感測器與數據採集原理

內容簡介

感測器技術是IT技術的一個重要分支，它被廣泛地套用於工業控制、數據採集和儀器儀表等眾多領域。近幾年來，隨著納米技術和各種新材料的不斷湧現，各種高性能、高集成度、低成本的新型感測器不斷興起，感測器的套用領域不斷擴大。除了工業控制外，民用娛樂性、消費性產品上也隨處可見感測器的身影，例如穿戴式手環、智慧型手機、機器人等。
胡學海主編的《感測器與數據採集原理(高等院校十二五精品規劃教材)》共分13章，第0章到**1章結合數據採集原理介紹常用感測器(溫度、壓力、加速度)及新型感測器(如化學感測器、生物感測器、納米感測器)的工作原理、結構、信號調節電路、數據採集的基本原理及套用，著重介紹了不同感測器信號調節和數據採集中可能出現的問題及其解決方案；第 12章是感測器的套用數據手冊和相關套用實例。通過這些內容的學習，大家可以從整體上了解感測器的基本知識、基本結構、工作原理、設計方法等。
本書內容全面、敘述清楚，關注*新的感測器套用技術、規範及學術界和工業界的研究進展，注重內容的實用性，並通過開發範例進行詳細講解。
本書可作為高等院校通信、控制、電工、電子、計算機、機械電子等專業的本科和碩士研究生教材，也可作為相關技術培訓教材，還可供工程技術人員自學參考。

