传感检测技术

传感器技术是新一代信息技术三大组成部分之一，是发展物联网及其应用的关键和瓶颈。检测技术是工业生产和科学实验中对信息进行获取、传递、处理的一系列技术的总称，它的基本任务就是获取有用的信息，通过选用专门的传感器，设计合理的实验方法以及建立恰当的数学模型进行信号分析与数据处理，从而获得与被测对象有关的信息并将其进行显示或传输给其他处理装置或控制系统等。本书主要针对普通高等院校仪器仪表类及其相关专业学生的特点，注重传感器基本工作原理与检测技术实践相结合编写而成。
本书的特点是从基本概念、基本原理出发，从定性和定量的角度详细阐述了常用传感器的工作原理、输入/输出特性、典型测量电路以及工程应用实例分析，并且结合应用实例详细描述了新型的比较实用的传感检测技术； 同时结合CSY3000型传感器平台设计了10个典型的动手实验，从而提升学生的实践能力； 另外，每章都设有思考题与习题。本书注重基础，不涉及设计制造以及与专业的其他课程中（如电子线路、计算机组成原理与接口技术、单片机技术等）内容重复的知识点。
全书共分为14章，第1章绪论，介绍了传感器的基本概念和发展趋势；  第2章介绍了检测技术的基本知识； 第3~13章按工作原理分别介绍了典型传感器的基本原理、结构、测量电路以及实例分析，包括电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、电涡流式传感器、压电式传感器、电动势式传感器、温度传感器、光电式传感器、气敏及湿敏传感器、数字式传感器和智能传感器与软传感器；  第14章介绍了新型的比较实用的传感检测技术。
本书内容通俗易懂，注重基本概念、基本原理的理解，注重培养学生解决实际问题的能力。本书可作为普通高等院校仪器仪表类及其相近专业的教材，也可供从事检测技术工作的工程技术人员参考。书中各章节内容有一定的独立性，可供其他专业根据需要选用。
全书由桑海峰任主编，邢燕好、刘博、李德健任副主编，参编人员还有朱光普、张腾飞、陈旺兴、黄茂、梁月莹、李想等。
本书在编写过程中参考了一些相关教材和文献资料，在此向所有参考文献的作者表示衷心的感谢。由于传感检测技术涉及的学科众多、知识面广泛，而我们学识有限，书中如有理解局限和不妥之处，恳请读者指正。

编者

2021年1月

本书可以分为三大部分，部分介绍传感检测系统的组成、传感器的基本概念和发展趋势、传感检测技术基本知识等；第二部分按工作原理分别介绍了典型传感器的基本原理、结构、测量电路以及实例分析，包括电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、电涡流传感器、压电式传感器、电动势式传感器、光电式传感器、温度传感器、气敏及湿敏传感器和智能传感器与软传感器、数字式传感器等；第三部分介绍了新型的比较实用的传感检测技术。

桑海峰,男，1978年生，博士，教授，博士生导师。现为沈阳工业大学信息科学与工程学院测控系主任，辽宁省“百千万人才工程”千人层次人选。现主要从事智能视频分析、机器视觉检测与图像识别、无人驾驶之环境感知技术、深度学习技术研究。近年来，主持和参与国家及省部级科研项目10项目，发表学术论文50篇，被SCI、EI检索34篇，授权发明专利3项，出版教材1部。主讲本科课程《非电量电测技术》《工程光学》。

第1章绪论

1.1传感检测系统的组成

1.2传感器发展现状与趋势

1.3本书内容及与其他课程的关系

第2章检测技术基本知识

2.1测量的基本知识

2.2测量系统的输入输出特性

2.3传感器的分类和性能指标

思考题与习题

第3章电阻式传感器

3.1电阻应变式传感器

3.2测量电桥

3.3电位器式电阻传感器

3.4电阻应变式传感器应用

3.5实验——应变片单臂、半桥、全桥性能实验

思考题与习题

第4章电容式传感器

4.1传感器原理及结构形式

4.2传感器静态特性

4.3电容式传感器测量电路

4.4电容式传感器设计问题

4.5电容式传感器应用举例

4.6实验——电容式传感器的位移实验

思考题与习题

第5章电感式传感器

5.1自感型传感器

5.2电感式传感器测量电路

5.3互感型电感式传感器

5.4应用举例

5.5实验——差动变压器的性能实验

思考题与习题

第6章电涡流式传感器

6.1工作原理

6.2电涡流的分布和强度

6.3电涡流式传感器的设计

6.4测量电路

6.5电涡流式传感器应用

6.6实验——电涡流式传感器位移实验

思考题与习题

第7章压电式传感器

7.1压电效应

7.2压电材料简介

7.3压电式传感器的测量电路

7.4压电式传感器应用

7.5实验——压电式传感器测振动实验

思考题与习题

第8章电动势式传感器

8.1磁电式传感器

8.2霍尔传感器

8.3实验——霍尔传感器测转速实验

思考题与习题

第9章温度传感器

9.1热电偶

9.2热电阻

9.3热敏电阻
9.4集成温度传感器

9.5实验——集成温度传感器温度特性实验

思考题与习题

第10章光电式传感器

10.1外光电效应及其器件

10.2内光电效应及器件

10.3光电式传感器应用举例

10.4电荷耦合器件

10.5光纤传感器

10.6实验——光纤位移传感器测位移特性实验

思考题与习题

第11章气敏及湿敏传感器

11.1气敏传感器

11.2湿敏传感器

11.3实验一——气敏传感器

11.4实验二——湿敏传感器

思考题与习题

第12章数字式传感器

12.1感应同步器

12.2光栅传感器

12.3编码器

12.4频率式传感器

12.5磁栅传感器

思考题与习题

第13章智能传感器与软传感器

13.1智能传感器

13.2软传感器

思考题与习题

第14章典型传感检测技术应用

14.1红外检测技术

14.2激光检测技术

14.3声发射检测技术

14.4电磁超声检测技术

14.5微波检测技术

思考题与习题

参考文献

本书可以分为三大部分，部分介绍传感检测系统的组成、传感器的基本概念和发展趋势、传感检测技术基本知识等；第二部分按工作原理分别介绍了典型传感器的基本原理、结构、测量电路以及实例分析，包括电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、电涡流传感器、压电式传感器、电动势式传感器、光电式传感器、温度传感器、气敏及湿敏传感器和智能传感器与软传感器、数字式传感器等；第三部分介绍了新型的比较实用的传感检测技术。

桑海峰,男，1978年生，博士，教授，博士生导师。现为沈阳工业大学信息科学与工程学院测控系主任，辽宁省“百千万人才工程”千人层次人选。现主要从事智能视频分析、机器视觉检测与图像识别、无人驾驶之环境感知技术、深度学习技术研究。近年来，主持和参与国家及省部级科研项目10项目，发表学术论文50篇，被SCI、EI检索34篇，授权发明专利3项，出版教材1部。主讲本科课程《非电量电测技术》《工程光学》。