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内容大纲
本书是重庆市线上线下混合式一流课程、重庆市课程思政示范课程配套教材,是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《传感器与检测技术》(胡向东主编)的简明版。本书针对新工科背景下的信息获取与智能感知类创新型人才培养需求,瞄准传感器与检测技术系统领域知识构建、素质提升和能力发展目标,系统介绍传感器与检测技术的基础概念、基本原理、典型应用和技术发展。内容包括概述、传感器的基本特性、电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器、辐射与波式传感器、新型传感器、参数检测、误差理论与数据处理基础、自动检测系统。
本书以学习者为中心,知识体系精练优化,内容与时俱进,在线资源丰富;价值观、方法论与知识点融会贯通,推行“学思践创融合”深度学习模式,强化新工科背景下质量导向的深学善思、质疑批判和工程实践,赋能卓越创新,适应最新发展。
本书可作为高等院校测控技术与仪器、自动化、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、智能感知工程、机器人工程、物联网工程、电子与电气工程、车辆工程、交通工程、工业智能等专业本科生的教材,也可供从事传感器与检测技术相关领域应用和设计开发的研究人员、工程技术人员参考。 -
作者介绍
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目录
前言
第1章 概述
1.1 课程简介
1.1.1 本课程的地位和作用
1.1.2 本课程的任务及目标
1.2 传感器的定义与组成
1.3 传感器的分类
1.4 传感器技术的发展
1.4.1 提高与改善传感器的性能
1.4.2 开展基础理论研究
1.4.3 传感器的无线化
1.4.4 传感器的微型化
1.4.5 传感器的集成化
1.4.6 传感器的网络化
1.4.7 传感器的智能化
1.4.8 传感器的安全化
1.4.9 传感器的虚拟化
学习拓展
习题云
第2章 传感器的基本特性
2.1 传感器的静态特性
2.1.1 线性度
2.1.2 灵敏度
2.1.3 分辨力
2.1.4 阈值
2.1.5 迟滞
2.1.6 重复性
2.1.7 漂移
2.1.8 精度
2.2 传感器的动态特性
2.2.1 一阶传感器的频率响应
2.2.2 二阶传感器的频率响应
2.2.3 一阶或二阶传感器的动态特性参数
2.3 传感器的标定与校准
学习拓展
习题云
第3章 电阻式传感器
3.1 工作原理
3.1.1 应变效应
3.1.2 电阻应变片种类
3.1.3 电阻应变片温度误差及其补偿
3.1.4 工程测试中的注意事项
3.2 测量电路
3.2.1 直流电桥
3.2.2 交流电桥
3.3 典型应用
3.3.1 电阻式力传感器
3.3.2 电阻式压力传感器
3.3.3 电阻式差压传感器
3.3.4 电阻式加速度传感器
学习拓展
探索与实践
习题云
第4章 电感式传感器
4.1 变磁阻电感式传感器(自感式)
4.1.1 工作原理
4.1.2 输出特性
4.1.3 测量电路
4.1.4 变磁阻电感式传感器的应用
4.2 差动变压器电感式传感器(互感式)
4.2.1 变隙式差动变压器
4.2.2 螺线管式差动变压器
4.2.3 差动变压器电感式传感器的应用
4.3 电涡流电感式传感器(互感式)
4.3.1 工作原理
4.3.2 等效电路
4.3.3 测量电路
4.3.4 电涡流电感式传感器的应用
学习拓展
习题云
第5章 电容式传感器
5.1 工作原理
5.1.1 变面积型
5.1.2 变介质型
5.1.3 变极距型
5.2 测量电路
5.2.1 调频电路
5.2.2 运算放大器
5.2.3 变压器式交流电桥
5.2.4 二极管双T型交流电桥
5.2.5 脉冲宽度调制电路(PWM方式)
5.3 典型应用
5.3.1 电容式压力传感器
5.3.2 电容式位移传感器
5.3.3 电容式加速度传感器
5.3.4 电容式厚度传感器
学习拓展
探索与实践
习题云
第6章 压电式传感器
6.1 工作原理
6.1.1 压电效应
6.1.2 压电材料
6.2 测量电路
6.2.1 等效电路
