篇基礎知識和誤差理論
第1章緒論
1.1傳感器與檢測技術的定義與作用
1.1.1傳感器的定義
1.1.2檢測的定義
1.1.3傳感器與檢測技術的地位與作用
1.2檢測繫統的組成
1.3傳感器與檢測繫統的分類
1.3.1傳感器的分類
1.3.2檢測繫統的分類
1.4傳感器與檢測技術的發展趨勢
1.4.1傳感器的發展趨勢
1.4.2檢測技術的發展趨勢
習題1
第2章檢測技術基礎知識
2.1檢測繫統誤差分析基礎
2.1.1誤差的基本概念
2.1.2誤差的表示方法
2.1.3檢測儀器準確度等級與工作誤差
2.1.4測量誤差的分類
2.2繫統誤差的處理
2.2.1繫統誤差的特點及常見變化規律
2.2.2繫統誤差的判別和確定
2.2.3減小繫統誤差的方法
2.3隨機誤差的處理
2.3.1隨機誤差的分布規律
2.3.2測量數據的隨機誤差估計
2.4粗大誤差處理
習題2
第3章傳感器與檢測繫統基本特性
3.1概述
3.2傳感器與檢測繫統的靜態特性
3.3傳感器與檢測繫統靜態特性主要參數
3.4傳感器與檢測繫統動態特性
3.4.1傳感器與檢測繫統動態數學模型
3.4.2零階繫統的數學模型
3.4.3一階(慣性)繫統的數學模型及動態特性參數
3.4.4二階(振蕩)繫統的數學模型及動態特性參數
3.5傳感器與檢測儀器的校準
3.5.1傳感器或檢測儀器的靜態校準
3.5.2傳感器或檢測儀器的動態校準
習題3

第二篇傳感器及信號調理電路
第4章應變式電阻傳感器
4.1電阻應變片工作原理
4.2結構與類型
4.3金屬電阻應變片主要特性
4.4溫度效應及其補償
4.5應變式電阻傳感器測量電路
4.5.1直流電橋
4.5.2交流電橋
4.5.3應變式電阻傳感器的應用
習題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信號調理電路
5.1.5零點殘餘電壓
5.2互感式傳感器
5.2.1結構和工作原理
5.2.2等效電路及其特性
5.2.3差動變壓器的信號調理電路
5.2.4零點殘餘電壓的補償
5.3電渦流式傳感器
5.3.1結構和工作原理
5.3.2信號調理電路
5.3.3電渦流式傳感器的特點及應用
習題5
第6章電容式傳感器
6.1工作原理和類型
6.1.1工作原理
6.1.2類型
6.2靈敏度和非線性
6.3電容式傳感器等效電路
6.4電容式傳感器測量電路
6.4.1調制型電路
6.4.2脈衝型電路
6.4.3電容式傳感器應用
習題6
第7章壓電式傳感器
7.1壓電效應和材料
7.1.1壓電效應
7.1.2壓電材料
7.1.3壓電方程和壓電常數
7.2等效電路
7.3測量電路
7.4影響壓電式傳感器性能的主要因素
習題7
第8章光電式傳感器
8.1光電效應
8.2光電器件及其特性
8.3光電式傳感器及其應用
8.3.1模擬式光電傳感器
8.3.2脈衝式光電傳感器
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電荷耦合器件應用舉例
8.5光纖傳感器
8.5.1光導纖維
8.5.2光纖傳感器的分類
8.5.3光纖傳感器應用
習題8
第9章磁電式傳感器
9.1磁電感應式傳感器
9.1.1工作原理和結構類型
9.1.2磁電感應式傳感器的基本特性
9.1.3磁電感應式傳感器的測量電路
9.1.4磁電感應式傳感器應用
9.2霍爾式傳感器
9.2.1霍爾效應件
9.2.件構造及測量電路
9.2.件的主要技術指標
9.2.件的補償電路
9.2.5霍爾式傳感器應用
習題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熱電阻測量電路
10.2熱電偶
10.2.1熱電效應
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熱電偶測溫線路
10.2.5熱電偶冷端補償及測量電路
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熱敏電阻應用
10.4集成溫度傳感器
習題10
第三篇檢 測 技 術
第11章電學與磁學測量
11.1電學測量
11.1.1電學測量簡介
11.1.2電壓測量與電流測量
11.1.3功率測量
11.2頻率的測量
11.2.1直接測頻法
11.2.2測周法
11.2.3多周期同步測頻法
11.2.4頻率測量專用芯片
11.2.5微波頻率的測量
11.3相位差的測量
11.3.1脈衝計數法
11.3.2基於FFT的相位測量
11.3.3相關法
11.3.4相位測量集成芯片
11.4磁學測量
11.4.1磁學測量簡介
11.4.2磁感應法
11.4.3霍爾效應法
11.4.4磁阻效應法
11.4.5磁通門法
11.4.6其他磁測量技術簡介
11.5材料磁特性測量技術
習題11
第12章流量的測量
12.1流量測量的基本概念
12.1.1流量和流量計
12.1.2流量物理參數與管流基礎知識
12.1.3流量檢測儀表的分類
12.2流量測量儀表
12.2.1差壓式流量計
12.2.2容積式流量計
12.2.3葉輪式流量計
12.2.4電磁流量計
12.2.5流體振動式流量計
12.2.6超聲波流量計
12.2.7質量流量計
習題12
第13章火災探測與測量
13.1火災信號分類
13.2火災探測傳感器
13.2.1感煙探測器
13.2.2感溫探測器
13.3視頻火災探測
13.3.1視頻火災探測原理
13.3.2火災圖像綜合識別算法
習題13
第14章現代檢測繫統
14.1概述
14.2智能儀器
14.2.1智能儀器繫統的構成
14.2.2傳感器輸出信號的預處理
14.2.3數據采集繫統
14.3智能儀器數據處理
14.3.1數字濾波算法
14.3.2測量數據標度變換
14.3.3非線性校正
14.3.4儀表自校準
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虛擬儀器應用舉例
14.5網絡化檢測儀器
14.5.1網絡化測試技術
14.5.2網絡化測試繫統的組成
習題14
附錄1Pt100鉑熱電阻分度表(ZB Y301—85)
附錄2Pt1000鉑熱電阻分度表(ZB Y301—85)
附錄3鎳鉻鎳硅熱電偶分度表(K型)
參考文獻

