感測器與電測技術

《感測器與電測技術》是2017年4月清華大學出版社出版的圖書，作者是劉煥成。

基本介紹

• 中文名：感測器與電測技術
• 作者：劉煥成
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2017年4月
• 定價：49 元
• ISBN：9787302467328

內容簡介

本書全面系統地介紹感測器與電測技術。全書共12章。第1～2章從自動控制系統的需求分析入手，引出感測器的定義及作用。再從測量延伸到有效的測量結果全過程中所遇到的問題，提出誤差的概念、減小誤差的方法及誤差的處理等數學問題。第3章、第4章討論感測器的特性、性能指標及製造感測器的材料、工藝，並簡要介紹感測器命名及分類的國家標準。第1～4章屬於基礎篇。第5～11章占本書的主要篇幅,主要介紹各類感測器的原理、結構、測量電路、性能分析和套用實例。第12章為與本課程配套的課內實驗指導。

本書可作為高等院校電子信息工程、自動化、機電工程、道路交通控制等各專業感測器與電測技術等課程的教材或參考書，也可作為感測器套用領域的工程技術人員的參考書。

圖書目錄

第1章從控制系統談起1

1.1測量、檢測與控制系統1

1.1.1測量與檢測1

1.1.2感測器的定義2

1.1.3感測器的組成2

1.1.4有源和無源感測器3

1.2感測器在檢測系統中的作用與地位3

1.2.1感測器的作用3

1.2.2感測器的地位7

1.3感測器的分類及技術特點與學習策略8

1.3.1感測器的分類8

1.3.2感測器的技術特點與學習策略10

1.4感測器發展方向預測11

習題與思考題12

第2章測量誤差及處理方法13

2.1檢測系統誤差分析方法13

2.1.1誤差的基本概念13

2.1.2誤差的表示方法15

2.1.3測量儀器的準確度等級16

2.2誤差的分類和處理19

2.2.1誤差的分類19

2.2.2誤差的處理21

習題與思考題31

第3章感測器的特性與性能指標32

3.1感測器的靜態特性與性能指標32

3.1.1概述323.1.2感測器的靜態特性的數學模型33

3.1.3感測器的靜態特性的性能指標33

3.2感測器的動態特性與性能指標43

3.2.1傳遞函式43

3.2.2一階和二階的系統動態回響特性及指標45

3.2.3系統的串聯與並聯、傳遞函式的分解56

3.3感測器的其他特性58

習題與思考題61

◆感測器與電測技術第4章感測器的材料及加工工藝63

4.1製造感測器使用的材料63

4.1.1金屬材料63

4.1.2半導體材料63

4.1.3陶瓷敏感材料64

4.1.4石英敏感材料66

4.1.5金屬氧化物及合金材料66

4.1.6高分子敏感材料67

4.1.7其他敏感材料68

4.2感測器製造技術與工藝69

4.3感測器命名法及代碼74

4.3.1感測器命名法74

4.3.2感測器代碼標記方法76

習題與思考題80

第5章電阻式感測器81

5.1應變計81

5.1.1應變與應力81

5.1.2應變計工作原理83

5.1.3應變計分類85

5.1.4應變計套用舉例87

5.1.5電阻式感測器輸出信號調理電路之直流電橋89

5.2熱敏電阻器102

5.2.1溫標102

5.2.2熱敏電阻概述105

5.2.3熱敏電阻R/T關係的線性化114

5.2.4熱敏電阻的套用116

5.3熱電阻119

習題與思考題130

第6章半導體電阻式感測器132

6.1氣敏感測器132

6.1.1概述132

6.1.2電阻式半導體氣敏感測器的套用134

6.2電阻型半導體濕敏感測器139

6.2.1濕度的定義139

6.2.2相對濕度感測器的主要參數139

6.2.3濕度計與濕度感測器器件140

6.3光敏電阻146

習題與思考題152

第7章變電抗式感測器153

7.1自感式感測器153

7.1.1工作原理153

7.1.2輸出特性154

7.1.3測量電路156

7.1.4自感式感測器的特點159

7.2變壓器式感測器160

7.2.1工作原理與結構160

7.2.2輸出特性161

7.2.3LVDT的測量電路162

7.3電容式感測器168

7.3.1可變電容器的啟示168

7.3.2電容式感測器的結構與輸出特性170

7.3.3電容式感測器的等效電路174

7.3.4電容式感測器的測量電路175

7.3.5電容式感測器套用實例181

習題與思考題184

第8章有源感測器186

8.1熱電偶186

8.1.1熱電效應186

8.1.2常用熱電偶189

8.1.3熱電勢信號的傳輸195

8.1.4熱電勢信號的放大與調理199

8.2壓電式感測器204

8.2.1壓電效應及壓電材料204

8.2.2壓電方程207

8.2.3壓電式感測器測量電路210

8.2.4壓電式感測器的套用213

8.3光電式感測器218

8.3.1光敏二極體218

8.3.2熱釋電感測器223

習題與思考題229

第9章磁電式感測器230

9.1霍爾式感測器230

9.1.1霍爾效應230

9.1.2霍爾元件結構性能參數232

9.1.3霍爾元件信號調理234

9.1.4霍爾式感測器的套用238

9.2電流、電壓互感器240

9.2.1電流互感器240

9.2.2電壓互感器242

9.2.3利用霍爾元件測量功率243

習題與思考題248

第10章數字與集成感測器249

10.1光柵感測器249

10.1.1光柵的結構及工作原理249

10.1.2光柵感測器的組成251

10.2編碼器254

10.3集成感測器256

10.3.1模擬集成感測器256

10.3.2數字集成感測器259

習題與思考題270

第11章交通感測器271

11.1環形線圈車輛檢測器271

11.1.1電渦流式感測器271

11.1.2環形線圈車輛檢測器278

11.2地磁車輛檢測器281

11.2.1磁敏電阻281

11.2.2地磁車輛檢測器原理及套用283

11.3超音波車輛檢測器286

11.3.1超音波及其物理性質286

11.3.2超音波感測器288

11.3.3超音波感測器的套用291

11.3.4超音波測速及其套用293

11.3.5超音波車輛檢測器298

11.4微波車輛檢測器299

11.4.1概述299

11.4.2微波車輛檢測器299

11.4.3雷達測速儀300

11.5視頻交通檢測系統301

11.5.1圖像感測器302

11.5.2視頻交通檢測系統306

11.6壓電帶式交通感測器309

11.6.1壓電薄膜交通感測器309

11.6.2壓電薄膜交通感測器的鋪設方法311

11.6.3車輛輪軸距的檢測方案312

11.6.4動態稱重系統設計314

習題與思考題322

第12章課內實驗323

實驗1壓力感測器靜態特性測試與數據處理323

實驗2K型、J型熱電偶測溫實驗324

實驗3環形線圈車輛檢測器模擬套用326

實驗4儀表放大器的製作與性能測試329

實驗5數字集成溫度感測器測溫331

實驗6熱敏電阻線性化前後線性度對比332

實驗7壓電式加速度感測器信號的採集與處理333

實驗8壓電薄膜交通感測器車輛重量信息採集334

附錄A標準常態分配表337

附錄Bt分布表339

附錄C感測器產品與標記代碼對照表341

附錄DPt100鉑電阻R/t分度表346

附錄EPt1000鉑電阻R/t分度表348

參考文獻354