圖書簡介：
本書根據高職高專教育的特點，以職業崗位的核心能力培養為目標，充分體現“以應用技術為目標”的主導思想，重點突出職業特色。全書本著理論知識以必需、夠用為度，少而精的原則，注重知識的基礎性、實用性和針對性，結構緊湊合理，便于根據需要實施項目教學。
本書首先介紹了檢測技術的基本知識；然后介紹了當前使用較多的幾類傳感器，如電阻式、電感式、電容式、磁電式、壓電式、光電式、熱電式、波式和射線式以及數字式傳感器的結構、工作原理、轉換電路及其典型應用；最后介紹了檢測裝置的信號處理技術及檢測裝置的干擾抑制技術。
本書實用性強，可以作為高職高專院校和成人高校的電氣自動化技術、生產過程自動化技術、應用電子技術、機電一體化技術、電子信息技術、樓宇智能化技術以及相關專業的教材，也可以供自動化技術相關領域的從業人員參考。
前 言
高職高專教育是以培養高技能應用型人才為主要目標的高等教育，本書根據高職高專教育培養目標的要求，本著“以就業為導向、以能力為本位”的指導思想，力圖使學生掌握傳感器與檢測技術等方面的基本知識和基本技能。
本書不再用以前的“知識點”為線索，而是由實例引入，改用以“任務”為線索，精心組織內容，采用任務引領的項目課程教學模式，以傳感器與檢測技術的典型項目為載體，突出其應用的技能知識，具有較強的實用性和可操作性。書中采用了豐富的傳感器實物圖片，增加了內容的直觀性和真實感。此外，書中穿插一些“提示”，突出了實際工作中的重點，并使全書形式活潑多樣。
本書主編在科研院所從事科研工作20余年，高校教學7年，積累了豐富的傳感器與檢測技術的教學、科研和生產實踐經驗。在編寫本書時，結合多年來的科研、教學工作體會，吸收、借鑒了大量國內外文獻資料的精華，教材內容緊密結合生產實踐和日常生活。在編寫過程中，編者深入相關企業調研，了解最新應用動態，收集了大量先進的產品技術資料、圖片，通過整理、繪制穿插于書中，豐富了教材內容。
全書由昆明冶金高等專科學校副教授、高級工程師劉小波擔任主編并負責統稿，昆明理工大學教授劉泓濱、昆明學院講師鄧利軍擔任副主編。本書的編寫分工為：緒論、第1、3、4、11章由劉小波編寫，第2、6、9、12章由劉泓濱編寫，第5章由鄧利軍編寫；第7、10章由劉小波、鄧利軍共同編寫，第8章由昆明冶金高等專科學校實驗師楊穎編寫。此外，昆明學院講師李祥德參與了第2、6章的資料收集及部分內容編寫工作。
書中引用了國內外許多專家學者的書籍和最新研究資料以及企業的產品資料，在此對所引用書籍和資料的作者表示衷心感謝！
全書內容雖經反復推敲和修改，但由于編者水平有限，書中難免存在疏漏和不妥之處，敬請廣大讀者及同行批評、指正。
目 錄緒論 1
第1章 檢測技術的基本知識 7
任務一 傳感器的認知 8
任務二 測量誤差的分析及處理 10
1.1 測量方法 10
1.1.1 測量的概念 10
1.1.2 測量的分類方法 11
1.2 誤差的概念 12
1.2.1 測量誤差的定義及表示法 12
1.2.2 測量誤差的分類 15
1.3 測量誤差的處理方法 15
1.3.1 系統誤差的分析與處理 15
1.3.2 隨機誤差的分析與處理 18
1.3.3 粗大誤差的分析與處理 20
1.4 檢測系統的基本特性 21
1.4.1 靜態特性 21
1.4.2 動態特性 24
1.5 傳感器的選用原則 25
1.5.1 傳感器應用中的基本要求 25
1.5.2 傳感器的選用 25
本章小結 26
思考與練習 26
第2章 電阻式傳感器 29
任務 電子臺秤的重量檢測 30
2.1 應變式傳感器 31
2.1.1 彈性敏感元件 31
2.1.2 電阻應變式傳感器 33
2.1.3 測量電路 37
2.2 壓阻式傳感器 39
2.2.1 壓阻式壓力傳感器的工作原理與結構 39
2.2.2 壓阻式壓力傳感器的特點 40
2.3 電阻式傳感器的應用 41
本章小結 43
思考與練習 43
第3章 電感式傳感器 45
任務一 軸承滾柱直徑檢測 46
3.1 自感式傳感器 47
3.1.1 自感式電感傳感器的結構及工作原理 47
3.1.2 自感式傳感器的測量轉換電路 51
3.2 差動變壓器 53
3.2.1 差動變壓器的組成及工作原理 54
3.2.2 零點殘余電壓 54
3.2.3 差動變壓器的測量電路 55
