本書(shū)系統(tǒng)地闡述了傳感器與檢測(cè)技術(shù)的概念、原理和方法。全書(shū)分為三篇,共14章,篇為基礎(chǔ)知 識(shí)和誤差理論,介紹傳感器與檢測(cè)技術(shù)的基本概念、誤差分析基礎(chǔ)、傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的基本特性;第二篇 為傳感器及信號(hào)調(diào)理電路,介紹各種典型傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、特性指標(biāo)、使用特點(diǎn)及測(cè)量電路;第三篇為 檢測(cè)技術(shù),介紹電學(xué)與磁學(xué)測(cè)量、流量的測(cè)量、火災(zāi)探測(cè)與測(cè)量,以及現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)。其中,第二篇的內(nèi)容 是根據(jù)不同的測(cè)量原理進(jìn)行分類(lèi)的;第三篇的內(nèi)容是根據(jù)不同的被測(cè)物理量進(jìn)行分類(lèi)的。各篇內(nèi)容相對(duì) 獨(dú)立,緊密銜接,循序漸進(jìn),將傳感器和檢測(cè)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái),便于教師組織教學(xué)和學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)。 本書(shū)可作為高等學(xué)校自動(dòng)化、電子信息工程、測(cè)控技術(shù)及儀器等專(zhuān)業(yè)的教材,也可供其他專(zhuān)業(yè)學(xué)生及 相關(guān)技術(shù)人員參考。
本教材嚴(yán)格參照教育部《普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄（2020年）》、教育部高等學(xué)校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)《高等學(xué)校本科自動(dòng)化指導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)規(guī)范》編寫(xiě)。在對(duì)檢測(cè)裝備技術(shù)進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)傳感器及檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)方法進(jìn)行了歸納總結(jié)，挑選常用、有發(fā)展?jié)摿Φ膬?nèi)容加以介紹，內(nèi)容豐富，融入了裝備科研、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的新技術(shù)，做到理論與實(shí)際相結(jié)合。在習(xí)題中加入了很多從科研項(xiàng)目中提煉的問(wèn)題和實(shí)際裝備維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和分析實(shí)際問(wèn)題的能力有很大幫助。
由于傳感器類(lèi)型眾多，分類(lèi)方法各異，本書(shū)內(nèi)容除傳感器部分外，特別強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)和檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用。傳感器、基礎(chǔ)知識(shí)、檢測(cè)系統(tǒng)這三部分內(nèi)容撰寫(xiě)方法差別較大。全書(shū)分為三篇，篇基礎(chǔ)知識(shí)篇，介紹概述和誤差理論，為后續(xù)內(nèi)容打下基礎(chǔ)，內(nèi)容編排從概念到對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。第二篇傳感器及信號(hào)調(diào)理電路，按照原理分類(lèi)進(jìn)行介紹，邏輯清晰，比較符合讀者、特別是學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，有利于讀者舉一反三。第三篇檢測(cè)技術(shù)篇片，緊密聯(lián)系船舶電氣設(shè)備應(yīng)用需求，內(nèi)容按照被測(cè)物理量分類(lèi)，注重檢測(cè)的系統(tǒng)性、完整性、實(shí)用性。
傳感器與檢測(cè)技術(shù)作為信息獲取與信息轉(zhuǎn)換的重要手段，是實(shí)現(xiàn)裝備自動(dòng)化、信息化、智能化的技術(shù)基礎(chǔ)之一。沒(méi)有傳感器
