自动检测与转换技术(第4版)/梁森等

本书是与高职高专“自动检测技术” 精品课程配套的教材，是“十二五”职业教育国家规划教材，２００７年度普通高等教育国家精品教材。主要介绍在生产、科研、生活等领域常用传感器及检测技术的工作原理、特性参数、选型、安装使用及调试等方面的知识。对测量技术的基本概念、误差理论、抗干扰技术、电磁兼容及计算机在检测系统中的应用也作了介绍。 本书反映了近年来的新技术和新器件在自动检测领域中的应用，有较多的应用实例。考虑到近年来学生的实际状况，降低了教材的难度。每章均附有较多的启发性的思考题及应用型习题，可供不同专业方向的教师选择。与教材配套的各章ＰＰＴ、教案、在线练习及部分习题分析等，可在配套的课程网站上下载。 本书可作为高职、高专的电气自动化、机械制造自动化、智能控制、智能制造、机器人、仪表仪器、电机与电器、风电、数控、机电一体化、材料、能源、汽车、轨道交通、物流、农机、计算机、信息、轻工、楼宇、安保、环保、矿业等专业的教材，也可供生产、管理、运行人员及有关工程技术人员参考。

梁森教授，高级工程师，1947年生，1982年毕业于浙江大学科学仪器系。曾在上海发电设备成套设计研究院检测中心及某部队从事科研工作。1986年调入上海电机学院，从事传感器与检测技术的教学和科研工作。主编了《自动检测与转换技术》普通高等教育国家精品教材，主编《自动检测技术及应用》教材，获“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材等；主持了教育部精品课程建设。曾获上海市高校教学名师奖，上海市育才奖。指导学生先后3次获得全国大学生“挑战杯”竞赛二等奖，并获全国“挑战杯”优秀指导教师。主持修订了适合应用型本科的《自动检测技术及应用》第2版教材，获2011年上海市优秀教材一等奖。

前言绪论１ 第一章  检测技术的基本概念９   第一节  测量的基本概念及方法９   第二节  测量误差及分类１０   第三节  传感器及其基本特性１４   思考题与习题１８ 第二章  电阻传感器２０   第一节  电阻应变传感器２０   第二节  测温热电阻传感器３２   第三节  气敏电阻传感器３７   第四节  湿敏电阻传感器３９   思考题与习题４２ 第三章  电感传感器４７   第一节  自感传感器４７   第二节  差动变压器传感器５１   第三节  电感传感器的应用５４  思考题与习题５９第四章  电涡流传感器６３   第一节  电涡流传感器的工作原理６３   第二节  电涡流传感器的结构及特性６４   第三节  电涡流传感器的测量转换电路６５   第四节  电涡流传感器的应用６７  第五节  接近开关及应用７２   思考题与习题７６ 第五章  电容传感器７８   第一节  电容传感器的工作原理及结构形式７８   第二节  电容传感器的测量转换电路８２   第三节  电容传感器的应用８３  第四节  压力和流量的测量８８   思考题与习题９２ 第六章  压电传感器９５   第一节  压电传感器的工作原理９５  第二节  压电传感器的测量转换电路９７   第三节  压电传感器的结构及应用９９  第四节  振动测量及频谱分析１０１   思考题与习题１０７ 第七章  超声波传感器１０９   第一节  超声波的物理基础１０９   第二节  超声波换能器及耦合技术１１３   第三节  超声波传感器的应用１１５   第四节  无损探伤１１９   思考题与习题１２２ 第八章  霍尔传感器１２５   第一节  霍尔元件的工作原理  第三节  霍尔传感器的应用１２９   思考题与习题１３３ 第九章  热电偶传感器１３５  第一节  温度测量的基本概念１３５   第二节  热电偶传感器的工作原理１３７   第三节  热电偶的种类及结构１３９   第四节  热电偶冷端的延长１４２   第五节  热电偶的冷端温度补偿１４３   第六节  热电偶的配套仪表及应用１４５   思考题与习题１４８ 第十章  光电传感器１５１  第一节  光电效应及光电元件１５１   第二节  光电元件的基本应用电路１６０   第三节  光电传感器的应用１６２   第四节  光电开关与光电断续器１７２   第五节  光导纤维传感器及应用１７５   思考题与习题１８５ 第十一章  数字式位置传感器１８８   第一节  位置测量的方式１８８   第二节  角编码器１９０   第三节  光栅传感器１９４   第四节  磁栅传感器２０１   第五节  容栅传感器２０３   思考题与习题２０６ 第十二章  检测系统的抗干扰技术２０９   第一节  干扰源及防护２０９ 第二节  检测技术中的电磁兼容原理２１２  第三节  几种电磁兼容控制技术２１７   思考题与习题２２９ 第十三章  检测技术的综合应用２３２   第一节  现代检测系统的基本结构２３２  第二节  带计算机的检测系统简介２３４   第三节  带计算机的检测技术应用实例２４０   第四节  传感器在汽车中的应用２４４   第五节  传感器在数控机床中的应用２４８   第六节  传感器在机器人中的应用２５３   第七节  传感器在智能楼宇中的应用２５７   思考题与习题２６４附录２６６   附录Ａ  常用传感器的性能及选择２６６附录Ｂ  中华人民共和国法定计量单位２６７   附录Ｃ  本书涉及到的部分计量单位２６９   附录Ｄ  工业热电阻分度表２６９   附录Ｅ  镍铬－镍硅（镍铝）Ｋ型热电偶分度表２７１部分习题参考答案２７３ 参考文献２７４

