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第1章 概论1

1.1 传感器1

1.1.1 传感器定义1

1.1.2 传感器的组成1

1.1.3 传感器的分类2

1.1.4 传感技术的现状和发展4

1.2 检测技术5

1.2.1 检测系统的基本结构和类型5

1.2.2 检测技术的应用8

1.2.3 检测技术的现状与发展9

第2章 传感器与测量系统的基本特性12

2.1 测量系统的静态特性12

2.2 测量系统的动态特性16

2.2.1 测量系统的数学模型16

2.2.2 常见测量系统的数学模型18

2.2.3 测量系统的动态特性21

2.3 传感器的标定25

2.4 测量系统的标定25

2.5 测量系统的不失真测量26

2.5.1 输出信号的失真27

2.5.2 不失真测量条件27

思考题与习题28

第3章 信号分析及其在检测技术中的应用29

3.1 信号的分类29

3.1.1 确定性信号和非确定性信号29

3.1.2 连续时间信号和离散时间信号32

3.2 信号的时域分析32

3.3 信号的频域分析35

3.3.1 周期信号与离散频谱35

3.3.2 非周期信号与连续频谱38

3.3.3 傅里叶变换的性质40

3.3.4 离散时间信号的频谱41

3.4 信号的相关分析44

3.4.1 相关44

3.4.2 自相关函数45

3.4.3 互相关函数46

3.4.4 相关函数的应用47

3.4.5 相关函数的估计值50

思考题与习题50

第4章 传感器原理52

4.1 电参数型传感器52

4.1.1 电阻应变片式传感器52

4.1.2 电感式传感器58

4.1.3 电容式传感器67

4.2 电量型传感器73

4.2.1 热电式传感器73

4.2.2 压电式传感器81

4.3 光电传感器88

4.3.1 光电效应88

4.3.2 光电器件89

4.3.3 光电传感器的应用93

4.4 光纤传感器95

4.4.1 光纤传感器概述96

4.4.2 光调制方式98

4.4.3 光纤传感器的应用101

4.5 半导体物性传感器102

4.5.1 半导体气敏传感器103

4.5.2 半导体湿敏传感器107

4.5.3 霍耳式传感器112

4.6 数字式传感器118

4.6.1 光栅传感器118

4.6.2 感应同步器123

思考题与习题124

第5章 信号调理技术129

5.1 概述129

5.2 信号放大电路129

5.2.1 差动放大电路130

5.2.2 仪用放大电路131

5.2.3 可编程增益放大电路134

5.2.4 隔离放大电路138

5.3 信号转换电路140

5.3.1 电压—电流变换电路140

5.3.2 电流—电压变换电路142

5.3.3 AC-DC转换电路143

5.3.4 电压／频率转换电路148

5.3.5 A/D转换电路150

5.3.6 D/A转换电路159

5.4 信号处理电路161

5.4.1 信号滤波电路161

5.4.2 信号调制解调电路169

5.4.3 采样保持电路172

5.5 数字信号调理技术174

5.5.1 离散傅里叶变换DFT174

5.5.2 快速傅里叶变换177

5.5.3 数字滤波器181

5.5.4 滤波器分析设计工具的应用195

思考题与习题196

第6章 测量误差分析与测量数据基本处理算法198

6.1 测量误差分析198

6.1.1 测量误差的基本概念198

6.1.2 测量误差的分类199

6.1.3 系统误差200

6.1.4 随机误差203

6.1.5 粗差的判别与剔除209

6.1.6 数据位数的确定210

6.1.7 测量数据处理211

6.2 测量数据处理基本算法213

6.2.1 克服随机误差的软件算法213

6.2.2 消除系统误差的软件算法220

6.2.3 传感器的温度误差校正227

6.2.4 标度变换处理技术229

思考题与习题232

第7章 现代检测技术234

7.1 智能传感器234

7.1.1 智能传感器的概念及实现途径234

7.1.2 智能传感器的硬件构成及设计237

7.1.3 智能传感器中的软件设计243

7.1.4 智能传感器的发展方向245

7.2 现场总线246

7.2.1 现场总线技术概述246

7.2.2 几种有影响的现场总线248

7.2.3 现场总线应用实例251

7.2.4 现场总线智能传感器258

7.3 虚拟仪器260

7.3.1 虚拟仪器概述260

7.3.2 虚拟仪器软件与开发平台261

7.3.3 虚拟仪器的应用262

7.4 多传感器信息融合技术263

7.4.1 概述263

7.4.2 信息融合的基本原理264

7.4.3 多传感器信息融合的结构及功能模型264

7.4.4 传感器信息融合的应用实例——传感器在线故障识别系统266

7.5 软测量技术270

7.5.1 软测量建模方法271

7.5.2 模型实时演算的工程化实施技术271

7.5.3 软测量技术在工业中的应用272

7.6 无线传感器网络273

7.6.1 无线传感器网络概述273

7.6.2 ZigBee无线通信技术276

7.6.3 路由（Routing）279

思考题与习题280

第8章 检测系统的抗干扰技术281

8.1 干扰的来源及分类281

8.1.1 外部干扰281

8.1.2 内部干扰282

8.2 硬件抗干扰技术282

8.2.1 串模干扰的抑制282

8.2.2 共模干扰的抑制284

8.2.3 电磁干扰的抑制284

8.2.4 隔离技术289

8.3 软件抗干扰技术291

8.3.1 CPU抗干扰技术291

8.3.2 输入输出的抗干扰技术297

思考题与习题298

第9章 传感与检测技术的应用实例299

9.1 血液凝固检测系统设计299

9.2 自动化专业综合实验平台设计301

9.3 智能温度测控仪304

9.4 信号频谱分析应用305

9.5 无线传感器网络在温度测量上的应用分析309

附录 标准化热电偶分度表316

参考文献324