传感器与检测技术(第2版) / 卓越工程能力培养与工程教育专业认证系列规划教材(电气工程及其自动化、自动化专业)
定价:¥69.80
作者: 叶湘滨
出版时间:2025-07-11
最新印次日期:2025-12
出版社:机械工业出版社
“十三五”国家重点出版物出版规划项目
试读- 机械工业出版社
- 9787111782735
- 2-3
- 47268234-3
- 16开
- 2025-07-11
- 555
- 工学
- 仪器类
- 测控技术与仪器
- 本科
内容简介
本书系统地论述了传感器与检测技术的理论基础、传感器原理与应用以及检测技术。本书分3篇,共14章。第1篇共6章,介绍传感器与检测技术理论基础,内容包括:传感器与检测技术的基本概念、地位与作用以及发展,传感器的基础效应、功能材料及加工工艺,信号分析与处理,测试系统的特性分析。第2篇共4章,介绍阻抗式、电动势式、光电式传感器的原理、特性、信号调理电路以及应用,并简要介绍气体、湿度、生物、声表面波、智能传感器的原理。第3篇共4章,介绍检测技术,内容包括振动、温度、流量的测量以及现代检测系统。
本书可作为仪器、自动化、机械、物联网等专业的本科生教材,也可供其他专业的师生及工程技术人员参考。
本书配有电子课件,欢迎选用本书作教材的教师登录www.cmpedu.com注册后下载,或发jinacmp@163.com索取。
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目录
编者
目录
第2版前言
第1版前言
第1篇 传感器与检测技术理论基础
第1章 绪论
1.1传感器的定义、组成及分类
1.1.1传感器的定义
1.1.2传感器的组成
1.1.3传感器的分类
1.2检测的基本概念
1.2.1检测技术的定义
1.2.2被测量的分类
1.2.3检测系统的基本构成
1.2.4检测技术研究的主要内容
1.3传感器与检测技术的地位与作用
1.4传感器与检测技术的发展
思考题与习题
第2章 传感器的基础效应
2.1光电效应
2.1.1外光电效应
2.1.2内光电效应
2.2电光效应
2.2.1泡克耳斯效应
2.2.2克尔效应
2.2.3光弹效应
2.2.4电致发光效应
2.2.5电致变色效应
2.3磁光效应
2.3.1法拉第效应
2.3.2磁光克尔效应
2.3.3科顿穆顿效应
2.3.4塞曼效应
2.3.5光磁效应
2.4磁电效应
2.4.1霍尔效应
2.4.2磁阻效应
2.5约瑟夫森效应与核磁共振
2.5.1隧道效应
2.5.2直流约瑟夫森效应
2.5.3交流约瑟夫森效应
2.5.4核磁共振
2.6多普勒效应
2.7纳米效应
2.7.1表面与界面效应
2.7.2小尺寸效应
2.7.3量子尺寸效应
2.7.4宏观量子隧道效应
思考题与习题
第3章 传感器的功能材料
3.1功能材料的分类与特征
3.1.1功能材料的分类
3.1.2功能材料的主要功能
3.1.3对功能材料的要求
3.2半导体材料
3.2.1无机半导体材料
3.2.2有机半导体材料
3.3功能陶瓷材料
3.4功能高分子材料
3.4.1导电高分子材料
3.4.2压电和热电高分子材料
3.4.3高分子化学敏感材料
3.4.4反应型高分子材料
3.4.5光敏高分子材料
3.4.6生物医用高分子材料
3.5纳米材料
3.5.1纳米材料的分类
3.5.2纳米材料的基本特性
3.5.3纳米材料在传感器中的应用
3.6智能材料
思考题与习题
第4章 传感器的加工工艺
4.1结构型传感器的加工工艺
4.2厚膜工艺
4.3薄膜工艺
4.4微机械加工工艺
思考题与习题
第5章 信号分析与处理
5.1信号的分类
5.1.1确定信号和随机信号
5.1.2连续信号和离散信号
5.1.3能量信号和功率信号
5.2信号的描述
5.2.1信号的时域和频率描述方法
5.2.2周期信号的描述
5.2.3非周期信号的描述
5.2.4随机信号的描述
5.3数字信号处理基础
5.3.1时域采样和采样定理
5.3.2泄漏和窗函数
5.3.3频域采样和栅栏效应
5.3.4离散傅里叶变换和快速离散傅里叶变换
5.4现代信号分析方法
5.4.1短时傅里叶变换
5.4.2小波变换
思考题与习题
第6章 测试系统的特性分析
6.1测试系统的静态特性
6.1.1非线性度
6.1.2灵敏度
6.1.3迟滞
6.1.4重复性
6.2测试系统的动态特性
6.2.1动态参数测试的特殊问题
6.2.2研究测试系统动态特性的方法
