传感器与测试技术

本书全面介绍了传感器与测试技术的基本概念、基本原理和典型应用。按照传感器、测试技术与测试系统三大模块组织内容，分别对常规传感器、微机械传感器、测量误差分析、常见工程量的测量、信号调理、现代测试系统、测试系统设计等进行了介绍。本书系统性强，内容上注重经典与现代的结合，目标上强调工程实践应用与创新能力的培养，具有良好的教学适应性和可读性。 本书可以作为高等院校测控技术与仪器、自动化、电气工程与自动化、机械设计制造及其自动化、通信工程、计算机应用等专业的本科生教材，也可供从事传感器与检测技术相关领域应用和设计开发的研究人员、工程技术人员参考。

王燕，北京印刷学院机电工程学院副教授，主要从事传感器与检测技术、信息采集、信号处理与传输等方面的教学与研究工作。近几年来发表核心期刊论文13篇，其中3篇已被EI全文收录。主持校级科研重点项目“低功耗WiFi无线传感网研究”、主持北京市青年教师拔尖人才项目“绿色环保振动微能源新型电池的关键技术研究”、主持横向课题“高压试验场远程视频监控软件”、“数字化高速裱纸机联动线的研究”4项，参与各级科研项目10余项；以第一发明人获发明专利8件、软件著作权9件。2018年11月获北京市科学进步奖三等奖（个人排序第三）。

目 录 第1章 绪论 1.1测试技术的地位和作用 1.1.1测试技术的地位 1.1.2测试技术的作用 1.2现代测试技术的基本内容和任务 1.2.1 现代测试技术的内容 1.2.2 现代测试技术的主要任务 1.3 测试系统的组成 1.4 现代测试技术的发展动向 1.4.1 传感器的发展 1.4.2测试手段的发展 1.4.3 测量信号处理的发展 1.4.4 开发平台的发展趋势 第2章 常规传感器 2.1 传感器概述 2.1.1 传感器的作用 2.1.2 传感器的定义和组成 2.1.3 传感器的分类及要求 2.1.4 传感器开发的新趋势 2.2 电阻式传感器 2.2.1电阻应变式传感器 2.2.2 压阻传感器 2.2.3 变阻式传感器 2.3 电容式传感器 2.3.1 工作原理及类型 2.3.2 特点与应用 2.3.3 电容式传感器应用举例 2.4 电感式传感器 2.4.1自感式传感器 2.4.2互感式传感器 2.4.3压磁式传感器 2.5 压电式传感器 2.5.1 压电效应与压电材料 2.5.2 压电式传感器及其等效电路 2.5.3 压电元件常用的结构形式 2.5.4 测量电路 2.6 磁电式传感器 2.6.1磁感应电式传感器 2.6.2 霍尔式传感器 2.6.3 磁阻效应传感器 2.7 光电式传感器 2.7.1 光电效应及光电器件 2.7.2 光电式传感器的形式 2.8 半导体传感器 2.8.1 气敏传感器 2.8.2 湿敏传感器 2.8.3 半导体色敏传感器 2.9 数字式传感器 2.9.1 编码器 2.9.2 光栅传感器 2.9.3 感应同步器 2.10 热电偶传感器 2.10.1 热电偶传感器简介 2.10.2 热电偶传感器的应用 2.11 热电阻传感器 第3章 微机械传感器 3.1 微传感器的概念和特点 3.2微机电系统的主要加工技术 3.3微机械传感器原理 3.3.1微机械加速度传感器 3.3.2微机械压力传感器 3.3.3 微机械陀螺 3.3.4其他微机械传感器 第4章 测量误差分析 4.1 测量误差的基本概念 4.1.1 测量误差及研究的意义和内容 4.1.2 测量误差的来源 4.1.3 测量误差的表示方法 4.1.4 测量误差的分类 4.1.5 测量不确定度与置信概率 4.2 随机误差的处理 4.2.1 随机误差的特征和概率分布 4.2.2 随机误差的方差和标准差 4.2.3 不等精度直接测量的数据处理 4.3 系统误差的分析 4.3.1 系统误差的判别 4.3.2 系统误差的消除 4.4 粗大误差的的分析和剔除 4.4.1粗大误差的产生和处理原则 4.4.2 坏值判别准则 4.4.3 粗大误差的剔除 4.5 误差的合成与分配 4.5.1误差的合成 4.5.2 误差的分配 第5章 常见工程量的测量 5.1 位移测量 5.1.1滑线电阻式位移传感器 5.1.2 应变式位移传感器 5.1.3 电感式位移传感器 5.1.4 光栅式数字传感器 5.1.5 电容式传感器 5.1.6 光电式位移传感器 5.1.7 霍耳式位移传感器 5.1.8 超声波测距离传感器 5.2 速度测量 5.2.1线速度测量 5.2.2 角速度测量 5.3 加速度测量 5.3.1线加速度测量 5.3.2 角加速度测量 5.4 力与压力测量 5.4.1力的测量 5.4.2压力的测量 5.5 振动测量 5.5.1测振传感器 5.5.2测振仪电路原理 5.6 噪声测量 第6章 信号调理 6.1电桥 6.1.1 直流电桥 6.1.2 交流电桥 6.2信号放大 6.2.1运算放大器 6.2.2差分放大器 6.2.3隔离放大器 6.2.4仪用放大器 6.2.5可变增益放大器 6.3 信号滤波 6.3.1理想滤波器 6.3.2低通滤波器 6.3.3高通滤波器 6.3.4带通滤波器 6.3.5 数字滤波器 6.4 调制与解调 6.4.1幅值调制与解调 6.4.2 频率调制与解调 6.4.3 脉冲调制原理 6.5信号变换 6.5.1 电压－电流转换 6.5.2 电压---频率转换 第7章现代测试系统 7.1计算机测试系统的基本组成 7.1.1 多路模拟开关 7.1.2 A/D转换与D/A转换 7.1.3 采样保持(S/H) 7.2现场总线技术 7.2.1 CAN 总线技术 7.2.2 FF总线技术 7.3 测试系统的智能化和网络化技术 7.3.1 智能测试系统 7.3.2 测试系统的网络化技术 参考文献