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传感器与检测技术(第5版)
作   译   者:徐科军 出 版 日 期:2021-06-01
出   版   社:电子工业出版社 维   护   人:凌毅 
书   代   号:G0406660 I S B N:9787121406669

图书简介:

本书包括自动检测技术的基础知识、传感器原理与应用、过程检测仪表和自动检测的共性技术及新发展4部分内容。第1部分介绍传感器与自动检测技术的基本概念、测量误差与数据处理及传感器的静/动态特性和标定方法。第2部分介绍电阻式传感器、变电抗式传感器、光电式传感器和电动势式传感器的工作原理与应用。第3部分介绍温度检测、流量检测、物位检测和成分检测。第4部分介绍误差修正技术、MEMS技术与微型传感器、虚拟仪器、无线传感器网络、多传感器数据融合和软测量技术。
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    ISBN:9787121406669

    开 本:16(185*260)

    印 张:19.75

    版 次:1

    页 数:316

    字 数:530

    内容简介

    本书包括自动检测技术的基础知识、传感器原理与应用、过程检测仪表和自动检测的共性技术及新发展4部分内容。第1部分介绍传感器与自动检测技术的基本概念、测量误差与数据处理及传感器的静/动态特性和标定方法。第2部分介绍电阻式传感器、变电抗式传感器、光电式传感器和电动势式传感器的工作原理与应用。第3部分介绍温度检测、流量检测、物位检测和成分检测。第4部分介绍误差修正技术、MEMS技术与微型传感器、虚拟仪器、无线传感器网络、多传感器数据融合和软测量技术。

