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| 內容簡介： |
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本书系统介绍了测试技术与各类传感器的基础知识和应用案例。全书共14章，分为两大篇：第一篇为测试技术基础（第1～3章），阐述测试的基本概念、信号分析基础及测试系统的静态和动态特性，为读者理解测试过程与方法奠定基础；第二篇为传感器基础及应用（第4～14章），概述了传感器技术，详细讲解了电阻式、电感式、电容式、光电式、压电式、热电式、磁电式、数字式、辐射式及图像检测等多种传感器的原理、特性及应用案例，为读者展示典型传感器在现代科技领域中的关键作用。本书采用二维码技术，将纸质教材与数字化教学资源有机融合，通过大量案例分析，引导读者理解传感器技术如何解决实际工程问题，并掌握其应用方法。本书结构清晰、内容翔实、应用导向鲜明，适合作为高等院校机电类专业，如机械电子工程、自动化、机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化、机器人工程，以及测控技术与仪器等的核心教材或教学参考书。同时，对于从事传感检测技术研发、设备设计与系统集成工作的工程技术人员，本书也具有重要参考价值。
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| 關於作者： |
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李运堂，中国计量大学机电工程学院院长，研究方向为气体轴承、斜拉桥拉索检测维护机器人、无人机电力巡检，担任中浙江省工程师学会理事、浙江省轻小型无人驾驶航空器工作委员会委员、”全国三维数字化创新设计大赛”浙江赛区专家委员会委员、研究生电子设计竞赛华东分赛区执行委员会委员、”全国三维数字化创新设计大赛”浙江赛区组委会副秘书长。先后主讲”车用传感器””机电一体化系统设计””检测技术””运动控制系统”等课程。建成”机电一体化系统设计”校重点课程并获批浙江省一流本科课程，参与完成”检测技术”浙江省精品课程建设。主持国家自然科学基金面上项目2项、青年基金1项，国家重点研发计划子课题1项，省自然科学基金重点项目1项、一般项目2项、公益课题1项，国家重点实验室开放基金2项。发表学术论文70余篇，授权发明专利20余项；参与获得浙江省科技进步二等奖1项，获得浙江省教学成果特等奖1项、一等奖1项、二等奖3项。
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| 目錄：
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目 录
第一篇 测试技术基础
第1章 测试的基础知识1
1.1 测试的基本概念1
1.1.1 有关量、测量、计量、测试、
检测的概念1
1.1.2 测试方法的分类3
1.1.3 测试系统的组成5
1.2 测量误差与不确定度6
1.2.1 测量误差的基本概念及分类6
1.2.2 测量误差的处理10
1.2.3 测量不确定度16
1.3 测量数据的处理方法21
1.3.1 测量数据的有效数字处理准则21
1.3.2 测量数据的表述方法22
1.3.3 回归分析方法及应用23
本章知识点梳理与总结25
本章自测26
思考题与习题26
第2章 信号分析基础28
2.1 信号的分类与描述29
2.1.1 信号的分类29
2.1.2 信号的描述32
2.2 周期信号的离散频谱分析33
2.2.1 傅里叶级数与周期信号的分解33
2.2.2 周期信号的频谱实例35
2.2.3 傅里叶有限级数38
2.2.4 周期信号频谱的特点及物理
意义40
2.3 非周期信号的连续频谱分析41
2.3.1 傅里叶变换41
2.3.2 典型非周期信号及其频谱43
2.3.3 傅里叶变换的基本性质46
2.4 离散信号的分析与处理51
2.4.1 时域抽样信号的傅里叶变换52
2.4.2 时域抽样定理与频谱混叠55
本章知识点梳理与总结56
本章自测57
思考题与习题57
第3章 测试系统的特性分析59
3.1 测试系统与线性定常系统60