與檢測(cè)技術(shù)，就沒(méi)有自動(dòng)化、信息化的觀點(diǎn)已為全世界所公認(rèn)。本書(shū)在對(duì)我國(guó)多種型號(hào)船舶裝備技術(shù)進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)傳感器及檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)方法進(jìn)行了歸納總結(jié)，
內(nèi)容涉及裝備常用的溫度、壓力、電、磁、火災(zāi)信號(hào)等的檢測(cè)，循序漸進(jìn)地介紹了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，便于教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)。
本書(shū)涉及內(nèi)容廣泛，全書(shū)分為三篇，共14章。篇是基礎(chǔ)知識(shí)和誤差理論，共3章： 第1章（緒論）介紹傳感器及檢測(cè)技術(shù)的基本概念和發(fā)展趨勢(shì)； 第2章（檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)）主要介紹誤差的概念和測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示方法； 第3章介紹傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。篇內(nèi)容在教學(xué)中可略講或不講，作為學(xué)生自學(xué)的參考資料。第二篇是傳感器及信號(hào)調(diào)理電路，共7章，包括按不同原理進(jìn)行分類(lèi)的多種傳感器及測(cè)量電路。第三篇是檢測(cè)技術(shù)，共4章，按照被測(cè)量進(jìn)行分類(lèi)介紹，內(nèi)容具有一定的綜合性。全書(shū)內(nèi)容盡可能涵蓋船舶所用的傳感器和儀表相關(guān)技術(shù)。為了進(jìn)一步加深讀者對(duì)內(nèi)容的理解，每章后都附有
參考習(xí)題。
本書(shū)以工程教育為理念，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，注重學(xué)生動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)研發(fā)能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，對(duì)相關(guān)的內(nèi)容給出了工程應(yīng)用實(shí)例或應(yīng)用背景。部分案例來(lái)源于實(shí)際裝備研制和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究成果。部分內(nèi)容
（如熱電阻溫度傳感器、火災(zāi)探測(cè)方法相關(guān)內(nèi)容）融入了新技術(shù)和新方法。本書(shū)主要作為全國(guó)高等學(xué)校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)本科教材，以及機(jī)械電氣類(lèi)其他有關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)參考書(shū)，也可供廣大檢測(cè)科技工作者自學(xué)或參考。
本書(shū)由海軍工程大學(xué)卜樂(lè)平主編，楊宣訪、王黎明、趙文春、王騰參與編寫(xiě)。卜樂(lè)平編寫(xiě)第1、2、3、10、12章； 楊宣訪編寫(xiě)第14章，王黎明編寫(xiě)第4~9章，趙文春編寫(xiě)第11章； 王騰編寫(xiě)第13章。卜樂(lè)平
負(fù)責(zé)全書(shū)的策劃、內(nèi)容安排、文稿修改和審定工作。
本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中參考了許多有關(guān)的教材、標(biāo)準(zhǔn)、期刊文獻(xiàn)、技術(shù)手冊(cè)，在此對(duì)本書(shū)引用文獻(xiàn)的有關(guān)作者一并表示感謝。
由于編者水平與能力有限，本書(shū)難免有不足或不當(dāng)之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編者2021年6月于武漢
卜樂(lè)平 海軍工程大學(xué)教授、工學(xué)博士、博士生導(dǎo)師。軍隊(duì)院校育才銀獎(jiǎng)獲得者，獲軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)。獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利5項(xiàng)，參與公開(kāi)出版教材3部，發(fā)表論文50余篇。
篇基礎(chǔ)知識(shí)和誤差理論
第1章緒論
1.1傳感器與檢測(cè)技術(shù)的定義與作用
1.1.1傳感器的定義
1.1.2檢測(cè)的定義
1.1.3傳感器與檢測(cè)技術(shù)的地位與作用
1.2檢測(cè)系統(tǒng)的組成