    本书目录

    第1章  绪论
        1.1  自动检测技术概述
            1.1.1  自动检测技术的重要性
            1.1.2  自动检测系统的组成
            1.1.3  自动检测技术的发展趋势
        1.2  传感器概述
            1.2.1  传感器的定义
            1.2.2  传感器的组成
            1.2.3  传感器的分类
        1.3  测量误差与数据处理
            1.3.1  测量误差的概念和分类
            1.3.2  精度
            1.3.3  测量误差的表示方法
            1.3.4  随机误差
            1.3.5  系统误差
            1.3.6  粗大误差
            1.3.7  测量不确定度
            1.3.8  数据处理的基本方法
        1.4  传感器的一般特性
            1.4.1  传感器的静态特性
            1.4.2  传感器的动态特性
        1.5  传感器的标定和校准
            1.5.1  传感器的静态标定
            1.5.2  传感器的动态标定
        思考题与习题1
    第2章  电阻式传感器原理与应用
        2.1  电阻应变式传感器
            2.1.1  电阻应变片的工作原理
            2.1.2  电阻应变片的特性
            2.1.3  电阻应变片的测量电路
            2.1.4  电阻应变式传感器的应用
        2.2  压阻式传感器
            2.2.1  半导体的压阻效应
            2.2.2  半导体应变片
            2.2.3  扩散型压阻式压力传感器
            2.2.4  压阻式加速度传感器
            2.2.5  测量电桥及温度补偿
        思考题与习题2
    第3章  变电抗式传感器原理与应用
        3.1  自感式传感器
            3.1.1  自感式传感器的工作原理
            3.1.2  变气隙式自感传感器
            3.1.3  变面积式自感传感器
            3.1.4  螺线管式自感传感器
            3.1.5  自感式传感器的测量电路
            3.1.6  自感式传感器的应用
        3.2  差动变压器
            3.2.1  变气隙式差动变压器
            3.2.2  螺线管式差动变压器
            3.2.3  差动变压器的性能
            3.2.4  差动变压器的测量电路
            3.2.5  差动变压器的应用
        3.3  电涡流式传感器
            3.3.1  电涡流式传感器的工作原理
            3.3.2  电涡流式传感器的类型
            3.3.3  电涡流式传感器的应用
        3.4  电容式传感器
            3.4.1  电容式传感器的工作原理
            3.4.2  电容式传感器的主要性能
            3.4.3  电容式传感器的特点和设计要点
            3.4.4  电容式传感器的等效电路
            3.4.5  电容式传感器的测量电路
            3.4.6  电容式传感器的应用
        思考题与习题3
    第4章  光电式传感器原理与应用
        4.1  光电效应和光电器件
            4.1.1  光电管
            4.1.2  光电倍增管
            4.1.3  光敏电阻
            4.1.4  光敏二极管和光敏晶体管
            4.1.5  光电池
            4.1.6  光电器件的应用
        4.2  光电码盘
            4.2.1  工作原理
            4.2.2  码盘和码制
            4.2.3  二进制码与循环码的转换
            4.2.4  光电码盘的应用
        4.3  电荷耦合器件
            4.3.1  电荷耦合器件的结构和工作原理
            4.3.2  CCD图像传感器
            4.3.3  图像传感器的应用
        4.4  光纤传感器
            4.4.1  光纤的结构和导光原理
            4.4.2  光纤的主要参数
            4.4.3  光纤传感器的结构组成
            4.4.4  光纤传感器的分类
            4.4.5  光纤传感器的特点
            4.4.6  光纤传感器的应用
        4.5  光栅传感器
            4.5.1  光栅传感器的结构
            4.5.2  莫尔条纹形成的原理
            4.5.3  莫尔条纹技术的特点
            4.5.4  光栅的光路
            4.5.5  辨向原理
            4.5.6  细分技术
        思考题与习题4
    第5章  电动势式传感器原理与应用
        5.1  磁电式传感器
            5.1.1  磁电式传感器的工作原理
            5.1.2  动圈式磁电传感器
            5.1.3  磁阻式磁电传感器
            5.1.4  磁电式传感器的动态特性
        5.2  霍尔传感器
            5.2.1  霍尔传感器的工作原理
            5.2.2  霍尔元件的结构和基本电路
            5.2.3  霍尔元件的主要特性参数
            5.2.4  霍尔元件的误差及补偿
            5.2.5  霍尔传感器的应
        5.3  压电式传感器
            5.3.1  压电式传感器的工作原理
            5.3.2  压电元件的等效电路及测量电路
            5.3.3  压电式传感器的应用