3.1.1 测试系统的基本要求60
3.1.2 线性定常系统及其特性60
3.1.3 测试系统的传输特性61
3.2 测试系统的静态特性62
3.2.1 测试系统的静态特性方程62
3.2.2 测试系统的主要静态性能指标63
3.3 测试系统的动态特性67
3.3.1 动态特性的数学描述 D数学
模型67
3.3.2 常见测试系统的数学模型71
3.3.3 常见测试系统的时域动态特性73
3.3.4 常见测试系统的频域动态特性76
3.4 测试系统的无失真测试的条件81
3.4.1 无失真测试的时域条件81
3.4.2 无失真测试的频域条件81
3.4.3 常见测试系统的无失真测试
条件82
3.5 测试系统的标定与校准83
3.5.1 测试系统的静态校准83
3.5.2 测试系统的动态校准84
本章知识点梳理与总结87
本章自测87
思考题与习题87
第二篇 传感器基础及应用
第4章 传感器技术概论90
4.1 传感器定义与组成90
4.2 传感器分类91
4.3 传感器技术发展94
4.3.1 提高与改善传感器的性能95
4.3.2 开展传感器研究的方法95
4.3.3 传感器的发展趋势99
本章知识点梳理与总结103
本章自测104
思考题与习题104
第5章 电阻式传感器及应用案例105
5.1 电阻应变片106
5.1.1 电阻应变片的结构和工作
原理106
5.1.2 电阻应变片的种类109
5.1.3 电阻应变片的材料111
5.1.4 电阻应变片的主要特性112
5.1.5 电阻应变片的测量电路114
5.1.6 电阻应变片的温度误差及
补偿119
5.2 电阻应变式传感器及应用122
5.2.1 应变式力传感器123
5.2.2 应变式压力传感器126
5.2.3 应变式加速度传感器128
5.2.4 应变式位移传感器128
5.2.5 应变式扭矩传感器129
5.3 压阻式传感器及应用129
5.3.1 压阻效应与压阻系数130
5.3.2 半导体应变片的测量电路130
5.3.3 压阻式传感器的应用131
5.4 工程应用案例 D压阻式传感器测静压
气体止推轴承承载面气体压力分布133
5.4.1 工程背景133
5.4.2 测试系统134
5.4.3 分布式压力传感器134
5.4.4 实施结果135
本章知识点梳理与总结135
本章自测136
思考题与习题136
第6章 电感式传感器及应用案例138
6.1 自感式传感器139
6.1.1 工作原理、类型及特性139
6.1.2 电感线圈的等效电路143
6.1.3 自感式传感器的测量电路144
6.1.4 自感式传感器的应用150
6.2 差动变压器式传感器151
6.2.1 螺管型差动变压器的工作
原理151
6.2.2 零点残余电压152
6.2.3 测量电路153
6.2.4 差动变压器的应用154
6.3 电涡流式传感器156
6.3.1 工作原理、特性及类型156
6.3.2 测量电路161
6.3.3 电涡流式传感器的应用164
6.4 电感式传感器工程应用案例 D气动
人工肌肉轨迹跟踪控制165
6.4.1 工程背景165
6.4.2 测试系统设计166
6.4.3 实施过程167
6.4.4 实施结果168
本章知识点梳理与总结169
本章自测169
思考题与习题169
第7章 电容式传感器及应用案例172
7.1 电容式传感器的工作原理、类型及
特性173
7.1.1 变面积型电容式传感器174
7.1.2 变极距型电容式传感器176
7.1.3 变介电常数型电容式传感器177
7.2 电容式传感器等效电路与测量电路180
7.2.1 电容式传感器等效电路180
7.2.2 电容式传感器测量电路181
7.3 电容式传感器的应用185
7.3.1 电容式测微仪185
7.3.2 电容式压差传感器185
7.3.3 空气阻尼电容式加速度传
感器186
7.4 工程应用案例 D电容式传感器在
人体活动检测中的应用187
7.4.1 工程背景187
7.4.2 制备方案187
7.4.3 实施过程188
7.4.4 实施结果189
本章知识点梳理与总结190
本章自测191
思考题与习题191
第8章 光电式传感器及应用案例193
8.1 光电式传感器的原理194
8.2 普通光电式传感器195