6.2.3测试系统动态特性的数学描述
6.2.4实现不失真测试的条件
6.2.5测试系统的动态特性分析
6.3测试系统动态特性参数的测定
6.3.1阶跃响应法
6.3.2频率响应法
思考题与习题
第2篇 传感器原理与应用
第7章 阻抗式传感器
7.1电阻应变式传感器
7.1.1电阻应变式传感器的工作原理
7.1.2电阻应变片
7.1.3电阻应变式传感器的信号调理电路
7.1.4电阻应变式传感器的应用
7.2电容式传感器
7.2.1电容式传感器的工作原理
7.2.2电容式传感器的结构类型及特性分析
7.2.3电容式传感器的等效电路
7.2.4电容式传感器的信号调理电路
7.2.5影响电容式传感器精度的因素分析
7.2.6电容式传感器的应用
7.3电感式传感器
7.3.1变磁阻电感式传感器
7.3.2差动变压器电感式传感器
7.3.3涡流电感式传感器
7.3.4电感式传感器的应用
思考题与习题
第8章 电动势式传感器
8.1压电式传感器
8.1.1压电式传感器的工作原理
8.1.2压电材料
8.1.3压电式传感器等效电路
8.1.4压电式传感器的信号调理电路
8.1.5影响压电式传感器精度的因素分析
8.1.6压电式传感器的应用
8.2磁电式传感器
8.2.1磁电式传感器的工作原理
8.2.2磁电式传感器的结构类型
8.2.3测量电路
8.2.4磁电式传感器的应用
8.3霍尔式传感器
8.3.1霍尔式传感器的工作原理
8.3.2霍尔元件的结构和测量电路
8.3.3霍尔元件的特性参数
8.3.4霍尔元件的误差及补偿
8.3.5霍尔式传感器的应用
思考题与习题
第9章 光电式传感器
9.1光学量传感器
9.1.1光照度传感器
9.1.2光亮度传感器
9.1.3紫外传感器
9.1.4红外传感器
9.2固态图像传感器
9.2.1CCD图像传感器
9.2.2CMOS图像传感器
9.2.3固态图像传感器的应用
9.3光纤传感器
9.3.1光纤的基本知识
9.3.2光纤传感器的分类及其工作原理
9.3.3光纤传感器的应用
思考题与习题
第10章 其他传感器
10.1气体传感器
10.1.1半导体式气体传感器的工作原理
10.1.2其他气体传感器
10.2湿度传感器
10.2.1湿度的定义及表示方法
10.2.2湿度传感器的主要特性参数与类型
10.3生物传感器
10.3.1生物传感器概述
10.3.2典型生物传感器
10.4声表面波传感器
10.4.1SAW传感器的结构与工作原理
10.4.2SAW传感器实例
10.5智能传感器
10.5.1智能传感器概念与基本结构
10.5.2智能传感器的实现
10.5.3感存算一体化智能传感器架构
10.5.4智能传感器实例
思考题与习题
第3篇 检 测 技 术
第11章 振动的测量
11.1概述
11.1.1振动的类型及基本参数
11.1.2振动的测试内容及测量方法
11.1.3振动测试系统的构成
11.2常用测振传感器
11.2.1概述
11.2.2绝对式测振传感器原理
11.2.3相对式测振传感器原理
11.2.4测振传感器的选择
11.3振动的激励与激振器
11.3.1振动的激励
11.3.2激振器
11.4测振传感器的标定
思考题与习题
第12章 温度的测量
12.1概述
12.1.1温度的基本概念
12.1.2温标
12.1.3温度的测量方法
12.2热电偶测温
12.2.1工作原理
12.2.2热电偶回路热电动势
12.2.3热电偶测温基本定律
12.2.4热电偶冷端温度补偿
12.2.5热电偶材料、类型及结构
12.2.6热电偶的标定
12.2.7热电偶的动态特性
12.3金属电阻测温
12.3.1工作原理、结构和材料
12.3.2测量电路
12.4半导体温度传感器
12.4.1半导体热敏电阻
12.4.2PN结型集成温度传感器
12.4.3数字温度传感器
12.5其他测温方法
12.5.1膨胀式温度计
12.5.2示温涂料
思考题与习题
第13章 流量的测量
13.1流量测量基础
13.1.1流量及定义
13.1.2流体的基本知识
13.2流量计分类
13.3常用流量计
13.3.1椭圆齿轮流量计
13.3.2差压式流量计
13.3.3转子流量计
13.3.4靶式流量计
13.3.5涡轮流量计
13.3.6电磁流量计
13.3.7超声波流量计
13.3.8科里奥利力质量流量计
思考题与习题
第14章 现代检测系统
14.1现代检测系统概述
14.1.1现代检测系统的组成
