本书是作者在多年教学工作、工程实践并结合国内外该领域的教学和技术发展等基础上编写的，书中系统地介绍了有关过程检测与传感器的基本理论、基本结构以及实际应用的基本方法与基本技术等。全书共分7章，内容包括自动控制与检测、信号调理、机械量传感器、流量传感器、温度传感器、光学传感器以及部分其他工业参数测量用的传感器等。
本书可作为自动化专业或相关专业本科生检测与传感器类课程教材或教学参考书，也可作为相关工程技术人员的参考资料。
测量技术与控制技术已是现代工业及现代科学技术的重要基础，而控制技术的本身对测量技术就有着很大程度的依赖。作为信息获取的重要工具，传感器已在各个领域得到越来越广泛的应用。随着人工智能、物联网等新兴技术的发展，传感器本身也在不断完善，本书注重将传感器技术与这些新技术相结合。
《传感器与检测技术（第2版）》基于作者多年教学及工程实践经验，结合国内外该领域的教学和技术发展进行编写，系统地介绍有关过程检测与传感器的基本理论、基本结构以及实际应用的基本方法与基本技术等。
第2版前言
PREFACE
作为信息获取的重要工具，传感器已在各个领域得到越来越广泛的应用。随着技术的进步，传感器本身也在不断完善。人工智能、物联网等新兴技术的发展，使得传感器有了更新、更广泛的应用领域。本书注重将传感器技术与这些新技术相结合，这有助于读者将传统的传感器技术与这些新技术联系起来进行学习和应用，也有助于相关工程技术人员对测控系统进行分析和设计时能更注重对新技术的应用。
第2版的内容仍按第1版的7章安排。改版后第1章更系统地对传感器的应用进行了描述，增加了在物联网等新兴领域应用的介绍。第2章增加了对数字处理电路和通信技术的简单介绍，这些内容包括适合于各种传感器进行通信的现场总线以及无线通信技术等。第3章中更新了部分传感器原理的介绍，包括电涡流传感器、磁阻传感器和光纤传感器等。
本书改版时对第1版书的部分插图做了更新或完善，更能帮助读者理解传感器的原理与结构； 也对第1版书的一些不当之处进行了修改，但同时也难免仍存在不足之处，敬请读者批评指正。
编者
2020年2月
第1版前言
PREFACE
测量技术与控制技术已是现代工业及现代科学技术的重要基础，而控制技术的本身对测量技术就有着很大程度的依赖。
不论是培养具有理论与实际相结合的高素质人才，还是进行科学实验，测量技术都是工程实验或工程项目的重要组成部分。
基于以上考虑，我们致力编写一部能为工业控制技术或工业工程提供帮助的有关传感器与检测技术的教材，旨在为读者打下良好的工程基础。
本书简要介绍了工业控制技术对参数测量及传感器的基本要求、传感器的基本特性、误差的基本分析技术，以及测量信号调理的基本方法和实现形式等。
由于位移参数是许多其他参数测量的基础，本书介绍了诸如电容式、电感式、压电式、压阻式、应变式等位移传感器的基本原理。同时介绍了许多与位移测量有着紧密联系的加速度、液位、压力等传感器的基本原理。
本书还介绍了工业控制中常用的温度测量方法，如热电偶、热电阻等； 以及工业控制中常用的流量测量方法，如孔板流量计、涡轮流量计、电磁流量计、涡街流量计以及质量流量计等。
由于光学材料及光学技术的发展带动了许多新型传感器的发展，本书也介绍了部分光学技术传感器的原理与结构。本书最后还对部分工业过程中常用的几种分析类传感器进行了简单介绍。
本书可作为自动化类专业或相关专业本科生“检测与传感器”课程教材或教学参考书。
本书体系结构较为完整，其内容涵盖工业过程控制常用参数的检测方法及传感器等。本书内容与工程结合性较强，可读性好。全书图文并茂，较为通俗易懂，各章自成体系又融会贯通，可方便读者有选择地学习。本书既注重系统性又注重时代性，既系统地介绍了过程控制常用的检测方法，又结合国内外该领域的教学和技术发展，介绍了在该领域中传感器的一些新进展。
限于作者水平，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。
编者
2014年3月
朱晓青，教授，享受国务院政府特殊津贴，中国仪器仪表学会过程检测控制仪表分会理事，湖南省仪器仪表学会理事，株洲市学术技术带头人，湖南工业大学测控技术研究所所长、电气与信息工程学院副院长，从事自动控制与检测教学与研究多年。在国际学术会议、国内核心期刊发表论文30余篇。
第1章自动控制与检测
1.1控制系统与传感器
1.1.1过程控制的基本原理
1.1.2伺服机械系统
1.1.3离散状态控制系统
1.1.4参数检测
1.1.5传感器及其基本特性
1.2控制系统与结构图表达
1.2.1结构图的组成
1.2.2系统元件
1.3标准与单位