6.2.2 测量电路
6.2.3 压电元件的连接
6.3 典型应用
6.3.1 压电式力传感器
6.3.2 压电式加速度传感器
6.3.3 压电式交通检测
学习拓展
习题云
第7章 磁敏式传感器
7.1 磁电感应式传感器
7.1.1 工作原理
7.1.2 测量电路
7.1.3 磁电感应式传感器的应用
7.2 霍尔式传感器
7.2.1 工作原理
7.2.2 测量电路
7.2.3 霍尔式传感器的应用
学习拓展
习题云
第8章 热电式传感器
8.1 热电偶
8.1.1 热电偶测温原理
8.1.2 热电偶的结构与种类
8.1.3 热电偶的冷端温度补偿
8.1.4 热电偶的实用测温线路
8.1.5 热电偶的选用与安装
8.1.6 热电偶的应用
8.2 热电阻
8.2.1 铂热电阻
8.2.2 铜热电阻
8.2.3 热电阻的测量电路
8.2.4 热电阻的应用
8.3 热敏电阻
8.3.1 热敏电阻的特性
8.3.2 热敏电阻的应用
探索与实践
习题云
第9章 光电式传感器
9.1 概述
9.1.1 光电式传感器的类别
9.1.2 光电式传感器的基本形式
9.2 光电效应与光电器件
9.2.1 外光电效应型光电器件
9.2.2 内光电效应型光电器件
9.3 CCD固体图像传感器
9.3.1 CCD的工作原理
9.3.2 CCD固体图像传感器的特性参数
9.3.3 CCD固体图像传感器的应用
9.4 光纤传感器
9.4.1 光纤
9.4.2 光纤传感器
9.4.3 光纤传感器的应用
9.5 光电式编码器
9.5.1 码盘式编码器
9.5.2 脉冲盘式编码器
9.5.3 光电式编码器的应用
9.6 计量光栅
9.6.1 计量光栅的结构和工作原理
9.6.2 计量光栅的组成
9.6.3 计量光栅的应用
学习拓展
习题云
第10章 辐射与波式传感器
10.1 红外传感器
10.1.1 工作原理
10.1.2 红外传感器的应用
10.2 微波传感器
10.2.1 工作原理
10.2.2 微波传感器的应用
10.3 超声波传感器
10.3.1 工作原理
10.3.2 超声波传感器的应用
学习拓展
探索与实践
习题云
第11章 新型传感器
11.1 智能传感器
11.1.1 智能传感器的概念
11.1.2 智能传感器的特点
11.1.3 智能传感器的作用
11.1.4 智能传感器的发展
11.2 模糊传感器
11.2.1 模糊传感器的概念
11.2.2 模糊传感器的构成
11.2.3 模糊传感器的基本功能
11.2.4 模糊传感器的特点
11.3 微传感器
11.3.1 MEMS与微加工
11.3.2 微传感器的概念
11.3.3 微传感器的特点
11.3.4 微传感器的发展
11.4 网络传感器
11.4.1 网络传感器的概念
11.4.2 网络传感器的基本结构
11.4.3 网络传感器的类型
11.4.4 基于IEEE1451标准的网络传感器
11.4.5 网络传感器的应用前景
学习拓展
习题云
第12章 参数检测
12.1 概述
12.1.1 检测技术的地位和作用
12.1.2 参数检测的基本概念
12.1.3 工业检测的主要内容
12.2 参数测量的一般方法
12.3 检测技术的发展
学习拓展
探索与实践
习题云
第13章 误差理论与数据处理基础
13.1 测量误差概述
13.2 测量误差的处理
13.2.1 随机误差的处理
13.2.2 系统误差的处理
13.2.3 粗大误差的处理
13.3 最小二乘法与回归分析
13.3.1 最小二乘法
13.3.2 一元线性拟合
习题云
第14章 自动检测系统
14.1 自动检测系统的组成
14.1.1 数据采集系统
14.1.2 输入输出通道
14.1.3 自动检测系统的软件
14.2 自动检测系统的基本设计方法
14.2.1 系统需求分析
14.2.2 系统总体设计
14.2.3 采样速率的确定
14.2.4 标度变换
14.2.5 硬件设计
14.2.6 软件设计
14.2.7 系统集成与维护
14.3 自动检测系统的发展
学习拓展
探索与实践
习题云
附录
附录A 传感器样例
附录B 部分习题参考答案(精减版)
附录C 传感器与检测技术综合自测试题及其参考答案与评分标准(120分钟)
参考文献
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