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第1章 绪论1

1.1 传感器与测试技术概述2

1.1.1 传感器与测试技术的应用2

1.1.2 测试工作的任务4

1.2 传感器技术5

1.2.1 传感器的定义、组成、分类5

1.2.2 传感器常用技术指标及选用原则6

1.2.3 传感器的静态特性、动态特性及标定7

1.2.4 传感器技术的发展趋势10

1.3 测试技术11

1.3.1 测试技术的基本概念、测试系统的组成、测试方法的分类11

1.3.2 测试系统的静态特性、动态特性及标定13

1.3.3 测试系统标定的意义17

1.3.4 测试技术的发展趋势17

本章小结18

本章习题18

思考题18

第2章 测量转换基本电路19

2.1 测量转换基本电路概述20

2.1.1 测量转换电路在测试系统中的作用20

2.1.2 测量转换电路的应用范围与原则21

2.2 电桥22

2.2.1 直流电桥22

2.2.2 交流电桥25

2.2.3 电桥平衡的调节27

2.2.4 使用方法28

2.3 信号放大电路29

2.3.1 基本放大电路29

2.3.2 测量放大电路35

2.3.3 隔离放大电路37

2.4 信号滤波电路41

2.4.1 滤波器分类41

2.4.2 理想滤波器42

2.4.3 实际滤波器43

2.4.4 无源滤波器44

2.4.5 有源滤波器47

2.4.6 数字滤波器48

2.5 信号转换电路49

2.5.1 A/D转换与D/A转换50

2.5.2 U/F转换与F/U转换55

2.6 调制与解调58

2.6.1 调制59

2.6.2 解调63

本章小结66

本章习题66

思考题66

第3章 电路参量式传感器原理与应用67

3.1 电阻式传感器68

3.1.1 工作原理及特性68

3.1.2 测量电路及应用实例74

3.2 压阻式传感器75

3.2.1 工作原理及特性76

3.2.2 测量电路及应用实例79

3.3 电位计式传感器82

3.3.1 工作原理及特性82

3.3.2 测量电路及应用实例86

3.4 热电阻式传感器87

3.4.1 工作原理及特性87

3.4.2 测量电路及应用实例91

3.5 电容式传感器93

3.5.1 工作原理及特性93

3.5.2 测量电路及应用实例96

3.6 电感式传感器98

3.6.1 工作原理及特性98

3.6.2 测量电路及应用实例101

3.6.3 电涡流式传感器103

本章小结108

本章习题108

思考题109

第4章 电动势式传感器原理及应用111

4.1 压电式传感器112

4.1.1 工作原理及特性112

4.1.2 测量电路114

4.1.3 应用实例119

4.2 磁电式传感器121

4.2.1 工作原理及特性121

4.2.2 测量电路126

4.2.3 应用实例126

4.3 热电偶传感器128

4.3.1 工作原理及特性128

4.3.2 热电偶温度测量连接方式133

4.3.3 应用实例137

4.4 霍尔传感器138

4.4.1 工作原理及特性138

4.4.2 应用实例140

本章小结142

本章习题143

思考题144

第5章 光电传感器原理及应用145

5.1 光电效应与光电器件146

5.1.1 光电效应146

5.1.2 光电器件的基本特性146

5.1.3 光电器件的应用149

5.2 光纤传感器151

5.2.1 工作原理及特性151

5.2.2 应用实例153

5.3 光电式编码器155

5.3.1 工作原理及特性155

5.3.2 应用实例157

5.4 光栅式传感器158

5.4.1 工作原理及特性158

5.4.2 辨向原理及应用实例160

5.5 激光传感器162

5.5.1 工作原理及特性162

5.5.2 应用实例167

5.6 CCD图像传感器168

5.6.1 工作原理及特性168

5.6.2 应用实例171

5.7 CMOS图像传感器173

5.7.1 工作原理及特性173

5.7.2 应用实例175

本章小结177

本章习题177

思考题178

第6章 辐射式传感器原理及应用179

6.1 红外传感器180

6.1.1 工作原理及特性180

6.1.2 应用实例182

6.2 超声波传感器185

6.2.1 工作原理及特性185

6.2.2 测量电路及应用实例188

6.3 核辐射传感器193

6.3.1 工作原理及特性194

6.3.2 应用实例197

本章小结200

本章习题201

思考题201

第7章 智能传感器原理及应用203

7.1 微型传感器204

7.1.1 概念及特点204

7.1.2 典型微型传感器及应用实例205

7.2 模糊传感器214

7.2.1 工作原理及特性214

7.2.2 典型模糊传感器及应用实例220

7.3 网络传感器223

7.3.1 基本概念及类型223

7.3.2 典型网络传感器及应用实例225

本章小结230

本章习题230

思考题231

第8章 机器人传感技术233

8.1 机器人视觉传感技术234

8.1.1 固态图像传感器234

8.1.2 双目立体视觉系统234

8.2 机器人触觉传感技术236

8.2.1 触觉传感器236

8.2.2 仿生皮肤239

8.3 机器人嗅觉传感技术240

8.3.1 气敏传感器240

8.3.2 电子鼻241

8.4 机器人味觉传感技术242

8.4.1 味觉传感器242

8.4.2 电子舌243

8.5 机器人听觉传感技术243

8.5.1 听觉传感器244

8.5.2 语音识别系统245

本章小结245

本章习题246

思考题246

第9章 虚拟仪器及在测试系统中的应用247

9.1 虚拟仪器概述248

9.1.1 虚拟仪器技术248

9.1.2 NI LabVIEW概述250

9.2 LabVIEW程序设计基础252

9.2.1 LabVIEW数据类型252

9.2.2 相关函数258

9.2.3 数据分析与处理模板262

9.2.4 程序设计基础268

9.2.5 NI测量与自动化浏览器介绍281

9.2.6 DAQ助手287

9.3 虚拟仪器在传感器与测试技术中的应用实例289

9.3.1 LabVIEW辅助测试技术289

9.3.2 基于虚拟仪器技术的电机参数测试系统291

本章小结295

本章习题295

思考题296

第10章 传感器与测试技术应用实例297

10.1 传感器在飞行器交会对接中的应用298

10.1.1 相关传感器技术298

10.1.2 线速度和线加速度的测量301

10.1.3 角速度和角加速度的测量302

10.1.4 目标飞行器姿态的测量306

10.2 传感器与测试技术在直流输电在线监测系统中的应用309

10.2.1 相关传感器技术309

10.2.2 气象信息的测量310

10.2.3 微风振动信息的测量312

10.2.4 线路舞动信息的测量313

10.2.5 其他信息的测量314

本章小结315

本章习题315

思考题315

第11章 实验内容及要求317

11.1 温度测量317

11.1.1 热电阻传感器测量温度性能实验317

11.1.2 热电偶传感器测量温度性能实验318

11.1.3 集成温度传感器测量温度性能实验320

11.2 位移测量321

11.2.1 电容式传感器位移测量321

11.2.2 电感式传感器位移测量323

11.2.3 光电传感器位移测量325

11.3 电磁流量计测量实验326

11.4 基于CMOS图像传感器的图像测量329

11.5 LabVIEW模拟电压采集实验331

附录 本书习题参考答案337

参考文献343