传感器与自动检测技术

图书标准信息

• 作者 张青春、纪剑祥 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2018-06
• 版次 1
• ISBN 9787111593539
• 定价 38.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 242页
• 丛书 普通高等教育“十三五”规划教材

【内容简介】

本书针对应用型本科教育和新工科的特点，以信息的传感、转换、处理为核心，按检测技术基础（第1~2章）、传感器原理及应用（第3~8章）、自动检测系统（第9~11章）三大模块组织内容。传感器原理及应用模块以被测量为主线，分别介绍温度、力、声、磁、光、气体和湿度等各类传感器的原理、结构、性能及其应用电路，并针对不同类型的传感器给出多个应用实例。自动检测系统模块包含虚拟仪器、无线传感器网络与物联网和自动检测系统共三章内容，第9章介绍虚拟仪器概念、开发环境和数据采集；第10章介绍无线传感器网络与物联网的概念、技术架构、无线通信及其应用；第11章介绍自动检测系统的组成、设计方法和设计案例。

【目录】

前言 
第 1 章 传感器与检测技术基础 1 
1. 1 检测技术概论 1 
1. 1. 1 检测技术 1 
1. 1. 2 传感器与检测技术的作用与地位 1 
1. 2 传感器的定义及其分类 2 
1. 2. 1 传感器的定义与组成 2 
1. 2. 2 传感器的分类 2 
1. 3 传感器的基本特性 3 
1. 3. 1 传感器的静态特性 3 
1. 3. 2 传感器的动态特性 6 
1. 4 传感器技术的发展 9 
思考题与习题 10 
第 2 章 测量误差与数据处理 11 
2. 1 测量误差的基本概念 11 
2. 1. 1 量值 11 
2. 1. 2 误差的表达方法 11 
2. 2 误差的分类及其来源 13 
2. 2. 1 系统误差 13 
2. 2. 2 随机误差 13 
2. 2. 3 粗大误差 13 
2. 3 测量误差的处理 14 
2. 3. 1 随机误差的处理 14 
2. 3. 2 系统误差的处理 16 
2. 3. 3 粗大误差的处理 17 
思考题与习题 18 
第 3 章 温度传感器 19 
3. 1 热电偶 19 
3. 1. 1 热电偶传感器测温原理 19 
3. 1. 2 热电偶的基本定律 22 
3. 1. 3 热电偶的结构与种类 23 
3. 1. 4 热电偶的冷端温度补偿 25 
3. 1. 5 热电偶的实用测温电路 26 
3. 2 热电阻 27 
3. 2. 1 铂热电阻 27 
3. 2. 2 铜热电阻 28 
3. 2. 3 热电阻的测量电路 28 
3. 3 热敏电阻 29 
3. 3. 1 热敏电阻的结构与特点 29 
3. 3. 2 热敏电阻的类型及其温度特性 30 
3. 4 辐射式温度传感器 30 
3. 4. 1 辐射测温的物理基础 30 
3. 4. 2 辐射式测温方法 31 
3. 5 集成温度传感器 32 
3. 5. 1 集成温度传感器的工作原理及 
分类 32 
3. 5. 2 电压型集成温度传感器 
μPC616A / C 32 
3. 5. 3 电流型集成温度传感器 AD590 33 
3. 5. 4 数字型温度传感器 DS18B20 34 
3. 6 温度传感器的应用 34 
3. 6. 1 NTC 热敏电阻温度控制 34 
3. 6. 2 PTC 热敏电阻自动延时电路 34 
3. 6. 3 管道流量测量 35 
3. 6. 4 集成温度传感器温差测量 35 
思考题与习题 35 
第 4 章 力学量传感器 37 
4. 1 应变式压力传感器 37 
4. 1. 1 电阻应变效应 37 
4. 1. 2 电阻应变片的种类和结构 38 
4. 1. 3 电阻应变式传感器的测量电路 39 
4. 1. 4 电阻应变片温度误差及其补偿 42 
4. 2 压电式传感器 44 
4. 2. 1 压电效应 44 
4. 2. 2 压电材料 46Ⅵ 
4. 2. 3 测量电路 47 
4. 3 电容式传感器 51 
4. 3. 1 电容式传感器的工作原理 51 
4. 3. 2 电容式传感器的测量电路 55 
4. 3. 3 电容式压力传感器 57 