8.2.1 外光电效应型器件195
8.2.2 内光电效应型器件197
8.3 图像传感器201
8.3.1 图像传感器的工作原理201
8.3.2 图像传感器的分类203
8.3.3 图像传感器的特性参数204
8.4 光纤传感器205
8.5 典型的光电器件及安装方式206
8.5.1 典型的光电器件206
8.5.2 光电器件的安装方式209
8.6 工程应用案例 D图像中目标物体
的尺寸测量211
8.6.1 工程背景211
8.6.2 检测方案211
8.6.3 实施过程213
8.6.4 实施结果213
8.7 工程应用案例 D标签位置检测213
8.7.1 工程背景213
8.7.2 检测方案214
8.7.3 实施过程215
8.7.4 实施结果215
本章知识点梳理与总结216
本章自测216
思考题与习题217
第9章 压电式传感器及应用案例218
9.1 压电效应与压电材料219
9.1.1 压电效应219
9.1.2 压电材料224
9.2 压电式传感器等效电路与测量电路226
9.2.1 压电式传感器等效电路226
9.2.2 压电式传感器测量电路227
9.3 压电式传感器的应用229
9.3.1 压电式加速度传感器229
9.3.2 压电式金属加工切削力测量230
9.3.3 压电引信231
9.3.4 煤气灶电子点火装置231
9.4 工程应用案例 D压电式传感器
测定动脉脉搏波速度231
9.4.1 工程背景231
9.4.2 检测方案232
9.4.3 实施过程232
9.4.4 实施结果233
本章知识点梳理与总结234
本章自测235
思考题与习题235
第10章 热电式传感器及应用案例237
10.1 温度检测概述238
10.1.1 温度和温标238
10.1.2 温度测量方法及其特点239
10.2 热电偶温度传感器240
10.2.1 热电偶的测温原理240
10.2.2 热电偶的冷端温度补偿243
10.2.3 热电偶的结构、分类及测量
电路245
10.2.4 热电偶的实用测温电路247
10.2.5 热电偶的应用249
10.3 热电阻温度传感器250
10.3.1 金属热电阻250
10.3.2 半导体热敏电阻254
10.4 集成温度传感器259
10.4.1 集成温度传感器的测温
原理259
10.4.2 集成温度传感器的分类及
特点259
10.4.3 三种典型集成温度传感器260
10.4.4 集成温度传感器的应用262
10.5 工程应用案例 D电子体温计批量
动态检定用恒温槽263
10.5.1 工程背景263
10.5.2 电子体温计批量动态检定
流程263
10.5.3 测试系统264
10.5.4 测试过程及结果分析264
本章知识点梳理与总结267
本章自测267
思考题与习题267
第11章 磁电式传感器及应用案例269
11.1 磁电感应式传感器270
11.1.1 磁电感应式传感器的工作
原理270
11.1.2 磁电感应式传感器的测量
电路271
11.1.3 磁电感应式传感器的应用272
11.2 霍尔传感器274
11.2.1 霍尔效应与霍尔元件274
11.2.2 霍尔元件的测量误差及其
补偿方法277
11.2.3 霍尔传感器的应用280
11.3 工程应用案例 D霍尔传感器在
角度测量中的应用282
11.3.1 工程背景282
11.3.2 检测方案282
11.3.3 实施过程283
11.3.4 实施结果284
本章知识点梳理与总结285
本章自测285
思考题与习题285
第12章 数字式传感器及应用案例287
12.1 光栅传感器288
12.1.1 结构组成288
12.1.2 工作原理289
12.1.3 辨向原理290
12.1.4 细分原理291
12.2 光电编码器292
12.2.1 增量式编码器293
12.2.2 绝对式编码器294
12.3 感应同步器296
12.3.1 结构组成296
12.3.2 工作原理298
12.3.3 测量方式299
12.4 容栅传感器300
12.4.1 结构与工作原理300
12.4.2 容栅传感器的优点301
12.
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