14.1.2现代检测系统的设计
14.1.3现代检测系统的发展
14.2测控总线技术
14.2.1仪器总线
14.2.2现场总线
14.3虚拟仪器
14.3.1虚拟仪器概述
14.3.2虚拟仪器的组成
14.3.3虚拟仪器应用与发展
14.3.4虚拟仪器的设计方法步骤
14.4网络化测试系统
14.4.1基于现场总线技术的网络化测控系统
14.4.2面向Internet的网络化测控系统
14.4.3无线传感器网络测控系统
思考题与习题
附录
附录A基本常数
附录B国际单位制基本单位及辅助单位
附录CK型镍铬镍硅热电偶分度表(参考端温度0℃)
附录DS型铂铑10铂热电偶分度表(参考端温度0℃)
附录E部分习题参考答案
参考文献
目录
第2版前言
第1版前言
第1篇 传感器与检测技术理论基础
第1章 绪论
1.1传感器的定义、组成及分类
1.1.1传感器的定义
1.1.2传感器的组成
1.1.3传感器的分类
1.2检测的基本概念
1.2.1检测技术的定义
1.2.2被测量的分类
1.2.3检测系统的基本构成
1.2.4检测技术研究的主要内容
1.3传感器与检测技术的地位与作用
1.4传感器与检测技术的发展
思考题与习题
第2章 传感器的基础效应
2.1光电效应
2.1.1外光电效应
2.1.2内光电效应
2.2电光效应
2.2.1泡克耳斯效应
2.2.2克尔效应
2.2.3光弹效应
2.2.4电致发光效应
2.2.5电致变色效应
2.3磁光效应
2.3.1法拉第效应
2.3.2磁光克尔效应
2.3.3科顿穆顿效应
2.3.4塞曼效应
2.3.5光磁效应
2.4磁电效应
2.4.1霍尔效应
2.4.2磁阻效应
2.5约瑟夫森效应与核磁共振
2.5.1隧道效应
2.5.2直流约瑟夫森效应
2.5.3交流约瑟夫森效应
2.5.4核磁共振
2.6多普勒效应
2.7纳米效应
2.7.1表面与界面效应
2.7.2小尺寸效应
2.7.3量子尺寸效应
2.7.4宏观量子隧道效应
思考题与习题
第3章 传感器的功能材料
3.1功能材料的分类与特征
3.1.1功能材料的分类
3.1.2功能材料的主要功能
3.1.3对功能材料的要求
3.2半导体材料
3.2.1无机半导体材料
3.2.2有机半导体材料
3.3功能陶瓷材料
3.4功能高分子材料
3.4.1导电高分子材料
3.4.2压电和热电高分子材料
3.4.3高分子化学敏感材料
3.4.4反应型高分子材料
3.4.5光敏高分子材料
3.4.6生物医用高分子材料
3.5纳米材料
3.5.1纳米材料的分类
3.5.2纳米材料的基本特性
3.5.3纳米材料在传感器中的应用
3.6智能材料
思考题与习题
第4章 传感器的加工工艺
4.1结构型传感器的加工工艺
4.2厚膜工艺
4.3薄膜工艺
4.4微机械加工工艺
思考题与习题
第5章 信号分析与处理
5.1信号的分类
5.1.1确定信号和随机信号
5.1.2连续信号和离散信号
5.1.3能量信号和功率信号
5.2信号的描述
5.2.1信号的时域和频率描述方法
5.2.2周期信号的描述
5.2.3非周期信号的描述
5.2.4随机信号的描述
5.3数字信号处理基础
5.3.1时域采样和采样定理
5.3.2泄漏和窗函数
5.3.3频域采样和栅栏效应
5.3.4离散傅里叶变换和快速离散傅里叶变换
5.4现代信号分析方法
5.4.1短时傅里叶变换
5.4.2小波变换
思考题与习题
第6章 测试系统的特性分析
6.1测试系统的静态特性
6.1.1非线性度
6.1.2灵敏度
6.1.3迟滞
6.1.4重复性
6.2测试系统的动态特性
6.2.1动态参数测试的特殊问题
6.2.2研究测试系统动态特性的方法
6.2.3测试系统动态特性的数学描述
6.2.4实现不失真测试的条件
6.2.5测试系统的动态特性分析
6.3测试系统动态特性参数的测定
6.3.1阶跃响应法
6.3.2频率响应法
思考题与习题
第2篇 传感器原理与应用
第7章 阻抗式传感器
7.1电阻应变式传感器
7.1.1电阻应变式传感器的工作原理
7.1.2电阻应变片
7.1.3电阻应变式传感器的信号调理电路
7.1.4电阻应变式传感器的应用
7.2电容式传感器
7.2.1电容式传感器的工作原理
7.2.2电容式传感器的结构类型及特性分析
7.2.3电容式传感器的等效电路
7.2.4电容式传感器的信号调理电路
7.2.5影响电容式传感器精度的因素分析
7.2.6电容式传感器的应用
7.3电感式传感器