4. 4 电感式压力传感器 57 
4. 4. 1 自感式压力传感器 58 
4. 4. 2 互感式压力传感器 62 
4. 5 力学量传感器的应用 64 
4. 5. 1 电阻式传感器测量力、 重量和 
加速度 64 
4. 5. 2 压电式传感器测量力和加速度 68 
4. 5. 3 电容式传感器测量位移、 加速度、 
厚度和液位 68 
4. 5. 4 电感式传感器测量压力和加 
速度 70 
思考题与习题 72 
第 5 章 声波传感器 74 
5. 1 声波概述 74 
5. 1. 1 声波 74 
5. 1. 2 声波的物理特性 74 
5. 2 微波传感器 76 
5. 2. 1 微波传感器的工作原理 77 
5. 2. 2 微波传感器的组成 77 
5. 2. 3 微波传感器的特点 78 
5. 3 超声波传感器 78 
5. 3. 1 超声波及其特性 78 
5. 3. 2 超声波传感器的分类 78 
5. 4 次声波传感器 80 
5. 4. 1 次声波及其特性 80 
5. 4. 2 次声波传感器的分类 80 
5. 5 声波传感器的应用 81 
5. 5. 1 微波液位和湿度检测 81 
5. 5. 2 超声波物位、 流量测量和无损 
探伤 82 
5. 5. 3 次声波管道泄漏定位和灾害 
预测 85 
思考题与习题 86 
第 6 章 磁敏传感器 87 
6. 1 磁电感应式传感器 87 
6. 1. 1 磁电感应式传感器的工作原理 87 
6. 1. 2 磁电感应式传感器的测量电路 89 
6. 2 电涡流传感器 89 
6. 2. 1 电涡流传感器的工作原理 89 
6. 2. 2 电涡流传感器的测量电路 91 
6. 3 霍尔式传感器 92 
6. 3. 1 霍尔效应 92 
6. 3. 2 霍尔元件 93 
6. 3. 3 霍尔元件的误差及其补偿 94 
6. 3. 4 霍尔式传感器的基本测量电路 96 
6. 4 半导体磁阻传感器 96 
6. 4. 1 磁阻效应 96 
6. 4. 2 磁敏电阻元件 97 
6. 4. 3 磁敏电阻的温度补偿 97 
6. 5 结型磁敏器件 98 
6. 5. 1 磁敏二极管 98 
6. 5. 2 磁敏晶体管 99 
6. 6 磁敏传感器的应用 101 
6. 6. 1 磁电感应式振动速度传感器和 
电磁流量计 101 
6. 6. 2 电涡流传感器振幅、 转速测量和 
无损探伤 101 
6. 6. 3 霍尔式传感器位移、 转速和功率 
测量 102 
6. 6. 4 交流电流监视器 104 
6. 6. 5 磁电式无触点开关 104 
思考题与习题 105 
第 7 章 光电式传感器 106 
7. 1 光电式传感器的类型和基本形式 106 
7. 1. 1 光电式传感器的类型 106 
7. 1. 2 光电式传感器的基本形式 107 
7. 2 光电效应与光电器件 107 
7. 2. 1 外光电效应及其典型器件 108 
7. 2. 2 内光电效应及其典型器件 111 
7. 2. 3 光生伏特效应及其典型器件 114 
7. 3 光纤传感器 120 
7. 3. 1 光纤的传光原理及主要特性 121 
7. 3. 2 光纤传感器的组成和分类 122 
7. 4 计量光栅传感器 123 
7. 4. 1 光栅的结构和分类 123 
7. 4. 2 光栅传感器的工作原理 124 
7. 4. 3 辨向与细分技术 127 
7. 5 光电编码器 128 
7. 5. 1 工作原理 128 
7. 5. 2 光电码盘 129 
7. 6 红外传感器 131Ⅶ 
7. 6. 1 红外辐射基本性质 131 
7. 6. 2 热探测器 132 
7. 6. 3 光子探测器 133 
7. 7 CCD 图像传感器 133 
7. 7. 1 CCD 的基本结构和工作 
原理 134 
7. 7. 2 CCD 的特性参数 136 
7. 7. 3 CCD 图像传感器的分类 137 
7. 8 光电式传感器的应用 139 
7. 8. 1 精密核辐射探测器 139 
7. 8. 2 光电式火灾探测报警器 140 
7. 8. 3 路灯自动控制器和楼道双光控 
延时开关 141 
7. 8. 4 光电式数字转速计 141 
7. 8. 5 光纤温度、 图像和流量传感器 142 
思考题与习题 144 