3.2.4 電感式傳感器的應用 57
任務二 轉速檢測 59
3.3 電渦流式傳感器 61
3.3.1 電渦流式傳感器的結構形式 61
3.3.2 工作原理 62
3.3.3 轉換電路 63
3.3.4 電渦流式傳感器的應用 65
本章小結 69
思考與練習 69
第4章 電容式傳感器 71
任務 液位檢測 72
4.1 電容式傳感器的結構及工作原理 73
4.1.1 結構 73
4.1.2 工作原理 74
4.2 電容式傳感器的類型及特性 74
4.2.1 變極距型電容式傳感器 74
4.2.2 變面積型電容式傳感器 75
4.2.3 變介電常數型電容式傳感器 76
4.3 電容式傳感器的測量電路 77
4.3.1 調頻電路 77
4.3.2 運算放大器式電路 78
4.3.3 交流電橋電路 78
4.3.4 脈沖寬度調制電路 79
4.4 電容式傳感器的應用 81
4.4.1 電容式壓力傳感器 81
4.4.2 電容式振動位移傳感器 82
4.4.3 電容式加速度傳感器 83
4.4.4 電容式荷重傳感器 83
4.4.5 電容式厚度傳感器 84
4.4.6 電容式接近開關 84
4.4.7 電容式油量表 85
4.4.8 電容式傳聲器 86
4.4.9 電容式料位傳感器 86
本章小結 87
思考與練習 87
第5章 磁電式傳感器 89
任務一 柴油機轉向機構扭矩測量 90
5.1 磁電感應式傳感器 91
5.1.1 基本概念和工作原理 91
5.1.2 變磁通式磁電感應傳感器 91
5.1.3 恒磁通式磁電感應傳感器 93
5.1.4 磁電感應式傳感器的應用 94
任務二 山地車的速度監測 95
5.2 霍爾傳感器 96
5.2.1 霍爾傳感器的外形和結構 96
5.2.2 工作原理 96
5.2.3 霍爾傳感器的分類 97
5.2.4 霍爾傳感器應用實例 98
任務三 小型鏜床位移量的精確控制 101
5.3 磁柵式傳感器 103
5.3.1 磁柵式傳感器的外形 103
5.3.2 磁柵 103
5.3.3 磁頭結構和原理 104
5.3.4 磁柵式傳感器的組成和測量原理 106
5.3.5 磁柵式傳感器的應用 106
本章小結 107
思考與練習 107
第6章 壓電式傳感器 109
任務 壓電式金屬加工切削力測量 110
6.1 壓電式傳感器的工作原理 111
6.1.1 壓電效應 111
6.1.2 石英晶體的壓電效應 112
6.1.3 壓電陶瓷的壓電效應 114
6.2 壓電材料及壓電元件的結構 115
6.2.1 壓電材料 115
6.2.2 壓電元件常用的結構形式 117
6.3 壓電式傳感器的測量電路 117
6.3.1 壓電式傳感器的等效電路 117
6.3.2 應用壓電式傳感器的測量電路 118
6.4 壓電式傳感器的應用 119
6.4.1 壓電式加速度傳感器 119
6.4.2 壓電式力傳感器 120
6.4.3 煤氣灶電子點火器 121
6.4.4 壓電式玻璃破碎報警器 121
本章小結 122
思考與練習 122
第7章 光電式傳感器 125
任務一 電機轉速測量 126
7.1 光電效應 128
7.1.1 光電效應的概念 128
7.1.2 外光電效應 128
7.1.3 內光電效應 129
7.2 光電器件及其特征 129
7.2.1 基于外光電效應的光電器件 129
7.2.2 基于內光電效應的光電器件 131
任務二 油庫油罐液位信號的監測 137
7.3 光纖傳感器 138
7.3.1 光纖傳感器的工作原理與分類 138
7.3.2 光纖傳感器的應用 140
7.4 激光式傳感器 142
7.4.1 激光原理 142
7.4.2 激光式傳感器的工作原理 142
7.4.3 激光式傳感器的應用 143
7.5 紅外傳感器 144
7.5.1 紅外輻射的基本知識 144
7.5.2 紅外傳感器的工作原理 145
7.5.3 常見紅外傳感器 146
7.5.4 紅外傳感器的應用 147
7.6 CCD圖像傳感器 148
7.6.1 CCD圖像傳感器的基本原理 148
7.6.2 CCD圖像傳感器的特點 149
7.6.3 CCD圖像傳感器的分類 149
7.6.4 CCD圖像傳感器的應用 150
本章小結 151
思考與練習 152