        思考题与习题5
    第6章  温度检测
        6.1  概述
            6.1.1  温度的基本概念和测量方法
            6.1.2  温标
        6.2  热电阻传感器
            6.2.1  金属热电阻
            6.2.2  半导体热敏电阻
            6.2.3  热电阻传感器的应用
        6.3  热电偶传感器
            6.3.1  热电偶测温原理
            6.3.2  热电偶的基本定律
            6.3.3  热电偶的冷端处理和补偿
            6.3.4  标准化热电偶
            6.3.5  非标准化热电偶
            6.3.6  热电偶的结构形式
            6.3.7  热电偶的安装注意事项
            6.3.8  热电偶非线性补偿与应用
        6.4  非接触式测温
            6.4.1  热辐射基本定律
            6.4.2  光学高温计
            6.4.3  光电高温计
            6.4.4  辐射温度计
            6.4.5  比色温度计
        思考题与习题6
    第7章  流量检测
        7.1  流量的基本概念
            7.1.1  流量测量的基本概念
            7.1.2  流量检测的方法和分类
        7.2  差压式流量计
            7.2.1  差压式流量计的结构与工作原理
            7.2.2  节流装置
            7.2.3  安装注意事项
        7.3  电磁流量计
            7.3.1  电磁流量计的结构与工作原理
            7.3.2  选用与安装注意事项
        7.4  涡轮流量计
            7.4.1  涡轮流量计的结构与工作原理
            7.4.2  涡轮流量计的特点与应用
            7.4.3  安装注意事项
        7.5  涡街流量计
            7.5.1  涡街流量计的结构与工作原理
            7.5.2  安装与使用注意事项
        7.6  超声波流量计
            7.6.1  超声波流量计的工作原理
            7.6.2  选用与安装注意事项
        7.7  质量流量计
            7.7.1  直接式质量流量计
            7.7.2  间接式质量流量计
        思考题与习题7
    第8章  物位检测
        8.1  概述
            8.1.1  物位检测的基本概念
            8.1.2  物位计分类
        8.2  超声波物位计
            8.2.1  概述
            8.2.2  连续式超声波物位计
            8.2.3  超声波物位开关
            8.2.4  超声波检测液-液相界面
        8.3  雷达物位计
            8.3.1  雷达物位计分类
            8.3.2  导波式雷达物位计
        思考题与习题8
    第9章  成分检测
        9.1  概述
            9.1.1  成分分析仪器简介
            9.1.2  成分分析仪器的分类
            9.1.3  成分分析仪器的组成
            9.1.4  成分分析仪器的主要性能指标
        9.2  热导式气体分析仪
            9.2.1  基本原理
            9.2.2  热导池
            9.2.3  测量电路
            9.2.4  热导式气体分析仪的应用
        9.3  氧化锆氧量分析仪
            9.3.1  工作原理
            9.3.2  氧化锆探头
            9.3.3  氧化锆氧量分析仪的应用
        9.4  红外线气体分析仪
            9.4.1  工作原理
            9.4.2  红外线气体分析仪的结构
            9.4.3  红外线气体分析仪的应用
        9.5  气相色谱仪
            9.5.1  色谱分析方法的由来
            9.5.2  气相色谱法的分离原理
            9.5.3  定性分析和定量分析
            9.5.4  工业气相色谱仪的基本组成
            9.5.5  气相色谱仪的新发展
        思考题与习题9
    第10章  自动检测的共性技术及新发展
        10.1  误差修正技术
            10.1.1  系统误差的数字修正方法
            10.1.2  随机误差的数字滤波方法
            10.1.3  动态补偿方法与实现
        10.2  MEMS技术与微型传感器
            10.2.1  MEMS技术
            10.2.2  微型传感器
        10.3  虚拟仪器
            10.3.1  定义和特点
            10.3.2  产生和分类
            10.3.3  体系结构
        10.4  无线传感器网络
            10.4.1  定义和组成
            10.4.2  特点和局限
            10.4.3  路由协议
            10.4.4  无线传感器网络的应用
        10.5  多传感器数据融合
            10.5.1  基本概念
            10.5.2  融合方法
            10.5.3  应用举例
        10.6  软测量技术
            10.6.1  辅助变量的选取
            10.6.2  测量数据的处理
            10.6.3  软测量模型的建立
            10.6.4  软仪表的在线校正
            10.6.5  软测量的工业应用
        思考题与习题10
    参考文献
    