7.3.1变磁阻电感式传感器
7.3.2差动变压器电感式传感器
7.3.3涡流电感式传感器
7.3.4电感式传感器的应用
思考题与习题
第8章 电动势式传感器
8.1压电式传感器
8.1.1压电式传感器的工作原理
8.1.2压电材料
8.1.3压电式传感器等效电路
8.1.4压电式传感器的信号调理电路
8.1.5影响压电式传感器精度的因素分析
8.1.6压电式传感器的应用
8.2磁电式传感器
8.2.1磁电式传感器的工作原理
8.2.2磁电式传感器的结构类型
8.2.3测量电路
8.2.4磁电式传感器的应用
8.3霍尔式传感器
8.3.1霍尔式传感器的工作原理
8.3.2霍尔元件的结构和测量电路
8.3.3霍尔元件的特性参数
8.3.4霍尔元件的误差及补偿
8.3.5霍尔式传感器的应用
思考题与习题
第9章 光电式传感器
9.1光学量传感器
9.1.1光照度传感器
9.1.2光亮度传感器
9.1.3紫外传感器
9.1.4红外传感器
9.2固态图像传感器
9.2.1CCD图像传感器
9.2.2CMOS图像传感器
9.2.3固态图像传感器的应用
9.3光纤传感器
9.3.1光纤的基本知识
9.3.2光纤传感器的分类及其工作原理
9.3.3光纤传感器的应用
思考题与习题
第10章 其他传感器
10.1气体传感器
10.1.1半导体式气体传感器的工作原理
10.1.2其他气体传感器
10.2湿度传感器
10.2.1湿度的定义及表示方法
10.2.2湿度传感器的主要特性参数与类型
10.3生物传感器
10.3.1生物传感器概述
10.3.2典型生物传感器
10.4声表面波传感器
10.4.1SAW传感器的结构与工作原理
10.4.2SAW传感器实例
10.5智能传感器
10.5.1智能传感器概念与基本结构
10.5.2智能传感器的实现
10.5.3感存算一体化智能传感器架构
10.5.4智能传感器实例
思考题与习题
第3篇 检 测 技 术
第11章 振动的测量
11.1概述
11.1.1振动的类型及基本参数
11.1.2振动的测试内容及测量方法
11.1.3振动测试系统的构成
11.2常用测振传感器
11.2.1概述
11.2.2绝对式测振传感器原理
11.2.3相对式测振传感器原理
11.2.4测振传感器的选择
11.3振动的激励与激振器
11.3.1振动的激励
11.3.2激振器
11.4测振传感器的标定
思考题与习题
第12章 温度的测量
12.1概述
12.1.1温度的基本概念
12.1.2温标
12.1.3温度的测量方法
12.2热电偶测温
12.2.1工作原理
12.2.2热电偶回路热电动势
12.2.3热电偶测温基本定律
12.2.4热电偶冷端温度补偿
12.2.5热电偶材料、类型及结构
12.2.6热电偶的标定
12.2.7热电偶的动态特性
12.3金属电阻测温
12.3.1工作原理、结构和材料
12.3.2测量电路
12.4半导体温度传感器
12.4.1半导体热敏电阻
12.4.2PN结型集成温度传感器
12.4.3数字温度传感器
12.5其他测温方法
12.5.1膨胀式温度计
12.5.2示温涂料
思考题与习题
第13章 流量的测量
13.1流量测量基础
13.1.1流量及定义
13.1.2流体的基本知识
13.2流量计分类
13.3常用流量计
13.3.1椭圆齿轮流量计
13.3.2差压式流量计
13.3.3转子流量计
13.3.4靶式流量计
13.3.5涡轮流量计
13.3.6电磁流量计
13.3.7超声波流量计
13.3.8科里奥利力质量流量计
思考题与习题
第14章 现代检测系统
14.1现代检测系统概述
14.1.1现代检测系统的组成
14.1.2现代检测系统的设计
14.1.3现代检测系统的发展
14.2测控总线技术
14.2.1仪器总线
14.2.2现场总线
14.3虚拟仪器
14.3.1虚拟仪器概述
14.3.2虚拟仪器的组成
14.3.3虚拟仪器应用与发展
14.3.4虚拟仪器的设计方法步骤
14.4网络化测试系统
14.4.1基于现场总线技术的网络化测控系统
14.4.2面向Internet的网络化测控系统
14.4.3无线传感器网络测控系统
思考题与习题
附录
附录A基本常数
附录B国际单位制基本单位及辅助单位
附录CK型镍铬镍硅热电偶分度表(参考端温度0℃)
附录DS型铂铑10铂热电偶分度表(参考端温度0℃)
附录E部分习题参考答案
参考文献
















