本書全面介紹了傳感器與檢測技術的基本概念、基本原理和典型應用。按照傳感器、檢測技術與檢測系統三大模塊組織內容，依次為概述、傳感器基本特性、電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁敏式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器、輻射與波式傳感器、化學傳感器、生物傳感器、新型傳感器；參數檢測、微弱信號檢測、軟測量、多傳感器數據融合、測量不確定度與回歸分析；虛擬儀器、自動檢測系統。《傳感器與檢測技術》系統性強，內容上注重經典與現代的結合，目標上強調工程實踐應用與創新能力的培養，具有良好的教學適宜性和可讀性。
《傳感器與檢測技術》可作為高等院校測控技術與儀器、自動化、電氣工程與自動化、機械設計制造及其自動化、通信工程、計算機應用等專業的本科生教材，也可供從事傳感器與檢測技術相關領域應用和設計開發的研究人員、工程技術人員參考。
先進的信息技術和自動化系統已成為引領和衡量各個國家邁向高度現代化的支撐性技術之一。目前，世界上許多國家(特別是西方發達國家)已將目光轉向信息技術的前端——信息獲取與處理的研究和發展上，提出下一代因特網和智能環境的建設，以強化信息獲取和智能信息處理，建立人與物理環境更緊密的信息聯系。我國政府也高度重視我國儀器儀表產業的發展，根據國家相關部門的發展規劃，到2010年，我國儀器儀表產業將有一系列戰略目標得以實現。當前，我國儀器科學技術的研究與產業都取得了重大進展，在儀器儀表產品微型化、集成化、智能化、總線化等方向上緊跟國際發展步伐，并加大具有自主知識產權的先進儀器儀表的研制力度。技術的發展、應用的研發、儀器的使用與維護都需要大批專門人才作為支撐；與此同時，它們也對人才培養的內容和目標提出了與時俱進的新要求。
本書的內容體系優化，基于長期的教學實踐和精品課程建設的經驗積累，并得益于《傳感技術》(重慶大學出版社)、《智能檢測技術與系統》(高等教育出版社)等教材的實踐應用和相關教改研究成果的指導。
本書全面介紹了傳感器與檢測技術的基本概念、基本原理和典型應用。按照傳感器、檢測技術與檢測系統三大模塊組織內容，依次為概述、傳感器基本特性、電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁敏式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器、輻射與波式傳感器、化學傳感器、生物傳感器、新型傳感器；參數檢測、微弱信號檢測、軟測量、多傳感器數據融合、測量不確定度與回歸分析；虛擬儀器、自動檢測系統。本書系統性強，內容上注重經典與現代的結合，目標上強調工程實踐應用與創新能力的培養，具有良好的教學適宜性和可讀性。
本書可作為高等院校測控技術與儀器、自動化、電氣工程與自動化、機械設計制造及其自動化、通信工程、計算機應用等專業的本科生教材，也可供從事傳感器與檢測技術相關領域應用和設計開發的研究人員、工程技術人員參考。
本書由重慶郵電大學胡向東教授、重慶大學劉京誠教授和重慶工學院余成波教授組織編寫；第7章由蔡軍、胡向東編寫，第9、11章由劉京誠、彭向華、胡向東編寫，第12章由呂霞付、胡向東編寫，第13、19章由余成波編寫，其余章節由胡向東、崔屏、李銳編寫。蔡東強、劉光財、朱運波、羅蔚、張杰等參與了部分書稿的資料整理、圖表繪制等工作。胡向東負責全書統稿。
在這里要特別感謝參考文獻中所列各位作者，包括眾多未能在參考文獻中一一列出的作者，正是因為他們在各自領域的獨到見解和特別的貢獻為作者提供了寶貴的參考資料，使作者能夠在總結現有成果的基礎上，汲取各家之長，形成一套具有自身特色的傳感器與檢測技術精品教材。
前言
上篇 傳感器
第1章 概述
1.1 課程簡介
1.1.1 本課程的地位和作用
1.1.2 本課程內容體系結構
1.1.3 本課程的任務及要求
1.2 傳感器的定義與組成
1.3 傳感器的分類
1.4 傳感器技術的發展
1.4.1 傳感器性能的改善
1.4.2 開展基礎理論研究
1.4.3 傳感器的集成化
1.4.4 傳感器的智能化
1.4.5 傳感器的網絡化
1.4.6 傳感器的微型化
能力拓展：生活中的傳感器
思考題和習題
第2章 傳感器的基本特性
2.1 傳感器的靜態特性
2.1.1 線性度
2.1.2 靈敏度
2.1.3 分辨率
2.1.4 遲滯
2.1.5 重復性
2.1.6 漂移