    展开1

    前     言

    在工农业生产、科学研究、国防建设和日常生活中,人们需要测量外部世界的一些非电量,例如,位移、速度、加速度、力、力矩、温度、压力、流量和成分等,以便及时、准确地获得信息,这就必须合理选择和善于应用各种传感器和检测仪表。对于电气信息类、自动化类各专业,信息是基础,而传感器是获取信息的器件;控制是核心,而自动检测是实现控制的前提和条件;立足于系统,而检测系统是系统的反馈环节。在过程控制中,需要检测温度、压力、物位、流量和成分;在运动控制中,需要检测位置、转速和力矩。所以,有“无传感器,无控制”之说。本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材、2009年普通高等教育国家精品教材和“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,是作者在多年从事传感器及仪器仪表教学和科学研究的基础上编写的。本书在讲清基本概念、基本理论的基础上,强调工程的概念,从工程的角度出发,不仅介绍知识点,同时注重近年来本领域理论和技术的发展,根据本科教学的需要,有选择性地将部分新方法和新技术编入本书中。 全书内容分4部分:第1部分介绍自动检测技术的基本知识,包括测量误差和数据处理的基本知识、传感器静/动态特性及标定方法;第2部分系统地介绍各种传感器的原理、结构和应用,目的在于培养学生使用各类传感器的能力;第3部分介绍传感器在工程检测中的应用,将传感器和工程检测方面的知识有机地结合起来,以温度检测、流量检测、物位检测和成分检测为例,使学生能够进一步应用传感器方面的知识解决工程检测中的具体问题;第4部分介绍自动检测的共性技术和新发展。 本书由合肥工业大学徐科军担任主编,浙大宁波理工学院马修水、太原理工大学李晓林、内蒙古科技大学李文涛和天津理工大学李莲担任副主编。具体编写分工如下:马修水编写1.1~1.3节、3.1~3.2节、3.4节和第9章;李晓林编写第5章、6.3节、7.1~7.3节、7.5~7.7节和8.2节;李文涛编写1.4~1.5节、第2章、6.2节和10.2节;李莲编写3.3节和第4章;徐科军编写6.1节、6.4节、7.4节、8.1节、8.3节、10.1节和10.3~10.6节。全书由合肥工业大学徐科军统稿。 本书的第1版作为“新编电气与电子信息类本科规划教材”之一于2004年出版,由天津大学检测技术与自动化装置国家重点学科带头人、博士生导师王化祥教授担任主审。王化祥教授仔细审阅了书稿,并提出了许多宝贵的指导意见。在第1版编写中,合肥工业大学陈荣保副教授和王文博讲师及安徽大学孙伟副教授对本书提出了许多好的建议。在第2版的修订中,合肥工业大学鲁照权教授和内蒙古科技大学杨立清副教授提出了许多宝贵的建议和意见。本书第1~4版出版后,被国内很多高校选作教材,使用情况及效果良好,受到同行和专家好评。为了适应传感器与检测技术发展形势的需要,以及新形势下本科教育的需求,我们对第4版中的以下内容进行了修订。 (1) 针对书中现有的传感器,适当补充内容,使介绍更加完善和深入,便于学生的理解和习题的完成。具体补充了自感式传感器调相电路的公式、电容式物位传感器的公式和推导、磁电式和压电式传感器的动态特性分析,并补充了一些章节的习题。 (2) 增加了传感器的应用,紧跟科技发展的步伐。增加了电阻式传感器在机器人中的应用、CCD在机器人视觉方面的应用和霍尔传感器在转速测量中的应用。 (3) 修改了一些章节的内容,使层次更加清晰、内容更加准确。修改了4.4.4节光纤传感器的分类中的内容、7.7.1节直接式质量流量计中的浸入式热式质量流量计的内容和9.4.2节红外线气体分析仪的结构中“气室”的内容。 (4)分别在1.3.4节随机误差、1.4.1节传感器的静态特性、1.4.2节传感器的动态特性和7.6节超声波流量计中增加了简短的提示,指明教材前后内容的呼应、衔接和发展,以便学生进一步学习和提高。本书第10章介绍自动检测的共性技术及新发展,是前面章节技术的发展和提高。例如,10.1.1节系统误差的数字修正方法就可以减小1.4.1节传感器的静态特性中介绍的非线性误差;10.1.2节随机误差的数字滤波方法就可以减小1.3.4节随机误差中介绍的随机误差;10.1.3节动态补偿方法与实现就是1.4.2节传感器的动态特性的深入,可以提高各种传感器的动态响应速度;10.5节多传感器数据融合可以应用于7.6节超声波流量计中介绍的多声道超声波流量计。 (5)将原来的附录A常用铂铑10铂热电偶(S型) E(t)分度表和附录B铂热电阻(Pt100)型R(t)分度表做成二维码,以方便读者查阅、使用。 本次修订由徐科军执笔。 本书在编写过程中,参阅了许多专家的教材、著作和论文,还得到国内外有关企业和同行的支持,在此一并表示衷心的感谢。 本书提供配套的电子课件,读者可登录电子工业出版社的华信教育资源网: www.hxedu.com.cn,注册后免费下载。本书提供配套的MOOC,由徐科军和杨双龙讲授,读者可登录www.hxspoc.cn观看。 对于本书中仍存在的错误和不妥之处,继续恳请广大读者批评指正。 展开

    作者简介

    徐科军,合肥工业大学教授,近十几年来主持完成和在研国家自然科学基金、“863”计划、省部级项目多项,在清华大学、电子工业出版社和机械工业出版社等出版著作和教材10多部。
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