本書主要內(nèi)容包括緒論,檢測技術基本知識,溫度檢測,壓力傳感器,流量傳感器,物位、厚度傳感器,成分分析傳感器,光電式傳感器,運動參數(shù)檢測傳感器,顯示與記錄儀表,抗干擾技術,現(xiàn)代檢測技術等。本書每章后有小結(jié)、習題,以便學生鞏固所學內(nèi)容。本書適合作為普通本科院校自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)、儀器儀表專業(yè)及檢測技術專業(yè)傳感器原理及應用、檢測技術與儀表等課程教材。
每章各種傳感器介紹時均包括傳感器基本原理、檢測電路、相關儀表;各章均包括相關內(nèi)容傳感器應用實例研究及分析,各章實例多少不一,根據(jù)各章內(nèi)容安排。
《傳感器檢測技術與儀表》針對北京聯(lián)合大學2013版普通本科人才培養(yǎng)方案中自動化專業(yè)應用性專業(yè)主干課程檢測技術與儀表,旨在編寫具有產(chǎn)學合作特色的普通本科教材。
本教材自2014年6月選題申報,到2014年10月確定由北京聯(lián)合大學規(guī)劃教材建設項目資助出版,教材編寫組成員進行多次集中討論,確定教材章節(jié),明確分工,收集資料,至2014年12月開始著手編寫,至今經(jīng)歷了一年多的辛勤努力,終于付梓出版,與廣大讀者見面了!編寫組各位成員見證了《傳感器檢測技術與儀表》的日益成長。
本教材資料來源于編寫組成員多年來教授相關課程的資料積累和企業(yè)專家的案例資料,主要內(nèi)容包括緒論,檢測技術基本知識,溫度檢測,壓力傳感器,流量傳感器,物位、厚度傳感器,成分分析傳感器,光電式傳感器,運動參數(shù)檢測傳感器,顯示與記錄儀表,抗干擾技術,現(xiàn)代檢測技術等。
教材內(nèi)容符合普通本科人才培養(yǎng)方案中自動化專業(yè)應用性專業(yè)主干課程檢測技術與儀表培養(yǎng)目標與課程教學改革要求,取材合適,深淺適宜,篇幅恰當,有利于激發(fā)學生學習興趣和培養(yǎng)學生的能力、素質(zhì)。
本教材由北京聯(lián)合大學規(guī)劃教材建設項目資助,由北京聯(lián)合大學相關課程多年授課教師和行業(yè)、企業(yè)專家共同編寫完成,企業(yè)專家承擔的編寫任務達三分之一。在教學內(nèi)容體系設計上,既體現(xiàn)高校課程教學的特點與規(guī)律,又充分接軌相關主流技術發(fā)展,有效地將學科系統(tǒng)性與工程實踐性、知識理論性與技術應用性有機結(jié)合。
本教材適合作為普通本科院校自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)、儀器儀表專業(yè)、檢測技術專業(yè)課程教材,建議學時為48~60學時(每章4~5學時),教授章節(jié)、內(nèi)容可以根據(jù)教學專業(yè)需要有所取舍。
本教材建設與課程建設相結(jié)合,除了文本形式,還包含電子教案、應用實例等立體化教學資源。
本教材由李永霞任主編,潘文昇任副主編,牛瑞燕、龍浩、李媛參與了本書的編寫。其中,第1章、第2章、第4章和第6章由李永霞編寫;第3章和第5章由牛瑞燕編寫;第7章、第8章和第9章由龍浩編寫;第11章由李媛編寫;第10章和第12章由潘文昇編寫。
在編寫過程中,編者選用了在授課過程中搜集整理積累的大量素材,參考文獻中不能一一反映,謹向相關資料的原作者致以衷心謝意。
本教材承北京聯(lián)合大學李紅星教授悉心審閱,并提出了寶貴意見和建設性修改建議,在此深表謝忱。
由于時間倉促,加之編者學識有限,書中難免存在不妥和疏漏之處,希望使用本書的教師和學生予以批評指正,并提出寶貴的改進意見,以便日后修訂改進。
編者2016年3月
李永霞:北京聯(lián)合大學自動化學院電氣與控制工程系教師。主講課程:微機原理與應用、單片機應用技術、檢測與轉(zhuǎn)換技術、過程檢測與儀表、傳感器原理與應用、新型傳感器與傳感技術、計算機控制技術、計算機控制系統(tǒng)、智能儀器、虛擬儀器技術等?蒲谐晒褐骶幒蛥⒕幩谋窘滩模话l(fā)表科研和教研論文10多篇;主持和主要參與完成北京市教委、北京聯(lián)合大學等各級科研項目、橫向項目、教研項目若干項。