傳感器與檢測技術作為信息獲取與信息轉換的重要手段，是實現裝備自動化、信息化、智能化的技術基礎之一。“沒有傳感器
與檢測技術，就沒有自動化、信息化”的觀點已為全世界所公認。本書在對我國多種型號船舶裝備技術進行充分調研的基礎上，對傳感器及檢測技術、檢測方法進行了歸納總結，
內容涉及裝備常用的溫度、壓力、電、磁、火災信號等的檢測，循序漸進地介紹了相關知識點，便於教師教學和學生自學。

本書涉及內容廣泛，全書分為三篇，共14章。篇是基礎知識和誤差理論，共3章： 第1章（緒論）介紹傳感器及檢測技術的基本概念和發展趨勢； 第2章（檢測技術基礎知識）主要介紹誤差的概念和測量不確定度的評定與表示方法； 第3章介紹傳感器與檢測繫統的靜態、動態特性。篇內容在教學中可略講或不講，作為學生自學的參考資料。第二篇是傳感器及信號調理電路，共7章，包括按不同原理進行分類的多種傳感器及測量電路。第三篇是檢測技術，共4章，按照被測量進行分類介紹，內容具有一定的綜合性。全書內容盡可能涵蓋船舶所用的傳感器和儀表相關技術。為了進一步加深讀者對內容的理解，每章後都附有
參考習題。

本書以工程教育為理念，以培養創新型人纔為目標，注重學生動手能力、設計研發能力和解決實際問題能力的培養，對相關的內容給出了工程應用實例或應用背景。部分案例來源於實際裝備研制和產品開發研究成果。部分內容
（如熱電阻溫度傳感器、火災探測方法相關內容）融入了新技術和新方法。本書主要作為全國高等學校自動化專業、測控技術與儀器專業本科教材，以及機械電氣類其他有關專業的教學參考書，也可供廣大檢測科技工作者自學或參考。

本書由海軍工程大學卜樂平主編，楊宣訪、王黎明、趙文春、王騰參與編寫。卜樂平編寫第1、2、3、10、12章； 楊宣訪編寫第14章，王黎明編寫第4~9章，趙文春編寫第11章； 王騰編寫第13章。卜樂平
負責全書的策劃、內容安排、文稿修改和審定工作。
本書在編寫過程中參考了許多有關的教材、標準、期刊文獻、技術手冊，在此對本書引用文獻的有關作者一並表示感謝。
由於編者水平與能力有限，本書難免有不足或不當之處，懇請廣大讀者批評指正。

編者2021年6月於武漢