本书是根据高职、高专教学基本要求及教育部启动的“高等学校教育质量与教学改革工程”的精神编写的高等职业技术教育机电类专业教材，是普通高等教育“十一五”“十二五”职业教育国家规划教材，２００７年度普通高等教育国家精品教材。从２００５年出版至今，已连续印刷三十多次、十几万册，受到广大读者的好评。随着检测技术的不断进步，有必要在保留第３版特色的基础上，对本书进行修订。在修订中，作者广泛听取了众多读者的各种建议，考虑到学生的现状和就业岗位的要求，降低了教材的难度，删除了过时及不常用的传感器，压缩了公式推导及烦琐的计算，增加了近年来出现的新型传感器和检测技术，突出了应用。在考虑取材深度和广度时，主要着眼于提高高职、高专学生的应用能力的培养。根据高等职业教育培养目标的要求，本书力图使学生学完本书后能获得作为生产第一线的技术、管理、维护和运行技术人员所必须掌握的传感器、自动检测系统和抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能。 本书着重介绍生产、科研、生活中常用传感器的工作原理、测量转换电路及传感器的应用。各章节的重点放在传感器的选型、调试、测量数据分析等解决实际问题的基本技能上。针对本书以测量原理划分章节带来的不足之处，编写中，对经常遇到的诸如温度、压力、流量、液位、振动等被测量以及无损探伤、接近开关、位置检测、频谱分析等有较大实用价值的内容在相关联的章节中做了集中论述，其中温度测量贯彻了ＩＴＳ－９０新标准。 本书的第一特色是：本书的素材多来源于最近几年的公司网站、国内外专利文献、科技论文等。在编写过程中，作者还先后深入几十家有关厂商和生产车间，了解、收集了较先进的产品技术资料、图片，甚至实地测绘了许多图样。有相当部分应用电路和实例是作者近十年来从事科研开发、技术改造的成果总结，均编入有关章节中，因此具有较高的真实性和可参考性。 本书的第二特色是：有较多的启发性思考题及应用型习题。尽量减少死记硬背的题型，要求学生灵活应用本章学过的知识来解决实际问题。一些习题还具有知识拓展的功能，要求学生利用网络，收集有关资料，拓宽思路，有利于不同专业方向的学校安排对应的课程设计。本教材的习题题量较大，有利于各校根据各自的专业方向来布置合适的作业。 本书的第三特色是：作者还为本书的出版建立了一个对应的“传感器与检测技术教辅网站”，网址是：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗｌｉａｎｇｓｅｎｎｅｔ／，以及ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗｓｅｎｓｏｒ－ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｎｅｔ／。作者将众多参考文献放到上述课程网站上。包含１３个章节的电子教案、授课视频、对应的１０万字以上专业拓展资料、传感器的现场应用照片、传感器公司的网站链接、多媒体课件、几十个原理动画、上千张实用照片和十几段现场使用录像，部分录像有英文和德文配音；同时还上传了作业分析、辅导。学生在学习各章时，可以上网同步阅读有关章节的资料，了解检测技术的发展历史，了解传感器的选型、安装、调试和使用，加深对课程内容的理解，提高学习本课程的兴趣，培养自主学习和终身学习的习惯。配套的课程网站还提供了在线练习，有利于读者检验自己的掌握程度。 本书的第四个特色是：在各章节难度较大之处，嵌入了几十个相关的二维码，读者用手机扫一扫，就可以打开对应的传感器原理动画演示、现场应用演示等资料，拓展了读者的知识面。 本书可作为高职、高专的电气自动化、机械制造自动化、智能控制、智能制造、机器人、仪表仪器、电机与电器、风电、数控、机电一体化、材料、能源、汽车、轨道交通、物流、农机、计算机、信息、轻工、楼宇、安保、环保、矿业等专业的教材，也可供生产、管理、运行人员及有关工程技术人员参考。每章均附有较多的启发性的思考题及应用型习题，可供不同专业方向的教师选择。本书的参考学时为４８～６０学时。 本书由上海电机学院梁森（绪论、第一、二、三、四、六、八、十、十二章及统稿）、王侃夫（第七、十一、十三章）、杭州职业技术学院黄杭美（第五、九章）编写。倪成凤研究员担任本书的主审，对书稿进行了认真、负责、全面的审阅。在本书编写过程中，还得到了上海交通大学朱承高、忻建华，上海大学黄正荣、朱铮良，福州大学郑崇苏，上海理工大学孔凡才、谢根涛，湖南科技大学吴新开，福州大学薛昭武，南通大学王士森，山东科技大学武超，南京化工职业技术学院王永红，河南工业职业技术学院王煜东，原上海机电工业学校阮智利，温州职业技术学院徐虎，广西机电职业技术学院秦培林，上海电机学院苏中义、王海群、刘桂英，东北石油大学曹雪，山东外贸职业学院王明霄，烟台南山学院苏凤、上海发电设备成套设计研究院肖伯乐、刘春林，上海电气自动化研究所张玉龙、周宜，上海工业自动化仪表研究所范铠、姜世昌，上海重型机器厂陈克，上海量具刃具厂宋伟强，上海汽轮机厂陈禹明，上海精良电子公司段超，天津图尔克传感器公司李倚天，上海华东电子仪器厂朱美丽、郑学芳，杭州强牛网络科技有限公司何益峥、余维燕，上海轴承滚子厂黄吉平等专家、