感測器與現代檢測技術

《感測器與現代檢測技術》一書，共8章，主要內容包括感測器與檢測技術基本概論、檢測系統的誤差合成、常用感測器的工作原理、常見非電參數的檢測方法、微弱信號檢測、檢測系統抗干擾技術、測量信號的調理及處理、現代檢測系統等。該書可以作為電氣工程及其自動化、機械設計製造及自動化、機電一體化、自動化、電子信息、測控技術與儀器等專業本科相關專業教材，也可作為廣大從事檢測技術開發與應用的工程技術人員的自學用書。

《感測器與現代檢測技術》是作者在多年從事感測器教學及科研的基礎上寫成的，內容豐富、全面、新穎，敘述力求由淺入深，對感測器原理力爭講清物理概念，對感測器的應用則充分結合生產和工程實踐，使教材具有一定的實用和參考價值。本教材突出應用性和針對性，強化實踐能力的培養，將感測器和工程檢測方面的知識有機地聯繫起來，使學生在掌握感測器原理的基礎上，更進一步地應用這方面的知識去解決工程檢測中的具體問題。同時，在編寫過程中，注意補充反映新器件、新技術的內容，力求使讀者了解前沿學科。

全書共8章，主要內容包括感測器與檢測技術基本概論、檢測系統的誤差合成、常用感測器的工作原理、常見非電參數的檢測方法、微弱信號檢測、檢測系統抗干擾技術、測量信號的調理及處理、現代檢測系統。