1.3.1标准
1.3.2单位
1.4误差与测量结果处理
1.4.1误差的基本概念
1.4.2测量结果处理
1.5本章小结
习题
参考文献
第2章信号调理
2.1信号调理的基本概念
2.1.1信号等级与偏置的改变
2.1.2线性化
2.1.3转换
2.1.4滤波与阻抗匹配
2.2运算放大器
2.2.1运算放大器的基本特性
2.2.2传感器及仪表用运算放大器
2.3分压电路与桥路
2.3.1分压电路
2.3.2分压电路的负载效应
2.3.3惠斯登电桥
2.3.4电桥的灵敏度
2.3.5电桥放大器
2.3.6电抗或阻抗电桥
2.4滤波器
2.4.1RC低通滤波器
2.4.2RC高通滤波器
2.4.3RC带通滤波器与带阻滤波器
2.4.4LC滤波器
2.4.5有源滤波器
2.4.6数字滤波器
2.5数字处理电路
2.5.1功能与构成
2.5.2传感器的数字通信
2.5.3无线传感网
2.6本章小结
习题
参考文献
第3章机械量传感器
3.1位移传感器
3.1.1电阻电位计传感器
3.1.2电容位移传感器
3.1.3电感位移传感器
3.1.4压电位移传感器
3.2应变传感器
3.2.1应力与应变
3.2.2应变计的基本原理
3.2.3金属应变计
3.2.4半导体应变计
3.2.5应变计的信号调理
3.3其他位移传感器
3.3.1涡流式位移传感器
3.3.2光纤式位移传感器
3.3.3挡板喷嘴式位移传感器
3.3.4超声波式位移传感器
3.3.5编码器式位移传感器
3.4霍尔传感器
3.4.1霍尔效应
3.4.2霍尔元件及检测电路
3.4.3霍尔式位移传感器
3.4.4霍尔式电流传感器
3.5接近开关
3.5.1接近开关的主要功能与用途
3.5.2电磁感应型接近开关
3.5.3霍尔型接近开关
3.5.4电容型接近开关
3.5.5光电型接近开关
3.6物位传感器
3.6.1机械型液位传感器
3.6.2电气型液位传感器
3.6.3超声波液位传感器
3.6.4压力型液位传感器
3.7运动传感器
3.7.1运动类型描述
3.7.2加速度计的基本原理
3.7.3加速度计的类型与应用
3.7.4微加速度传感器
3.7.5速度传感器
3.8压力传感器
3.8.1压力测量单位及测量方法
3.8.2流体压力传感器
3.8.3弹性压力传感器
3.8.4电气式压力传感器
3.8.5固态压力传感器
3.8.6荷重传感器与称重系统
3.8.7高压传感器
3.8.8低压传感器
3.8.9声压传感器
3.8.10微压力传感器
3.9本章小结
习题
参考文献
第4章流量传感器
4.1流体基本特性及测量方法
4.2流体的体积流量测量
4.2.1阻塞式流量计
4.2.2障碍式流量计
4.2.3其他体积式流量计
4.3质量流量计
4.3.1质量流量的推理方法和补偿方法
4.3.2质量流量的直接测量方法
4.4流体测速传感器
4.4.1静态皮托管
4.4.2平均皮托管
4.4.3热线流速计
4.5本章小结
习题
参考文献
第5章温度传感器
5.1温度测量的基本概念
5.1.1温度与温标
5.1.2测温方法
5.2电阻温度传感器
5.2.1金属电阻与温度
5.2.2金属电阻测温传感器
5.2.3电阻测温传感器的信号调理
5.2.4热敏电阻温度传感器
5.3热电偶温度传感器
5.3.1热电效应
5.3.2热电偶测温传感器
5.3.3热电偶传感器的信号调理
5.4其他温度传感器
5.4.1双金属测温传感器
5.4.2气体测温传感器
5.4.3液体膨胀测温传感器
5.5本章小结
习题
参考文献
第6章光学传感器
6.1电磁辐射的基本概念
6.1.1电磁辐射的性质
6.1.2光的基本属性
6.2光电传感器
6.2.1光发射传感器
6.2.2光敏传感器
6.3光学高温计
6.3.1热辐射的基本原理
6.3.2宽带高温计
6.3.3部分辐射高温计
6.3.4窄带高温计
6.3.5输出信号的调制
6.4光纤传感器
6.4.1光导纤维与光纤传感器
6.4.2光纤温度传感器
6.5红外分析仪
6.5.1透射介质的性质
6.5.2红外气体分析仪
6.6光源与光电耦合器件
6.6.1光源
6.6.2光电耦合器件
6.7本章小结
习题
参考文献
第7章其他工业参数的测量
7.1参数成分分析类传感器
7.1.1热导式气体分析仪
7.1.2氧化锆气体分析仪
7.1.3电导仪
7.1.4pH传感器
7.2本章小结
习题
参考文献
附录A部分热电阻分度表
附录B部分热电偶分度表
部分习题参考答案
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