1.3傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的分類(lèi)
1.3.1傳感器的分類(lèi)
1.3.2檢測(cè)系統(tǒng)的分類(lèi)
1.4傳感器與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.4.1傳感器的發(fā)展趨勢(shì)
1.4.2檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
習(xí)題1
第2章檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)
2.1檢測(cè)系統(tǒng)誤差分析基礎(chǔ)
2.1.1誤差的基本概念
2.1.2誤差的表示方法
2.1.3檢測(cè)儀器準(zhǔn)確度等級(jí)與工作誤差
2.1.4測(cè)量誤差的分類(lèi)
2.2系統(tǒng)誤差的處理
2.2.1系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)及常見(jiàn)變化規(guī)律
2.2.2系統(tǒng)誤差的判別和確定
2.2.3減小系統(tǒng)誤差的方法
2.3隨機(jī)誤差的處理
2.3.1隨機(jī)誤差的分布規(guī)律
2.3.2測(cè)量數(shù)據(jù)的隨機(jī)誤差估計(jì)
2.4粗大誤差處理
習(xí)題2
第3章傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)基本特性
3.1概述
3.2傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性
3.3傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)靜態(tài)特性主要參數(shù)
3.4傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性
3.4.1傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型
3.4.2零階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.4.3一階(慣性)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及動(dòng)態(tài)特性參數(shù)
3.4.4二階(振蕩)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及動(dòng)態(tài)特性參數(shù)
3.5傳感器與檢測(cè)儀器的校準(zhǔn)
3.5.1傳感器或檢測(cè)儀器的靜態(tài)校準(zhǔn)
3.5.2傳感器或檢測(cè)儀器的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)
習(xí)題3
第二篇傳感器及信號(hào)調(diào)理電路
第4章應(yīng)變式電阻傳感器
4.1電阻應(yīng)變片工作原理
4.2結(jié)構(gòu)與類(lèi)型
4.3金屬電阻應(yīng)變片主要特性
4.4溫度效應(yīng)及其補(bǔ)償
4.5應(yīng)變式電阻傳感器測(cè)量電路
4.5.1直流電橋
4.5.2交流電橋
4.5.3應(yīng)變式電阻傳感器的應(yīng)用
習(xí)題4
第5章電感式傳感器
5.1自感式傳感器
5.1.1工作原理
5.1.2靈敏度及非線性
5.1.3等效電路
5.1.4信號(hào)調(diào)理電路
5.1.5零點(diǎn)殘余電壓
5.2互感式傳感器
5.2.1結(jié)構(gòu)和工作原理
5.2.2等效電路及其特性
5.2.3差動(dòng)變壓器的信號(hào)調(diào)理電路
5.2.4零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償
5.3電渦流式傳感器
5.3.1結(jié)構(gòu)和工作原理
5.3.2信號(hào)調(diào)理電路
5.3.3電渦流式傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用
習(xí)題5
第6章電容式傳感器
6.1工作原理和類(lèi)型
6.1.1工作原理
6.1.2類(lèi)型
6.2靈敏度和非線性
6.3電容式傳感器等效電路
6.4電容式傳感器測(cè)量電路
6.4.1調(diào)制型電路
6.4.2脈沖型電路
6.4.3電容式傳感器應(yīng)用
習(xí)題6
第7章壓電式傳感器
7.1壓電效應(yīng)和材料
7.1.1壓電效應(yīng)
7.1.2壓電材料
7.1.3壓電方程和壓電常數(shù)
7.2等效電路
7.3測(cè)量電路
7.4影響壓電式傳感器性能的主要因素
習(xí)題7
第8章光電式傳感器
8.1光電效應(yīng)
8.2光電器件及其特性
8.3光電式傳感器及其應(yīng)用
8.3.1模擬式光電傳感器
8.3.2脈沖式光電傳感器
8.4電荷耦合器件
8.4.1電荷耦合器件的工作原理