第1章 感測器與檢測技術基本概論

1.1 感測器的基本概論

1.1.1 感測器的定義

1.1.2 感測器的組成

1.1.3 感測器分類

1.1.4 感測器技術的發展方向

1.2 檢測技術的基本概論

1.2.1 檢測系統的定義

1.2.2 檢測系統的基本結構和類型

1.2.3 檢測系統的作用

1.2.4 檢測技術的現狀與發展

1.3 感測器與檢測系統的基本特性

1.3.1 感測器的數學模型概述

1.3.2 檢測系統的靜態特性與性能指標

1.3.3 檢測系統的動態特性與性能指標

1.3.4 實現不失真測量的條件

第2章 檢測系統的誤差合成

2.1 測量誤差的基本概念

2.1.1 測量誤差的名詞術語

2.1.2 測量誤差的分類

2.1.3 誤差產生的原因

2.1.4 測量誤差的表示方法

2.2 隨機誤差及其處理

2.2.1 隨機誤差的概率分佈

2.2.2 隨機誤差的估計

2.3 系統誤差的處理

2.3.1 系統誤差的判別

2.3.2 減小或消除系統誤差的方法

2.4 測量粗大誤差的存在判定準則

2.4.1 拉依達準則——3σ準則

2.4.2 格拉布斯準則——Grubbs

2.5 測量系統的誤差計算方法

2.5.1 測量系統隨機誤差的計算

2.5.2 測量系統系統誤差的計算

2.5.3 測量系統總誤差的計算

2.6 測量系統最佳測量方案的確定

2.6.1 微小誤差準則

2.6.2 確定最佳測量條件

2.6.3 函數誤差的分配

第3章 常用感測器的工作原理

3.1 電阻式感測器

3.1.1 金屬電阻應變片

3.1.2 半導體應變片

3.1.3 應變片的命名

3.1.4 電阻式感測器的測量電路

3.1.5 電阻式感測器的應用

3.2 電容式感測器

3.2.1 電容式感測器的特點

3.2.2 電容式感測器的工作原理和結構

3.2.3 電容式感測器測量電路

3.2.4 電容式感測器應用舉例

3.3 電感式感測器

3.3.1 自感式感測器

3.3.2 互感式感測器

3.3.3 電感式感測器的應用

3.4 電渦流式感測器

3.4.1 高頻反射渦流式感測器

3.4.2 低頻透射渦流式感測器

3.4.3 測量電路

3.4.4 應用舉例

3.5 壓電式感測器

3.5.1 壓電效應和壓電材料

3.5.2 壓電式感測器等效電路和測量電路

3.5.3 壓電式力感測器的合理使用

3.5.4 壓電式感測器的應用

3.6 磁電式感測器

3.6.1 動圈式磁電感測器

3.6.2 磁阻式磁電感測器

3.6.3 磁電式感測器的測量電路

3.7 熱電式感測器

3.7.1 熱電偶感測器

3.7.2 熱電阻感測器

3.8 光電式感測器

3.8.1 光電效應

3.8.2 光電導器件

3.8.3 光生伏特器件

3.8.4 光電耦合器件

3.8.5 電荷耦合器件

3.8.6 光電式感測器的其他應用

3.9 霍爾式感測器

3.9.1 霍爾元件

3.9.2 霍爾集成感測器

3.9.3 霍爾感測器的應用

3.10 光纖感測器

3.10.1 光纖感測器的組成

3.10.2 光纖感測器的分類

3.10.3 光纖感測器的工作原理

3.10.4 光纖感測器的實際應用

3.11 超聲波感測器

3.11.1 超聲檢測的物理基礎

3.11.2 超聲波感測器原理與結構

3.11.3 超聲波感測器基本應用電路

3.12 微波感測器

3.12.1 微波的基本知識

3.12.2 微波感測器及其分類

3.12.3 微波感測器的優點與存在問題

3.12.4 微波感測器的應用

3.13 紅外感測器

3.13.1 紅外感測器

3.13.2 紅外線感測器的應用

3.14 核輻射感測器

3.14.1 核輻射基本概念

3.14.2 核輻射式感測器原理及組成

3.14.3 輻射式感測器的應用

3.15 化學感測器

3.15.1 氣敏感測器

3.15.2 濕敏感測器

3.15.3 離子敏感測器

3.16 數字式感測器

3.16.1 數字式感測器的概述

3.16.2 編碼器

3.16.3 光柵式感測器

3.16.4 感應同步器

3.16.5 磁柵式感測器

3.16.6 容柵式感測器

3.17 生物感測器

3.17.1 生物感測器原理、特點及分類

3.17.2 幾種生物感測器

3.18 智能式感測器

3.18.1 智能感測器的特點

3.18.2 智能感測器的實現

3.18.3 智能感測器的應用

3.18.4 智能感測器的設計思路

3.19 微型感測器

3.19.1 MEMS技術與微型感測器

3.19.2 壓阻式微型感測器

3.19.3 電容式微型感測器

3.19.4 電感式微型感測器

3.19.5 熱敏電阻式微型感測器

3.19.6 隧道效應式微型感測器

3.20 模糊感測器

3.20.1 模糊感測器的概念及特點

3.20.2 模糊感測器結構

3.20.3 典型模糊感測器舉例

3.21 網路感測器

3.21.1 網路感測器的概念

3.21.2 網路感測器的類型

3.21.3 基於IEEE 1451標準的網路感測器

3.21.4 網路感測器所在網路的體系結構

第4章 常見非電參數的檢測方法

4.1 力、壓力和轉矩的測量

4.1.1 力的測量

4.1.2 壓力的測量

4.1.3 轉矩測量

4.1.4 力、壓力和轉矩的測量的應用

4.2 位移、物位和厚度的測量

4.2.1 位移測量

4.2.2 物位測量

4.2.3 厚度測量

4.3 速度、加速度與振動的測量

4.3.1 速度的測量

4.3.2 加速度與振動測量

4.4 轉速的測量

4.4.1 常用轉速感測器

4.4.2 磁電式感測器數字轉速儀測量電路

4.4.3 霍爾轉速測量裝置

4.5 雜訊測量

4.5.1 聲測量基礎

4.5.2 雜訊的頻譜和頻帶

4.5.3 雜訊的主觀評價

4.5.4 雜訊測量的基本原理和常用儀器

4.5.5 工業雜訊測量

4.6 溫度的測量

4.6.1 溫度的概念和測量方法

4.6.2 接觸式溫度測量

4.6.3 非接觸式溫度測量

4.6.4 溫度感測器的典型應用

4.7 流量的測量

4.7.1 流量概述和測量方法

4.7.2 轉速（速度）法測量流量

4.7.3 差壓（力）法測量流量

4.7.4 頻率法測量流量

4.7.5 時差法流量測量

4.8 成分量的測量

4.8.1 濕度感測器的典型應用實例

4.8.2 氣體感測器的典型應用實例

4.8.3 濃度的測量

4.9 視覺檢測技術

4.9.1 視覺檢測系統組成

4.9.2 視覺檢測系統的應用

第5章 微弱信號檢測

5.1 微弱信號檢測的基本概念

5.1.1 何謂微弱信號檢測

5.1.2 雜訊的基本性質

5.2 微弱信號檢測方法

5.2.1 微弱信號的時域檢測方法

5.2.2 微弱信號的頻域檢測方法

5.3 微弱信號檢測技術

5.3.1 電容檢測

5.3.2 壓阻檢測

5.3.3 壓電檢測

5.3.4 隧道檢測

5.3.5 熱流式檢測

5.3.6 諧振式檢測

5.3.7 光纖式檢測

5.3.8 混沌檢測

第6章 檢測系統抗干擾技術

6.1 干擾的分類

6.1.1 外部干擾

6.1.2 內部干擾

6.2 干擾的引入

6.2.1 串模干擾

6.2.2 共模干擾

6.3 干擾的抑制方法

6.3.1 計算機檢測系統的接地

6.3.2 接地的類型

6.3.3 隔離與耦合

6.3.4 布線抗干擾措施

6.3.5 軟體抗干擾措施

第7章 測量信號的調理及處理

7.1 信號調理電路

7.1.1 信號放大電路

7.1.2 信號濾波電路

7.1.3 信號轉換電路

7.1.4 信號的非線性校正與補償

7.1.5 調製與解調

7.2 多感測器信息融合

7.2.1 信息融合的基本概念

7.2.2 信息融合的基本原理

7.2.3 多感測器信息融合的結構及功能模型

7.2.4 多感測器信息融合演演算法

7.2.5 多感測器信息融合技術的應用實例

第8章 現代檢測系統

8.1 計算機檢測技術

8.1.1 計算機檢測系統概述

8.1.2 數據的採集與保持

8.1.3 輸入通道的計算機介面技術

8.1.4 輸出通道的計算機介面技術

8.1.5 計算機檢測系統的設計

8.1.6 計算機檢測技術應用實例

8.2 虛擬儀器

8.2.1 虛擬儀器的概述

8.2.2 虛擬儀器的整體設計

8.2.3 虛擬儀器系統開發環境

8.2.4 虛擬儀器系統的數據採集實現

8.2.5 虛擬儀器的綜合實例和工程實例

8.3 網路監控系統

8.3.1 系統總體分析和規劃

8.3.2 網路監控系統關鍵技術實現

8.4 智能檢測系統

8.4.1 智能檢測系統的組成

8.4.2 智能檢測系統的分析與設計

8.4.3 典型智能檢測系統舉例

參考文獻

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