第1章概述 / 1

1.1檢測技術的重要性1

1.2檢測技術的應用2

1.3檢測技術發展與研究內容4

1.4測量的本質和前提7

1.5測量的方法8

1.6測量標準和測量單位11

1.7材料成型中經常檢測的物理量13



第2章檢測技術基礎 / 14

2.1檢測技術基礎14

2.2檢測誤差及分類14

2.2.1誤差的定義14

2.2.2誤差的分類14

2.2.3誤差的處理18

2.3檢測繫統組成23

2.3.1傳感器23

2.3.2信號處理電路26

2.3.3顯示儀表27

2.3.4信號的傳輸27

2.3.5信號記錄28



第3章傳感器的原理及應用 / 29

3.1機器人是如何感知世界的29

3.1.1視覺功能29

3.1.2嗅覺功能31

3.1.3聽覺功能31

3.1.4觸覺功能32

3.1.5味覺功能33

3.2傳感器概述34

3.2.1傳感器的作用與地位34

3.2.2傳感技術的發展36

3.3傳感器的性能指標37

3.3.1傳感器的靜態特性38

3.3.2傳感器的動態特性42

3.4溫度傳感器50

3.4.1熱電偶溫度傳感器50

3.4.2熱電阻溫度傳感器55

3.5聲光檢測57

3.5.1光檢測的基本原理58

3.5.2光電器件59

3.5.3光電傳感器的組成及應用舉例59

3.6位移檢測61

3.6.1自感式位移傳感器62

3.6.2互感式位移傳感器(差動變壓器)63

3.7壓力檢測64

3.7.1認識電阻傳感器65

3.7.2應變片的工作原理66

3.7.3認識電感傳感器69

3.8紅外信號檢測72

3.8.1紅外傳感器72

3.8.2紅外傳感器應用實例75

3.9磁場檢測78

3.9.1霍爾效應與霍爾電流傳感器79

3.9.2磁阻效應與磁阻效應傳感器81

3.10氣體檢測82

3.10.1氣敏傳感器及其分類82

3.10.2半導體氣敏傳感器類型及結構84

3.10.3氣敏傳感器的研究進展和應用85

3.11電磁干擾87

3.11.1干擾源、干擾種類及干擾現像88

3.11.2抗干擾的措施89



第4章無損檢測 / 92

4.1無損檢測概述92

4.1.1無損檢測的定義92

4.1.2無損檢測的目的92

4.1.3無損檢測的主要內容99

4.1.4無損檢測的主要特點99

4.1.5無損檢測技術的發展100

4.1.6無損檢測方法及選用101

4.2渦流檢測105

4.2.1渦流檢測的基礎知識105

4.2.2渦流檢測的特點107

4.2.3渦流檢測的基本原理108

4.2.4檢測線圈的分類及一般工藝程序117

4.3磁粉檢測119

4.3.1磁粉檢測的特點121

4.3.2磁粉檢測的基本原理122

4.3.3磁粉檢測技術129

4.4滲透檢測134

4.4.1滲透檢測的特點137

4.4.2滲透檢測的基本原理138

4.4.3滲透檢測技術139

4.5射線檢測145

4.5.1射線檢測的特點149

4.5.2射線檢測原理150

4.5.3射線檢測技術151

4.6超聲波檢測162

4.6.1超聲波的基本性質162

4.6.2超聲場及介質的聲參量簡介166

4.6.3超聲檢測的特點169

4.6.4超聲檢測原理169

4.6.5超聲波檢測方法170



第5章材料測試分析 / 176

5.1熱分析176

5.1.1差熱分析176

5.1.2差示掃描量熱法181

5.1.3熱重分析186

5.2X射線檢測190

5.2.1X射線的物理學基礎190

5.2.2晶體對X射線的衍射196

5.2.3X射線衍射儀的結構與工作原理199

5.2.4實驗方法及樣品制備201

5.2.5X射線衍射技術的應用205

5.3SEM(掃描電子顯微鏡)206

5.3.1掃描電鏡的工作原理206

5.3.2掃描電子顯微鏡的主要性能211

5.3.3樣品制備212

5.3.4掃描電子顯微鏡應用215



參考文獻 / 219

隨著我國工程教育專業認證工作的推進，隸屬於機械類的材料成型及控制工程專業認證補充標準，在專業基礎類課程中明確提出要包含檢測技術的知識領域。而此知識領域的支撐應該有別於傳統的測試技術或者檢測技術課程，為此作者所在學校的材料成型及控制工程專業開設了材料成型檢測技術這門課程。該課程對材料成型過程中涉及的檢測與測試等環節進行了整合，期望實現對相關畢業要求指標點的有效支撐。

本書圍繞材料成型工業過程中用到的檢測手段與方法，精選傳感器原理、無損檢測技術、材料測試分析方法等幾方面內容。全書共5章。第1章主要介紹檢測技術的應用及其發展，測量的本質、標準及其單位等。第2章主要介紹誤差及其分類，檢測繫統的組成等。第3章首先介紹了傳感器的概述及性能指標，然後分別介紹溫度檢測、聲光檢測、位移檢測、壓力檢測、紅外信號檢測、磁場檢測、氣體檢測等所用傳感器的種類及其工作原理。第4章講述了無損檢測的內容、特點及其發展，繫統地介紹了渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測、射線檢測和超聲波檢測等常用無損檢測方法。第5章主要介紹常用的熱分析、X射線衍射和掃描電子顯微鏡等材料分析測試方法。

本書由陝西科技大學張昌松編寫。研究生趙珂迪、王楚、魏立柱、王鵬為本書的編寫提供了幫助，在此表示感謝。

本書可以作為材料成型及控制工程的專業教材，也可以作為其他同類院校相關專業的參考書。

由於編者水平有限，書中難免有不足之處，懇請廣大讀者批評指正。



編著者

2020年8月