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第1章 绪论1

1.1 检测技术概述1

1.2 传感器概述2

1.2.1 传感器的概念2

1.2.2 传感器的组成3

1.2.3 传感器的分类3

1.2.4 传感器的发展趋势5

1.3 现代检测系统6

1.3.1 基本结构6

1.3.2 应用类型7

1.4 检测技术的发展趋势10

1.4.1 仪器与计算机技术的集成10

1.4.2 软测量技术11

1.4.3 模糊传感器12

1.5 检测理论发展展望13

第2章 检测装置基本特性15

2.1 线性检测装置概述15

2.2 检测装置的静态特性17

2.2.1 静态特性参数17

2.2.2 静态特性的质量指标19

2.3 检测装置的动态特性22

2.2.3 检测装置的标定22

2.3.1 微分方程23

2.3.2 传递函数23

2.3.3 频率（响应）特性23

2.4 不失真测量条件和装置组建24

2.4.1 输出信号的失真24

2.4.2 不失真测量的条件25

2.4.3 检测装置的组建26

2.5 检测装置基本特性测试和性能评价28

2.5.1 常见装置的数学模型28

2.5.2 静态特性的测试32

2.5.3 动态特性的测试33

第3章 电参量检测装置36

3.1 电阻式传感器36

3.1.1 应变式传感器36

3.1.2 压阻式传感器44

3.1.3 热电阻传感器46

3.1.4 光敏电阻51

3.2 电感式传感器54

3.2.1 自感式传感器54

3.2.2 互感式传感器61

3.2.3 电涡流式传感器68

3.3.1 电容式传感器结构与工作原理76

3.3 电容式传感器76

3.3.2 电容式传感器的等效电路80

3.3.3 电容式传感器的测量电路81

思考题与习题88

第4章 电量检测装置90

4.1 热电偶传感器90

4.1.1 热电偶测温原理90

4.1.2 热电偶的基本定律92

4.1.3 热电偶的冷端处理和补偿93

4.1.4 热电偶的实用测温电路95

4.2.1 压电式传感器的工作原理97

4.2 压电式传感器97

4.2.2 压电元件的等效电路及连接方式100

4.2.3 压电式传感器的测量电路101

4.2.4 压电式传感器的应用103

4.3 磁电传感器104

4.3.1 磁电感应式传感器104

4.3.2 霍尔式传感器108

4.4 光电池115

4.4.1 光电池的结构和工作原理115

4.4.2 光电池的基本特性115

4.4.3 光电池的应用117

思考题与习题118

第5章 数字及现代检测装置121

5.1 角度数字编码器121

5.1.1 增量式角度数字编码器121

5.1.2 绝对式角度数字编码器123

5.2 光栅传感器126

5.2.1 计量光栅的理论基础126

5.2.2 光栅传感器的工作原理131

5.2.3 辨向原理与细分技术136

5.2.4 光栅常用光学系统141

5.3 感应同步器143

5.2.6 光栅传感器的应用143

5.2.5 光栅传感器的误差143

5.3.1 感应同步器的理论基础144

5.3.2 感应同步器工作原理145

5.3.3 感应同步器工作原理的数学模型147

5.3.4 信号处理方式150

5.3.5 感应同步器的设计152

5.3.6 感应同步器的误差154

5.3.7 感应同步器的应用157

5.4 磁栅式传感器159

5.4.1 磁栅式传感器工作原理160

5.4.2 信号处理方式及检测电路162

5.4.3 磁栅的误差163

5.4.4 磁栅式传感器的应用范围及特点164

5.5 现代传感器164

5.5.1 CCD图像传感器164

5.5.2 光纤传感器170

5.5.3 红外传感器176

5.5.4 超声波传感器180

5.5.5 核辐射传感器185

5.5.6 微机械传感器190

6.1.2 测量误差的来源194

6.1.1 测量误差及研究的意义194

6.1 测量误差的基本概念194

第6章 测量误差分析194

6.1.3 主要的名词术语195

6.1.4 测量误差的表示方法196

6.1.5 测量误差的分类197

6.1.6 测量不确定度198

6.1.7 误差公理及测量结果的报告199

6.2 随机误差的处理200

6.2.1 随机误差的特征和概率分布200

6.2.2 算术平均值和剩余误差201

6.2.3 随机误差的方差和标准差202

6.2.4 测量的极限误差204

6.2.5 不等精度直接测量的数据处理205

6.3 系统误差的分析206

6.3.1 系统误差的性质及分类206

6.3.2 系统误差的判别207

6.3.3 系统误差的消除与削弱208

6.4 粗大误差的剔除210

6.4.1 莱以特准则210

6.4.2 格拉布斯准则210

6.5 误差的合成211

6.5.1 随机误差的合成211

6.5.2 系统误差的综合212

6.5.3 系统误差与随机误差的合成213

6.6 数据处理的基本方法213

6.6.1 有效数字和数据舍入规则213

6.6.2 最小二乘法原理及应用214

6.6.3 测量数据处理举例216

第7章 信号调理222

7.1 信号放大222

7.1.1 仪用放大器222

7.1.2 隔离放大器225

7.2 信号滤波227

7.2.1 概述228

7.2.2 RC有源滤波电路231

7.3 信号线性变换236

7.3.1 电压电流变换237

7.3.2 电压频率变换238

第8章 测量信号处理243

8.1 信号的分类243

8.1.1 连续时间和离散时间信号244

8.1.2 确定性信号与随机信号246

8.2 数据预处理248

8.3 信号时域分析250

8.3.1 时域波形分析250

8.3.3 信号卷积253

8.3.2 时域平均253

8.3.4 相关分析256

8.3.5 概率密度函数与概率分布259

8.4 信号的频域分析260

8.4.1 信号的分解与合成260

8.4.2 周期信号与离散频谱263

8.4.3 非周期信号与连续频谱266

8.4.4 傅立叶变换的性质271

8.4.5 离散时间信号的频谱276

8.4.6 离散傅立叶变换（DFT）278

8.5 数字滤波器281

8.5.1 Z变换简介（数字滤波器的数学基础）282

8.5.2 FIR滤波器287

8.5.3 IIR滤波器288

8.6 信号时频分析289

8.6.1 短时傅立叶变换289

8.6.2 小波分析291

第9章 现代检测系统设计实用化技术293

9.1 虚拟仪器293

9.1.1 虚拟仪器概述293

9.1.2 虚拟仪器的构成294

9.1.3 虚拟检测系统的软件开发平台298

9.2 现场总线仪表300

9.2.1 现场总线系统概述300

9.2.2 CAN总线系统302

9.2.3 FF总线系统305

9.2.4 工业以太网技术308

9.3 检测系统的智能化和网络化技术312

9.3.1 检测技术发展趋势312

9.3.2 智能检测系统的组成313

9.3.3 智能检测系统的网络化技术316

9.4 基于数据采集系统芯片的信号处理系统实践319

参考文献328