前言第0章緒論 0.1 本書結構及閱讀指南 0.2 感測器的基本知識 0.2.1 感測器及數據採集的定義和術語 0.2.2 感測器的組成與分類 0.3 感測器的套用與發展思考題與習題第1章感測器原理及數據採集基礎 1.1 測量系統 1.1.1 測量系統的組成原理 1.1.2 計算機測量系統的組成與特點 1.2 感測器的特性 1.2.1 感測器的靜態特性 1.2.2 感測器的動態特性 1.2.3 感測器的測量誤差與其他特性 1.3 感測器的選擇 1.4 感測器的標定 1.4.1 感測器的靜態標定 1.4.2 感測器的動態標定 1.5 數據採集 1.5.1 採樣 1.5.2 量化 1.5.3 編碼思考題與習題第2章感測器信號調理 2.1 電橋 2.1.1 電橋的基本原理 2.1.2 電橋輸出的設計 2.1.3 惠斯通電橋存在的系統誤差及其消除方法 2.2 信號調理放大器 2.2.1 信號調理放大器的參數 2.2.2 運放的誤差和非線性 2.2.3 運放的噪聲 2.2.4 特殊放大器 2.3 數模轉換 2.3.1 A/D的分類 2.3.2 A/D的指標 2.3.3 A/D的原理及特性 2.3.4 A/D轉換器的選擇 2.4 多路開關 2.5 片上數采系統思考題與習題第3章電阻式感測器 3.1 概述 3.1.1 彈性敏感元件的特性 3.1.2 彈性敏感元件的設計 3.2 應變片 3.2.1 電阻應變式感測器的工作原理 3.2.2 分類與參數 3.2.3 動態回響特性 3.2.4 溫度誤差與補償 3.2.5 信號調節電路 3.3 熱敏電阻 3.3.1 工作原理 3.3.2 特性參數 3.3.3 分類與套用 3.3.4 線性化 3.4 其他電阻式感測器思考題與習題第4章電容式感測器 4.1 概述 4.1.1 原理、分類、結構與參數 4.1.2 特點 4.2 電容式感測器的工作原理、等效電路及誤差分析 4.2.1 變間隙的電容式感測器 4.2.2 變面積的電容式感測器 4.2.3 變介質型電容式感測器 4.2.4 等效電路分析 4.3 電容感測器套用系統分析 4.3.1 信號調理電路. 4.3.2 影響精度的因素及改進措施 4.4 電容式感測器的套用思考題與習題第5章電感式感測器 5.1 概述 5.2 變磁阻式感測器原理 5.2.1 工作原理及結構 5.2.2 等效電路 5.2.3 輸出特性及誤差分析 5.2.4 影響感測器精度的因素分析 5.3 差動變壓器 5.3.1 工作原理 5.3.2 等效電路 5.3.3 基本特性 5.3.4 差動變壓器的信號調節電路 5.4 渦流式感測器 5.4.1 高頻反射式渦流感測器 5.4.2 低頻透射式渦流感測器 5.5 電感式感測器的套用思考題與習題第6章電荷類感測器 6.1 概述 6.2 壓電式感測器工作原理 6.2.1 壓電效應 6.2.2 等效電路 6.3 信號調節電路 6.3.1 電壓放大器 6.3.2 電荷放大器 6.4 電荷類感測器的套用思考題與習題第7章電勢類感測器 7.1 概述 7.1.1 電勢式感測器的特點 7.1.2 熱電式感測器 7.2 熱電式感測器原理 7.2.1 熱電偶原理 7.2.2 輸出特性及調節電路 7.2.3 熱電阻原理 7.3 光電式感測器原理 7.3.1 光的基本特性 7.3.2 光電效應 7.3.3 輸出特性及調節電路 7.4 電勢類感測器的套用思考題與習題第8章場與輻射感測器 8.1 概述 8.2 磁敏感測器 8.2.1 霍爾效應 8.2.2 影響霍爾效應的因素 8.2.3 霍爾元器件的外形、特點及補償方法 8.2.4 其他磁敏感測器 8.3 聲敏感測器 8.3.1 聲敏感測器的原理和套用 8.3.2 水聲感測器 8.3.3 超音波感測器 8.3.4 聲表面波感測器 8.4 輻射類感測器 8.4.1 輻射類感測器的原理 8.4.2 可見光感測器 8.4.3 紅外感測器思考題與習題第9章新型感測器 9.1 化學感測器 9.1.1 化學感測器的特點 9.1.2 構成與分類 9.1.3 化學感測器的原理 9.2 生物感測器 9.2.1 生物感測器的定義 9.2.2 生物感測器的原理、結構與分類 9.2.3 生物感測器的參數和特點 9.2.4 生物感測器的套用 9.3 納米感測器 9.3.1 納米感測器的原理與特點 9.3.2 納米材料 9.3.3 納米感測器的套用思考題與習題第10章感測器系統與智慧型感測器 10.1 概述 lO.1.1 智慧型感測器的定義與特點 10.1.2 智慧型感測器的套用和發展 10.2 智慧型感測器的構成 1O.3 智慧型感測器的實現 10.3.1 智慧型感測器的標準 10.3.2 信號調節與放大的數字補償 10.3.3 智慧型感測器的軟體 10.4 複合感測器(電子鼻子) 10.4.1 化學感測器 10.4.2 質譜和離子流譜分析 10.4.3 套色板(氣象色譜) 10.4.4 紅外譜和THz譜分析 10.5 感測器陣列 10.5.1 陣列式智慧型感測器的定義 10.5.2 陣列式智慧型感測器的結構思考題與習題第11章無線感測器 11.1 概述 11.1.1 無線感測器網路的套用與發展 11.1.2 無線感測器網路的構成 11.2 無線感測器網路的節點 11.2.1 節點的構成及特點 11.2.2 節點的基本參數 11.3 無線感測器網路的特點與協定 11.3.1 無線感測器網路的特點與自組織特性 11.3.2 無線感測器網路的拓撲控制 11.3.3 無線感測器網路的路由協定 11.3.4 無線感測器網路的數據鏈路協定 11.3.5 無線感測器網路的能量問題 11.3.6 無線感測器網路的安全問題 11.4 無線感測器網路的套用與展望思考題與習題第12章常用感測器的分類與特點 12.1 概述 12.2 溫度感測器 12.3 濕度感測器 12.4 壓力感測器 12.5 加速度與振動感測器 12.6 流量感測器 12.7 位置感測器附錄常用術語和專業辭彙表參考文獻

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