　电阻应变式传感器　51

第3章　电容式传感器及应用　53
3.1　电容式传感器工作原理及类型　53
3.1.1　变面积式电容传感器　53
3.1.2　变极距式电容传感器　55
3.1.3　变介质式电容传感器　56
3.2　电容式传感器的转换电路　57
3.3　电容式传感器的应用　61
本章小结　63
思考与练习　64
实训项目2　电容式传感器　65

第4章　电感式传感器及应用　67
4.1　自感式传感器　67
4.1.1　自感式传感器的结构和工作原理　67
4.1.2　自感式传感器的测量电路　69
4.1.3　自感式传感器的应用　72
4.2　差动变压器式传感器　73
4.2.1　差动变压器式传感器的工作原理　73
4.2.2　差动变压器式传感器的测量电路　74
4.2.3　差动变压器式传感器的应用　77
4.3　电涡流式传感器　78
4.3.1　电涡流式传感器的工作原理　78
4.3.2　电涡流式传感器的基本结构和类型　79
4.3.3　电涡流式传感器的测量电路　81
4.3.4　电涡流式传感器的应用　81
本章小结　84
思考与练习　84
实训项目3　差动变压器的标定(静态位移性能)　85
实训项目4　电涡流式传感器的应用——振幅测量　86

第5章　热电偶传感器及应用　88
5.1　热电偶的工作原理和基本定律　88
5.1.1　热电偶的工作原理　88
5.1.2　热电偶的基本定律　90
5.2　热电偶的结构形式及材料　91
5.2.1　热电偶的基本结构形式　91
5.2.2　热电偶材料　93
5.2.3　常用热电偶　93
5.3　热电偶实用测温线路和温度补偿　95
5.3.1　热电偶实用测温线路　95
5.3.2　热电偶的温度补偿　96
5.4　热电偶传感器的应用　98
本章小结　101
思考与练习　101
实训项目5　热电偶原理及现象　102

第6章　光电式传感器及应用　104
6.1　光电效应及光电元器件　104
6.1.1　光电效应及分类　104
6.1.2　光电管和光电倍增管　105
6.1.3　光敏电阻　107
6.1.4　光敏晶体管　109
6.1.5　光电池　113
6.1.6　光电耦合器件　115
6.2　光电式传感器的应用　117
6.3　光纤传感器　120
6.3.1　光纤传感器概述　120
6.3.2　光纤的结构和传输原理　121
6.3.3　 光纤传感器的应用　122
6.4　红外传感器　123
6.4.1　红外辐射　124
6.4.2　红外探测器　124
6.4.3　红外传感器的应用　126
本章小结　129
思考与练习　129
实训项目6　光电传感器(反射型)测转速　131
实训项目7　光纤位移测量　131

第7章　霍尔传感器及应用　134
7.1　霍尔效应及霍尔元件　134
7.1.1　霍尔效应　134
7.1.2　霍尔元件的材料和结构　135
7.1.3　霍尔元件主要参数及其误差　136
7.2　集成霍尔传感器　139
7.3　霍尔传感器的应用　140
本章小结　143
思考与练习　143
实训项目8　霍尔传感器直流激励特性　145

第8章　压电式传感器及应用　146
8.1　压电效应及压电材料　146
8.1.1　压电效应　146
8.1.2　压电材料　148
8.2　压电式传感器电路　149
8.2.1　压电式传感器的等效电路　149
8.2.2　压电式传感器测量电路　150
8.3　压电式传感器的结构和应用　151
8.3.1　压电式传感器的基本结构　151
8.3.2　压电式传感器的应用　152
本章小结　153
思考与练习　154
实训项目9　压电式传感器的动态响应　154

第9章　超声波传感器及应用　156
9.1　超声波及其物理性质　156
9.2　超声波探头及耦合技术　158
9.2.1　超声波探头　159
9.2.2　超声波探头耦合剂　161
9.3　超声波传感器的应用　161
本章小结　165
思考与练习　166

第 10章　数字式传感器及应用　167
10.1　栅式数字传感器　167
10.1.1　光栅的类型和结构　167
10.1.2　光栅的工作原理　169
10.1.3　光栅式传感器的测量电路　170
10.2　编码器　173
10.2.1　接触式码盘编码器　173
10.2.2　光电式编码器　175
10.2.3　电磁式编码器　175
10.2.4　脉冲盘式编码器　176
10.3　感应同步器　177
10.3.1　直线式感应同步器的结构和工作原理　177
10.3.2　旋转式感应同步器(圆感应同步器)　180
10.3.3　感应同步器位移测量系统　181
10.4　频率式数字传感器　182
10.4.1　改变力学系统固有频率的频率传感器　182
10.4.2　RC振荡器式频率传感器　183
10.4.3　压控振荡器式频率传感器　183
本章小结　184
思考与练习　184

第 11章　传感器的选用与标定　185
11.1　传感器选用原则　185
11.1.1　传感器类型的确定　185
11.1.2　传感器性能指标选择　186
11.2　传感器的标定　187
11.2.1　标定的概念　187
11.2.2　传感器标定方法　188
11.2.3　传感器的静态标定　188
11.2.4　传感器的动态标定　189
本章小结　190
思考与练习　191

第 12章　抗干扰技术及微机接口技术应用　192
12.1　传感器抗干扰技术　192
12.1.1　干扰的来源及形式　192
12.1.2　抑制干扰的途径　195
12.1.3　屏蔽技术　195
12.1.4　接地技术　196
12.1.5　浮置技术　197
12.2　传感器与微机接口技术　198
12.2.1　信号预处理　199
12.2.2　数据采集　200
12.2.3　ADC接口技术　202
12.3　自动检测技术综合应用实例——基于AT89C2051和DS18B20的温度测量系统　204
12.3.1　数字式温度传感器DS18B20　205
12.3.2　AT89C2051单片机　207
12.3.3　AT89C2051与DS18B20组成的测温系统　208
12.3.4　软件设计　209
本章小结　211
思考与练习　211

第 13章　Smart传感器　212
13.1　Smart传感器的概念和特点　212
13.2　Smart传感器的基本结构　213
13.2.1　Smart传感器基本传感器　214
13.2.2　Smart传感器中的软件　215
13.3　Smart传感器的应用　216
本章小结　219
思考与练习　219

参考文献　220