第1章緒論1
引言1
11傳感器的組成及分類1
111傳感器簡介1
112傳感器的組成2
113傳感器的分類2
114傳感器的作用與地位3
12傳感器的基本特性3
121傳感器靜(態(tài))特性4
122傳感器動(態(tài))特性6
13傳感器技術發(fā)展趨勢12
14變送器13
141變送器的概念13
142變送器的分類14
143變送器的構成14
144變送器的技術指標15
15傳感器的標定15
151靜態(tài)特性標定15
152動態(tài)特性標定16
16生產(chǎn)生活中的傳感器應用實例17
小結(jié)17
習題18
第2章檢測技術基本知識19
引言19
21概述19
211檢測的定義19
212檢測技術20
213檢測過程20
214檢測技術作用20
22檢測系統(tǒng)的基本構成與分類20
221檢測系統(tǒng)的基本構成20
222檢測系統(tǒng)的分類21
223檢測系統(tǒng)實例23
23檢測方法24
24常用檢測與轉(zhuǎn)換電路25
241電橋25
242放大器29
243濾波器32
244V/F變換34
245V/I變換34
246調(diào)頻電路36
247脈沖調(diào)寬型電路37
248相敏檢波電路38
25誤差分析及數(shù)據(jù)處理基礎40
251誤差的基本概念40
252誤差的分類及來源41
253精密度、準確度、精確度45
254粗大誤差、系統(tǒng)誤差和隨機誤差的處理46
255多次測量結(jié)果的表達51
256測量誤差的合成53
257測量誤差的分配54
258有效數(shù)字54
259數(shù)據(jù)處理實例55
小結(jié)57
習題57
第3章溫度檢測58
引言58
31溫度檢測的基本知識58
311溫標59
312溫度測量儀表的分類60
32膨脹式溫度計61
321玻璃溫度計61
322壓力溫度計61
323雙金屬溫度計62
33熱電偶溫度計63
331測溫原理63
332基本定律65
333熱電偶結(jié)構66
334熱電偶材料66
335熱電偶冷端溫度的處理方法67
34熱電阻溫度計71
35熱電阻材料與結(jié)構72
351熱電阻材料72
352熱電阻結(jié)構75
353熱電阻阻值測量76
36輻射式溫度計77
361測溫原理78
362光學高溫計及光電高溫計80
363全輻射高溫計83
364比色溫度計85
365紅外測溫儀86
37新型溫度傳感器88
371半導體PN結(jié)型溫度傳感器88
372集成溫度傳感器89
38溫度傳感器工程應用實例91
381雙金屬片溫度傳感器在電熨斗中的應用91
382溫度傳感器在汽車中的應用92
小結(jié)93
習題93
第4章壓力傳感器95
引言95
41壓力的基本概念95
42壓力傳感器的分類、選型與發(fā)展96
421壓力傳感器分類97
422壓力傳感器選型97
423壓力傳感器的誤差與標定99
424壓力傳感器接線方式100
425壓力傳感器的發(fā)展及應用領域100
43應變式壓力計101
431電阻應變片式壓力傳感器101
432半導體壓阻式壓力傳感器110
433硅-藍寶石式壓力傳感器115
434陶瓷壓力傳感器115
44電容式壓力傳感器116
45電感式壓力傳感器122
451變間隙型電感式壓力傳感器122
452變面積型電感式壓力傳感器122
453螺管型電感式壓力傳感器122
454差動型電感式壓力傳感器123
46壓磁式壓力傳感器124
461壓磁效應124
462壓磁元件124
463壓磁式壓力傳感器測量原理125
464壓磁式壓力傳感器的應用126
47電勢輸出式壓力傳感器127
471壓電式壓力傳感器127
472磁電式壓力傳感器131
473霍爾式壓力傳感器132
48諧振式壓力傳感器136
481石英晶體諧振式壓力傳感器136
482微機械氮化硅諧振梁壓力傳感器138
49重載型壓力傳感器139
410壓力傳感器工程應用實例139
4101電子秤139
4102汽車衡140