第8章 熱電式傳感器 153
任務一 工業鍋爐蒸汽溫度檢測 154
8.1 熱電阻傳感器 155
8.1.1 熱電阻的外形和結構 155
8.1.2 熱電阻的性能 156
8.1.3 熱電阻傳感器的工作原理及測量電路 158
8.1.4 熱電阻式流量計 159
任務二 電動機的過熱保護 160
8.2 熱敏電阻 161
8.2.1 熱敏電阻的外形及結構 161
8.2.2 熱敏電阻的工作原理 162
8.2.3 熱敏電阻的分類 162
8.2.4 熱敏電阻傳感器的應用 163
任務三 熱電偶測量爐溫 165
8.3 熱電偶傳感器 166
8.3.1 熱電偶的外形、結構、分類和特性 166
8.3.2 熱電偶的工作原理 168
8.3.3 熱電偶的基本定律 171
8.3.4 熱電偶的冷端補償 172
8.3.5 熱電偶測溫電路 174
本章小結 175
思考與練習 176
第9章 波式和射線式傳感器 177
任務 超聲波金屬材料探傷 178
9.1 超聲波傳感器 179
9.1.1 超聲波的基本概念 179
9.1.2 超聲波傳感器的外形、結構和特性 181
9.1.3 超聲波傳感器的工作原理與結構 184
9.1.4 超聲波探頭及耦合技術 185
9.1.5 超聲波傳感器的應用 186
9.2 微波式傳感器 188
9.2.1 微波的性質與特點 188
9.2.2 微波式傳感器的原理及其分類 188
9.2.3 微波式傳感器的組成、特點
及檢測方法 188
9.2.4 微波式傳感器的應用 190
9.3 射線式傳感器 192
9.3.1 核輻射的特性 192
9.3.2 測量中常用的同位素 193
9.3.3 射線式傳感器的組成及工作原理 193
9.3.4 射線式傳感器的應用 196
本章小結 197
思考與練習 198
第10章 數字式傳感器 199
任務一 加工中心位移量的檢測 200
10.1 光柵式傳感器 201
10.1.1 光柵式傳感器的外形
與光柵的分類及結構 202
10.1.2 莫爾條紋 203
10.1.3 光柵式傳感器的組成 204
10.1.4 光柵式傳感器測量位移的 原理 205
10.1.5 辨向原理 206
10.1.6 細分技術 207
任務二 數控機床位移量檢測 208
10.2 光電編碼器 209
10.2.1 光電編碼器外形圖 210
10.2.2 絕對式光電編碼器 210
10.2.3 增量式光電編碼器 211
10.3 感應同步器 212
10.3.1 直線感應同步器的結構 212
10.3.2 感應同步器的工作原理 213
10.3.3 直線感應同步器的信號檢測 214
本章小結 215
思考與練習 216
第11章 檢測裝置的信號處理技術 217
任務一 傳感器信號放大電路設計 218
11.1 信號放大電路 218
11.1.1 測量放大器 218
11.1.2 可編程增益放大器 220
11.1.3 隔離放大器 221
任務二 信號變換技術 225
11.2 信號在傳輸過程中的變換技術 226
11.2.1 電壓/頻率(V/f)變換電路 226
11.2.2 電壓/電流(V/I)變換電路 227
11.2.3 電流/電壓(I/V)變換電路 227
任務三 傳感器信號的線性化 228
11.3 信號的非線性補償技術 229
11.3.1 硬件補償法 229
11.3.2 軟件補償法 229
本章小結 231
思考與練習 231
第12章 檢測裝置的干擾抑制技術 233
任務 檢測裝置的干擾抑制技術 234
12.1 干擾的來源 235
12.1.1 常見的干擾類型 235
12.1.2 信噪比 236
12.2 干擾的耦合方式及傳輸途徑 236
12.2.1 耦合方式 237
12.2.2 傳輸途徑 239
12.3 差模干擾和共模干擾 240
12.3.1 差模干擾 240
12.3.2 共模干擾 241
12.4 干擾抑制技術 242
12.4.1 抑制干擾的方法 242
12.4.2 屏蔽技術 242
12.4.3 接地 243
12.4.4 浮置 244
12.4.5 隔離 245
12.4.6 濾波 246
本章小結 246
思考與練習 247
附錄 標準化熱電偶分度表 248
參考文獻 252