8.4.2電荷耦合器件應(yīng)用舉例
8.5光纖傳感器
8.5.1光導(dǎo)纖維
8.5.2光纖傳感器的分類(lèi)
8.5.3光纖傳感器應(yīng)用
習(xí)題8
第9章磁電式傳感器
9.1磁電感應(yīng)式傳感器
9.1.1工作原理和結(jié)構(gòu)類(lèi)型
9.1.2磁電感應(yīng)式傳感器的基本特性
9.1.3磁電感應(yīng)式傳感器的測(cè)量電路
9.1.4磁電感應(yīng)式傳感器應(yīng)用
9.2霍爾式傳感器
9.2.1霍爾效應(yīng)與霍爾元件
9.2.2霍爾元件構(gòu)造及測(cè)量電路
9.2.3霍爾元件的主要技術(shù)指標(biāo)
9.2.4霍爾元件的補(bǔ)償電路
9.2.5霍爾式傳感器應(yīng)用
習(xí)題9
第10章熱電式傳感器
10.1熱電阻
10.1.1熱電阻材料及工作原理
10.1.2熱電阻測(cè)量電路
10.2熱電偶
10.2.1熱電效應(yīng)
10.2.2熱電偶基本定律
10.2.3熱電偶材料及常用熱電偶
10.2.4熱電偶測(cè)溫線路
10.2.5熱電偶冷端補(bǔ)償及測(cè)量電路
10.3熱敏電阻
10.3.1熱敏電阻的主要特性
10.3.2熱敏電阻特性的線性化
10.3.3熱敏電阻應(yīng)用
10.4集成溫度傳感器
習(xí)題10
第三篇檢 測(cè) 技 術(shù)
第11章電學(xué)與磁學(xué)測(cè)量
11.1電學(xué)測(cè)量
11.1.1電學(xué)測(cè)量簡(jiǎn)介
11.1.2電壓測(cè)量與電流測(cè)量
11.1.3功率測(cè)量
11.2頻率的測(cè)量
11.2.1直接測(cè)頻法
11.2.2測(cè)周法
11.2.3多周期同步測(cè)頻法
11.2.4頻率測(cè)量專(zhuān)用芯片
11.2.5微波頻率的測(cè)量
11.3相位差的測(cè)量
11.3.1脈沖計(jì)數(shù)法
11.3.2基于FFT的相位測(cè)量
11.3.3相關(guān)法
11.3.4相位測(cè)量集成芯片
11.4磁學(xué)測(cè)量
11.4.1磁學(xué)測(cè)量簡(jiǎn)介
11.4.2磁感應(yīng)法
11.4.3霍爾效應(yīng)法
11.4.4磁阻效應(yīng)法
11.4.5磁通門(mén)法
11.4.6其他磁測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介
11.5材料磁特性測(cè)量技術(shù)
習(xí)題11
第12章流量的測(cè)量
12.1流量測(cè)量的基本概念
12.1.1流量和流量計(jì)
12.1.2流量物理參數(shù)與管流基礎(chǔ)知識(shí)
12.1.3流量檢測(cè)儀表的分類(lèi)
12.2流量測(cè)量?jī)x表
12.2.1差壓式流量計(jì)
12.2.2容積式流量計(jì)
12.2.3葉輪式流量計(jì)
12.2.4電磁流量計(jì)
12.2.5流體振動(dòng)式流量計(jì)
12.2.6超聲波流量計(jì)
12.2.7質(zhì)量流量計(jì)
習(xí)題12
第13章火災(zāi)探測(cè)與測(cè)量
13.1火災(zāi)信號(hào)分類(lèi)
13.2火災(zāi)探測(cè)傳感器
13.2.1感煙探測(cè)器
13.2.2感溫探測(cè)器
13.3視頻火災(zāi)探測(cè)
13.3.1視頻火災(zāi)探測(cè)原理
13.3.2火災(zāi)圖像綜合識(shí)別算法
習(xí)題13
第14章現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)
14.1概述
14.2智能儀器
14.2.1智能儀器系統(tǒng)的構(gòu)成
14.2.2傳感器輸出信號(hào)的預(yù)處理
14.2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
14.3智能儀器數(shù)據(jù)處理
14.3.1數(shù)字濾波算法
14.3.2測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)度變換
14.3.3非線性校正
14.3.4儀表自校準(zhǔn)
14.4虛擬儀器
14.4.1基本概念
14.4.2虛擬儀器的組成
14.4.3虛擬儀器應(yīng)用舉例
14.5網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)儀器
14.5.1網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試技術(shù)
14.5.2網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試系統(tǒng)的組成
習(xí)題14
附錄1Pt100鉑熱電阻分度表(ZB Y30185)
附錄2Pt1000鉑熱電阻分度表(ZB Y30185)
附錄3鎳鉻鎳硅熱電偶分度表(K型)
參考文獻(xiàn)
書(shū)單推薦