小結(jié)141
習題141
第5章流量傳感器142
引言142
51流量測量的基本概念142
511流量的定義142
512流量測量中的基本參數(shù)143
513流量測量的方法145
514常見流量計的分類及特點145
52容積式流量計146
521容積式流量計的工作原理147
522常見的容積式流量計147
523容積式流量計的特點及使用注意事項149
53速度式流量計150
531渦輪流量計150
532渦街流量計151
533電磁流量計155
534超聲波流量計156
54差壓式流量計158
541兩個流動的基本方程158
542節(jié)流式流量計159
543浮子式流量計164
55質(zhì)量流量計166
551科里奧利質(zhì)量流量計166
552熱式質(zhì)量流量計168
56流量傳感器工程應用實例168
561電磁流量計在污水處理中的應用168
562超聲波流量計在煤氣計量中的應用169
小結(jié)169
習題170
第6章物位、厚度傳感器171
引言171
61物位檢測方法171
62差壓式液位計172
621差壓式液位計的工作原理173
622液位差壓轉(zhuǎn)換裝置173
623差壓式液位計的應用174
624差壓式液位計的特點178
63超聲波式物位計178
631超聲波式物位計的工作原理178
632超聲波式物位計的特點179
633超聲波式物位計的應用問題180
64射頻導納式液位計180
641電容式物位計的工作原理及應用181
642射頻導納式液位計的工作原理及應用182
65射線式物位計183
651射線式物位計的工作原理183
652放射性物位計的特點184
653應用問題184
66直讀式水位計186
661云母水位計186
662電接點水位計187
67浮力式液位計188
671恒浮力式液位計188
672變浮力式液位計189
68物位檢測儀表的選用190
69厚度檢測191
小結(jié)194
習題195
第7章成分分析傳感器196
引言196
71氣體成分檢測196
711熱導式檢測技術196
712熱磁式檢測技術199
713紅外線式檢測技術200
72水分和濕度檢測202
721水分和濕度的定義及表示方法202
722固體濕度的電測法203
723氣體濕度的電測法204
73密度和濃度檢測205
731密度的電測法205
732濃度的電測法206
74成分分析傳感器工程應用實例208
小結(jié)210
習題210
第8章光電式傳感器211
引言211
81光譜211
82光電器件213
821光敏電阻器213
822光電池217
823光電二極管220
824光電三極管223
825光電式傳感器的應用226
83電荷耦合器件229
831CCD的基本原理229
832CCD的特性參數(shù)233
833CCD攝像器件的類型234
834CCD的應用235
84光柵式傳感器236
841光柵的結(jié)構及分類236
842光柵式傳感器的工作原理236
85光電式傳感器工程應用實例238
小結(jié)239
習題240
第9章運動參數(shù)檢測傳感器241
引言241
91位置檢測241
911開關類傳感器類型241
912霍爾開關傳感器244
913電感式接近開關244
914光電開關246
915電容式接近開關248
92位移檢測249
921電感式位移測量249
922差動變壓器位移計253
923光柵位移測量255
93磁電感應式速度測量256
931磁電感應式傳感器的工作原理256
932磁電感應式傳感器的測量電路257
94電磁脈沖式速度測量257
95應變式加速度計258
96雷達測速儀259
961雷達原理259
962雷達測速儀簡介260
97光纖測速261
971光纖元件261
972光纖測速儀265
小結(jié)266
習題266
第10章顯示與記錄儀表267
引言267
101顯示儀表267
1011模擬式指示儀表268
1012數(shù)字式顯示儀表270
102記錄儀表272
1021直接驅(qū)動式記錄儀表273
1022自動平衡式記錄儀表275
1023混合式記錄儀表277
10