现代检测技术及应用

1）符合认知规律，编写中压缩了烦琐的公式推导和计算，力图做到基本概念清楚，重点突出，方便课堂教学。2）注重能力培养。除安排了传感器基础实训外，还编选了几种检测技术系统应用案例，有利于培养学生的动手能力和职业素养。3）编写中融入新知识、新技术（数字脉冲传感器、半导体集成传感器、辐射测温技术、激光测距技术、机器视觉）4）配有微课视频，扫描二维码即可观看。

本书从检测系统设计与应用工程师需要掌握的核心技能出发，系统介绍了检测技术基础知识及基本概念，包括检测系统组成、检测系统特性分析、静动态特性测试、误差分析、经典传感器技术、传感器信号调理与采集等，并对近年来广泛应用的数字脉冲传感器、半导体集成传感器、辐射测温技术、激光测距技术、机器视觉等现代检测系统做了较为深入的阐述。为了培养学生的检测系统综合设计能力，书中引入3个不同架构类型（嵌入式、总线式、计算机扩展式）的检测系统开发案例，嵌入二维码讲解视频，对现代检测系统的设计开发流程及开发平台做了详细的介绍。本书可作为普通高等院校自动化专业、测控技术及仪器专业的本科生课程教材，也可作为自动化系统工程师、仪器工程师的技术参考书使用。

前言
第１章 绪论１
１.１ 现代检测技术概述１
１.２ 现代检测技术的应用３
１.３ 检测系统的组成５
１.３.１ 传感器６
１.３.２ 信号采集与处理７
１.３.３ 数字显示装置８
１.４ 现代检测技术的发展趋势８
１.４.１ 高精度和极限测量范围的检测技术９
１.４.２ 集成化９
１.４.３ 智能化１０
１.４.４ 网络化１０
１.４.５ 虚拟测量技术１０
１.４.６ 压缩传感技术１２
１.５ 习题１３
第２章 检测系统特性１４
２.１ 检测系统的静态特性１４
２.１.１ 静态特性的数学描述１４
２.１.２ 静态特性指标１５
２.２ 检测系统的动态特性１８
２.２.１ 动态特性１８
２.２.２ 一阶系统１９
２.２.３ 二阶系统２１
２.３ 检测系统的标定２３
２.３.１ 静态标定２３
２.３.２ 动态标定２５
２.４ 习题２８
第３章 检测误差分析２９
３.１ 测量误差的基本概念２９
３.２ 误差的表示方法３０
３.２.１ 绝对误差３０
３.２.２ 相对误差３０
３.２.３ 引用误差与优选引用误差３１
３.２.４ 容许误差３１
３.３ 误差的类型３１
３.３.１ 系统误差３１
３.３.２ 随机误差３２
３.３.３ 粗大误差３２
３.４ 误差分析３２
３.４.１ 系统误差的分析与处理３３
３.４.２ 随机误差的分析与处理３４
３.４.３ 粗大误差的判断３７
３.５ 误差合成３９
３.５.１ 系统误差合成３９
３.５.２ 随机误差的合成３９
３.６ 测量不确定度４０
３.６.１ 标准不确定度４０
３.６.２ 扩展不确定度４２
３.７ 习题４２
第４章 电参数传感器４４
４.１ 电阻式传感器４４
４.１.１ 应变型电阻传感器４４
４.１.２ 半导体压阻传感器５１
４.１.３ 电阻式温度传感器５２
４.１.４ 光敏电阻５６
４.１.５ 磁敏电阻５６
４.２ 电感式传感器５７
４.２.１ 自感式传感器５７
４.２.２ 互感式传感器６２
４.２.３ 电涡流式传感器６６
４.３ 电容式传感器６８
４.３.１ 电容式传感器的主要类型６９
４.３.２ 电容式传感器的等效电路７１
４.３.３ 电容式传感器的性能及特点７２
４.３.４ 电容式传感器的检测电路７２
４.３.５ 电容式传感器的应用７６
４.４ 习题７７
第５章 电能量型传感器７９
５.１ 热电传感器７９
５.１.１ 热电偶测温原理７９
５.１.２ 热电偶的基本定律８０
５.１.３ 热电偶的冷端处理和补偿８２
５.１.４ 热电偶的应用８３
５.２ 压电传感器８５
５.２.１ 工作原理８６
５.２.２ 压电元件的等效电路及连接方式８７
５.２.３ 压电传感器的检测电路８８
５.２.４ 压电传感器的应用８９
５.３ 磁电传感器９０
５.３.１ 电磁感应式磁电传感器９０
５.３.２ 霍尔传感器９１
５.４ 光电传感器９５
５.４.１ 光电二极管９６
５.４.２ 光电晶体管９８
５.４.３ 光电倍增管９９
５.４.４ 光电图像传感器１００
５.５ 习题１０４
第６章 信号调理与采集１０５
６.１ 信号调理１０５
６.１.１ 信号放大１０５
６.１.２ 信号滤波１１４
６.１.３ 信号变换１２２
６.２ 信号采样和量化１２５
６.２.１ 信号的采样１２５
６.２.２ 信号的量化１２６
６.２.３ ＡＤＣ１２７
６.３ 习题１２８
第７章 数字化传感器１３０
７.１ 数字脉冲式传感器１３０
７.１.１ 编码器１３０
７.１.２ 光栅传感器１３３
７.１.３ 磁栅位移传感器１３７
７.１.４ 感应同步器（Ｉｎｄｕｃｔ-Ｓｙｎ）１３９
７.２ 半导体集成数字传感器１４２
７.２.１ 半导体集成温度传感器１４３
７.２.２ 半导体集成压力传感器１４８
７.２.３ 半导体集成加速度传感器１５１
７.３ 习题１５６
第８章 辐射测温与激光测距１５７
８.１ 辐射测温１５７
８.１.１ 热辐射的基本定律１５７
８.１.２ 辐射测温仪器１６０
８.２ 激光测距１６７
８.２.１ 脉冲式激光测距仪１６７
８.２.２ 相位式激光测距仪１６８
８.３ 激光雷达（ＬｉＤＡＲ）１７３
８.４ 习题１７５
第９章 机器视觉１７６
９.１ 机器视觉系统的组成１７６
９.２ 光源与照明１７７
９.３ 图像采集系统１７８
９.３.１ 光学成像系统１７９
９.３.２ 图像传感器１８１
９.３.３ 采集电路/图像采集卡１８１
９.４ 图像处理１８２
９.５ 摄像机标定１８３
９.５.１ 透视成像模型（小孔成像模型）１８３
９.５.２ Ｆａｕｇｅｒａｓ标定法１８５
９.５.３ Ｔｓａｉ氏标定法１８６
９.５.４ 张正友标定法１８９
９.６ 习题１９１
第１０章 现代检测系统设计与应用案例１９２
１０.１ 基于单片机的红外点温仪１９２
１０.１.１ 硬件设计１９２
１０.１.２ 软件设计１９８
１０.１.３ 信号处理２００
１０.２ 基于采集模块的多通道压力/温度检测系统２０６
１０.２.１ 传感器与采集模块２０７
１０.２.２ Ｍｏｄｂｕｓ-ＲＴＵ协议２０８
１０.２.３ 上位机软件２０９
１０.３ 基于ＣＣＤ的定日镜跟日误差检测系统２１０
１０.３.１ 系统设计２１２
１０.３.２ 硬件设计与实现２１３
１０.３.３ 光斑检测软件设计与实现２１４
１０.３.４ ＯＰＣ数据通信２２２
参考文献２２４