傳感器與檢測技術 (第2版) 葉湘濱 9787111782735 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
本書系統地論述了傳感器與檢測技術的理論基礎、傳感器原理與應用以及檢測技術。本書分3篇，共14章 。第1篇共6章，介紹傳感器與檢測技術理論基礎，內容包括：傳感器與檢測技術的基本概念、地位與作用以及發展，傳感器的基礎效應、功能材料及加工工藝，信號分析與處理，測試系統的特性分析。第2篇共4章，介紹阻抗式、電動勢式、光電式傳感器的原理、特性、信號調理電路以及應用，並簡要介紹氣體、濕度、生物、聲表面波、智能傳感器的原理。第3篇共4章，介紹檢測技術，內容包括振動、溫度、流量的測量以及現代檢測系統。
本書可作為儀器、自動化、機械、物聯網等專業的本科生教材，也可供其他專業的師生及工程技術人員參考。

作者簡介
高等院校教師

目錄

編者

目錄

第2版前言
第1版前言
第1篇傳感器與檢測技術理論基礎
第1章 緒論2
1 1傳感器的定義、組成及分類2
1 1 1傳感器的定義2
1 1 2傳感器的組成2
1 1 3傳感器的分類3
1 2檢測的基本概念3
1 2 1檢測技術的定義3
1 2 2被測量的分類4
1 2 3檢測系統的基本構成4
1 2 4檢測技術研究的主要內容5
1 3傳感器與檢測技術的地位與作用5
1 4傳感器與檢測技術的發展7
思考題與習題9
第2章 傳感器的基礎效應10
2 1光電效應10
2 1 1外光電效應10
2 1 2內光電效應11
2 2電光效應12
2 2 1泡克耳斯效應12
2 2 2克爾效應12
2 2 3光彈效應12
2 2 4電致發光效應13
2 2 5電致變色效應13
2 3磁光效應13
2 3 1法拉第效應13
2 3 2磁光克爾效應14
2 3 3科頓穆頓效應14
2 3 4塞曼效應14
2 3 5光磁效應14
2 4磁電效應15
2 4 1霍爾效應15
2 4 2磁阻效應15
2 5約瑟夫森效應與核磁共振16
2 5 1隧道效應16
2 5 2直流約瑟夫森效應16
2 5 3交流約瑟夫森效應17
2 5 4核磁共振18
2 6多普勒效應18
2 7納米效應18
2 7 1表面與界面效應19
2 7 2小尺寸效應19
2 7 3量子尺寸效應20
2 7 4宏觀量子隧道效應20
思考題與習題21
第3章 傳感器的功能材料22
3 1功能材料的分類與特徵22
3 1 1功能材料的分類22
3 1 2功能材料的主要功能22
3 1 3對功能材料的要求23
3 2半導體材料23
3 2 1無機半導體材料23
3 2 2有機半導體材料24
3 3功能陶瓷材料24
3 4功能高分子材料25
3 4 1導電高分子材料26
3 4 2壓電和熱電高分子材料26
3 4 3高分子化學敏感材料26
3 4 4反應型高分子材料26
3 4 5光敏高分子材料27
3 4 6生物醫用高分子材料27
3 5納米材料27
3 5 1納米材料的分類27
3 5 2納米材料的基本特性27
3 5 3納米材料在傳感器中的應用28
3 6智能材料28
思考題與習題29
第4章 傳感器的加工工藝30
4 1結構型傳感器的加工工藝30
4 2厚膜工藝30
4 3薄膜工藝32
4 4微機械加工工藝36
思考題與習題40
第5章 信號分析與處理41
5 1信號的分類41
5 1 1確定信號和隨機信號41
5 1 2連續信號和離散信號43
5 1 3能量信號和功率信號43
5 2信號的描述44
5 2 1信號的時域和頻率描述方法44
5 2 2週期信號的描述45
5 2 3非週期信號的描述49
5 2 4隨機信號的描述55
5 3數字信號處理基礎69
5 3 1時域採樣和採樣定理69
5 3 2洩漏和窗函數72
5 3 3頻域採樣和柵欄效應74
5 3 4離散傅里葉變換和快速離散傅里葉
變換76
5 4現代信號分析方法78
5 4 1短時傅里葉變換78
5 4 2小波變換79
思考題與習題82
第6章 測試系統的特性分析84
6 1測試系統的靜態特性84
6 1 1非線性度84
6 1 2靈敏度85
6 1 3遲滯85
6 1 4重複性86
6 2測試系統的動態特性87
6 2 1動態參數測試的特殊問題87
6 2 2研究測試系統動態特性的方法87
6 2 3測試系統動態特性的數學描述88
6 2 4實現不失真測試的條件92
6 2 5測試系統的動態特性分析94
6 3測試系統動態特性參數的測定102
6 3 1階躍響應法102
6 3 2頻率響應法104
思考題與習題105第2篇傳感器原理與應用
第7章 阻抗式傳感器107
7 1電阻應變式傳感器107
7 1 1電阻應變式傳感器的工作原理107
7 1 2電阻應變片109
7 1 3電阻應變式傳感器的信號調理
電路116
7 1 4電阻應變式傳感器的應用121
7 2電容式傳感器127
7 2 1電容式傳感器的工作原理127
7 2 2電容式傳感器的結構類型及特性
分析127
7 2 3電容式傳感器的等效電路134
7 2 4電容式傳感器的信號調理電路135
7 2 5影響電容式傳感器精度的因素
分析139
7 2 6電容式傳感器的應用141
7 3電感式傳感器144
7 3 1變磁阻電感式傳感器144
7 3 2差動變壓器電感式傳感器150
7 3 3渦流電感式傳感器157
7 3 4電感式傳感器的應用160
思考題與習題163
第8章 電動勢式傳感器166
8 1壓電式傳感器166