第 8 章 气敏与湿敏传感器 146 
8. 1 气敏传感器 146 
8. 1. 1 气敏传感器概述 146 
8. 1. 2 半导体电阻式气敏传感器 147 
8. 1. 3 接触燃烧式气敏传感器 149 
8. 1. 4 红外吸收式气敏传感器 151 
8. 1. 5 热导式气敏传感器 153 
8. 1. 6 热磁式气体分析传感器 154 
8. 2 湿敏传感器 155 
8. 2. 1 湿敏传感器概述 155 
8. 2. 2 电阻式湿敏传感器 156 
8. 2. 3 电容式湿敏传感器 160 
8. 2. 4 集成电容式湿敏传感器 
IH3605 161 
8. 3 气敏与湿敏传感器的应用 163 
8. 3. 1 简易家用气体报警电路 163 
8. 3. 2 便携式矿井瓦斯超限报警器 163 
8. 3. 3 有害气体鉴别、 报警与控制 
电路 163 
8. 3. 4 酒精检测报警器 164 
8. 3. 5 汽车后风窗玻璃自动去湿装置 165 
8. 3. 6 房间湿度控制器 165 
8. 3. 7 镜面水汽清除器 166 
8. 3. 8 土壤缺水告知器 166 
8. 3. 9 电容式谷物水分测量仪 167 
8. 3. 10 重油含水量测量 168 
思考题与习题 170 
第 9 章 虚拟仪器 171 
9. 1 虚拟仪器概述 171 
9. 1. 1 虚拟仪器的组成 171 
9. 1. 2 虚拟仪器与传统仪器的比较 171 
9. 1. 3 虚拟仪器的优点 173 
9. 2 LabVIEW 虚拟仪器开发环境 173 
9. 2. 1 LabVIEW 程序的基本构成 173 
9. 2. 2 LabVIEW 程序的特点 174 
9. 3 虚拟仪器在工程中的应用 176 
9. 4 虚拟仪器数据采集 177 
9. 4. 1 数据采集 (DAQ) 系统组成 177 
9. 4. 2 数据采集 (DAQ) 设备 177 
9. 4. 3 DAQ 系统中的计算机 178 
9. 4. 4 DAQ 系统中的软件组件 178 
9. 4. 5 使用 LabVIEW 连接测量硬件 178 
9. 5 超越 PC 的虚拟仪器系统 183 
思考题与习题 183 
第 10 章 无线传感器网络与物联网 185 
10. 1 无线传感器网络 185 
10. 1. 1 无线传感器网络概念 185 
10. 1. 2 无线传感器网络工作原理 185 
10. 1. 3 无线传感器节点构成 186 
10. 2 物联网 187 
10. 2. 1 物联网的定义 187 
10. 2. 2 物联网的技术架构 187 
10. 2. 3 物联网的特点 188 
10. 3 物联网的无线通信技术 189 
10. 3. 1 近距离无线通信 189 
10. 3. 2 远距离移动无线通信 190 
10. 4 物联网的应用 191 
10. 4. 1 智能交通物联网 191 
10. 4. 2 智能家居物联网 193 
10. 4. 3 智能农业物联网 195 
10. 4. 4 智能医疗物联网 195 
思考题与习题 197 
第 11 章 自动检测系统 198 
11. 1 自动检测系统的结构组成 198 
11. 1. 1 自动检测系统的基本结构 198 
11. 1. 2 自动检测系统的组成 199 
11. 1. 3 自动检测系统的软件 202 
11. 2 自动检测系统的基本设计方法 204 
11. 2. 1 系统需求分析 204Ⅷ 
11. 2. 2 系统总体设计 204 
11. 2. 3 采样频率的确定 205 
11. 2. 4 标度变换 205 
11. 2. 5 硬件设计 206 
11. 2. 6 软件设计 208 
11. 2. 7 系统集成与维护 209 
11. 3 自动检测系统的设计案例 209 
11. 3. 1 智能人体电子秤 209 
11. 3. 2 基于虚拟仪器直流电动机性能的 
综合测试系统 211 
11. 3. 3 基于 ZigBee 建筑塔吊安全监测 
预警系统 216 
11. 3. 4 基于 WSN 和 COMWAY 协议温室 
大棚参数远程监控系统 221 
11. 3. 5 基于 GPRS 和 OneNet 水质远程 
监测预警系统 227 
思考题与习题 241 
参考文献 242