8 1 1壓電式傳感器的工作原理166
8 1 2壓電材料168
8 1 3壓電式傳感器等效電路173
8 1 4壓電式傳感器的信號調理電路175
8 1 5影響壓電式傳感器精度的因素
分析179
8 1 6壓電式傳感器的應用181
8 2磁電式傳感器187
8 2 1磁電式傳感器的工作原理188
8 2 2磁電式傳感器的結構類型188
8 2 3測量電路190
8 2 4磁電式傳感器的應用191
8 3霍爾式傳感器193
8 3 1霍爾式傳感器的工作原理193
8 3 2霍爾元件的結構和測量電路195
8 3 3霍爾元件的特性參數197
8 3 4霍爾元件的誤差及補償198
8 3 5霍爾式傳感器的應用200
思考題與習題204
第9章 光電式傳感器206
9 1光學量傳感器206
9 1 1光照度傳感器206
9 1 2光亮度傳感器207
9 1 3紫外傳感器207
9 1 4紅外傳感器208
9 2固態圖像傳感器211
9 2 1CCD圖像傳感器212
9 2 2CMOS圖像傳感器216
9 2 3固態圖像傳感器的應用218
9 3光纖傳感器221
9 3 1光纖的基本知識221
9 3 2光纖傳感器的分類及其工作
原理225
9 3 3光纖傳感器的應用229
思考題與習題233
第10章 其他傳感器234
10 1氣體傳感器234
10 1 1半導體式氣體傳感器的工作
原理235
10 1 2其他氣體傳感器236
10 2濕度傳感器237
10 2 1濕度的定義及表示方法237
10 2 2濕度傳感器的主要特性參數與
類型238
10 3生物傳感器241
10 3 1生物傳感器概述241
10 3 2典型生物傳感器243
10 4聲表面波傳感器246
10 4 1SAW傳感器的結構與工作
原理246
10 4 2SAW傳感器實例247
10 5智能傳感器249
10 5 1智能傳感器概念與基本結構249
10 5 2智能傳感器的實現249
10 5 3感存算一體化智能傳感器
架構251
10 5 4智能傳感器實例253
思考題與習題255第3篇檢 測 技 術
第11章 振動的測量257
11 1概述257
11 1 1振動的類型及基本參數257
11 1 2振動的測試內容及測量方法258
11 1 3振動測試系統的構成258
11 2常用測振傳感器259
11 2 1概述259
11 2 2絕對式測振傳感器原理259
11 2 3相對式測振傳感器原理263
11 2 4測振傳感器的選擇264
11 3振動的激勵與激振器264
11 3 1振動的激勵264
11 3 2激振器265
11 4測振傳感器的標定267
思考題與習題269
第12章 溫度的測量270
12 1概述270
12 1 1溫度的基本概念270
12 1 2溫標270
12 1 3溫度的測量方法272
12 2熱電偶測溫273
12 2 1工作原理273
12 2 2熱電偶回路熱電動勢273
12 2 3熱電偶測溫基本定律275
12 2 4熱電偶冷端溫度補償276
12 2 5熱電偶材料、類型及結構280
12 2 6熱電偶的標定282
12 2 7熱電偶的動態特性283
12 3金屬電阻測溫284
12 3 1工作原理、結構和材料284
12 3 2測量電路286
12 4半導體溫度傳感器287
12 4 1半導體熱敏電阻287
12 4 2PN結型集成溫度傳感器290
12 4 3數字溫度傳感器293
12 5其他測溫方法295
12 5 1膨脹式溫度計295
12 5 2示溫塗料297
思考題與習題298
第13章 流量的測量299
13 1流量測量基礎299
13 1 1流量及定義299
13 1 2流體的基本知識299
13 2流量計分類302
13 3常用流量計302
13 3 1橢圓齒輪流量計302
13 3 2差壓式流量計303
13 3 3轉子流量計306
13 3 4靶式流量計307
13 3 5渦輪流量計308
13 3 6電磁流量計309
13 3 7超聲波流量計309
13 3 8科裡奧利力質量流量計311
思考題與習題314
第14章 現代檢測系統315
14 1現代檢測系統概述315
14 1 1現代檢測系統的組成315
14 1 2現代檢測系統的設計316
14 1 3現代檢測系統的發展319
14 2測控總線技術320
14 2 1儀器總線321
14 2 2現場總線323
14 3虛擬儀器325
14 3 1虛擬儀器概述325
14 3 2虛擬儀器的組成326
14 3 3虛擬儀器應用與發展329
14 3 4虛擬儀器的設計方法步驟329
14 4網絡化測試系統330
14 4 1基於現場總線技術的網絡化
測控系統331
14 4 2面向Internet的網絡化測控
系統331
14 4 3無線傳感器網絡測控系統331
思考題與習題333
附錄334
附錄A基本常數334
附錄B國際單位制基本單位及輔助
單位334
附錄CK型鎳鉻鎳硅熱電偶分度表
（參考端溫度0℃）335
附錄DS型鉑銠10鉑熱電偶分度表
（參考端溫度0℃）339
附錄E部分習題參考答案339
參考文獻341

前言/序言
第2版前言
隨著信息時代的到來，傳感器與檢測技術廣泛應用於物聯網、人工智能、智能製造、消費電子、汽車電子、醫療健康、機器人、軍事裝備等領域，對提高生活品質、促進生產發展和科技不斷進步以及推動現代軍事領域的深刻變革起著十分重要的作用。
本書緊跟傳感器、檢測技術的發展動態，在第1版基礎上，重新修訂了智能傳感器部