2.2 傳感器的動態特性
2.2.1 傳感器的數學模型
2.2.2 傳遞函數
2.2.3 頻率響應函數
2.2.4 傳感器的動態特性分析
2.3 傳感器的標定與校準
2.3.1 靜態標定
2.3.2 動態標定
能力拓展：實現不失真測量的條件
思考題和習題
第3章 電阻式傳感器
3.1 工作原理
3.1.1 應變效應
3.1.2 應變片種類
3.1.3 電阻應變片溫度誤差及其補償
3.2 測量電路
3.2.1 直流電橋
3.2.2 交流電橋
3.3 典型應用
3.3.1 電阻式力傳感器
3.3.2 電阻式壓力傳感器
3.3.3 電阻式液體重量傳感器
能力拓展一：電阻式加速度傳感器的原理分析
能力拓展二：數字血壓計的設計
思考題和習題
第4章 電感式傳感器
4.1 變磁阻式傳感器
4.1.1 工作原理
4.1.2 輸出特性
4.1.3 測量電路
4.1.4 變磁阻式傳感器的應用
4.2 差動變壓器式傳感器
4.2.1 變隙式差動變壓器
4.2.2 螺線管式差動變壓器
4.2.3 差動變壓器式傳感器的應用
4.3 電渦流式傳感器
4.3.1 工作原理
4.3.2 等效電路
4.3.3 測量電路
4.3.4 電渦流式傳感器的應用
能力拓展一：電感式傳感器在滾珠直徑分選中的應用
能力拓展二：電渦流式安全門的應用調查與原理分析
思考題和習題
第5章 電容式傳感器
5.1 工作原理
5.1.1 變面積型
5.1.2 變介質型
5.1.3 變極距型
5.2 測量電路
5.2.1 調頻電路
5.2.2 變壓器式交流電橋
5.2.3 運算放大器
5.2.4 二極管雙T型交流電橋
5.2.5 脈沖寬度調制電路
5.3 典型應用
5.3.1 電容式壓力傳感器
5.3.2 電容式位移傳感器
5.3.3 電容式加速度傳感器
5.3.4 電容式厚度傳感器
能力拓展：工業生產料位測量方案的設計
思考題和習題
第6章 壓電式傳感器
6.1 工作原理
6.1.1 壓電效應
6.1.2 壓電材料
6.2 測量電路
6.2.1 等效電路
6.2.2 測量電路
6.2.3 壓電元件的連接與變形
6.3 典型應用
6.3.1 壓電式力傳感器
6.3.2 壓電式加速度傳感器
能力拓展：壓電式傳感器在汽車中的應用
思考題和習題
第7章 磁敏式傳感器
7.1 磁電感應式傳感器
7.1.1 工作原理
7.1.2 測量電路
7.1.3 磁電感應式傳感器的應用
7.2 霍爾式傳感器
7.2.1 工作原理
7.2.2 測量電路
7.2.3 霍爾式傳感器的應用
能力拓展：基于霍爾元件的油氣管道無損探傷系統的設計
思考題和習題
第8章 熱電式傳感器
8.1 熱電偶
8.1.1 熱電偶測溫原理
8.1.2 熱電偶的結構與種類
8.1.3 熱電偶的冷端溫度補償
8.1.4 熱電偶的實用測溫電路
8.1.5 熱電偶的選用與安裝
8.1.6 熱電偶的應用
8.2 熱電阻
8.2.1 鉑熱電阻
8.2.2 銅熱電阻
8.2.3 熱電阻的測量電路
8.2.4 熱電阻的應用
8.3 熱敏電阻
8.3.1 熱敏電阻的特性
8.3.2 熱敏電阻的應用
能力拓展：火災探測報警系統的設計
思考題和習題
第9章 光電式傳感器
9.1 概述
9.1.1 光電式傳感器的類別
9.1.2 光電式傳感器的基本形式
9.2 光電效應與.光電器件
9.2.1 外光電效應型光電器件
9.2.2 內光電效應型光電器件
9.3 CCD固體圖像傳感器
9.3.1 CCD的工作原理
9.3.2 CCD固體圖像傳感器的分類
9.3.3 CCD固體圖像傳感器的特性參數
9.3.4 CCD固體圖像傳感器的應用
9.4 光纖傳感器
9.4.1 光纖
9.4.2 光纖傳感器
9.4.3 光纖傳感器的應用
9.5 光電式編碼器
9.5.1 碼盤式編碼器
9.5.2 脈沖盤式編碼器
9.5.3 光電式編碼器的應用
9.6 計量光柵
9.6.1 光柵的結構和工作原理
9.6.2 計量光柵的組成
9.6.3 計量光柵的應用
能力拓展一：光電式傳感器應用調查
能力拓展二：手機生產線表面安裝元件定位檢測與控制系統設計
思考題和習題
第10章 輻射與波式傳感器
10.1 紅外傳感器
10.1.1 工作原理
10.1.2 紅外傳感器的應用
10.2 微波傳感器
10.2.1 微波傳感器的原理、組成及特點
10.2.2 微波傳感器的應用
10.3 超聲波傳感器
10.3.1 工作原理
10.3.2 超聲波傳感器的應用
能力拓展：入侵探測報警系統的設計
思考題和習題
第11章 化學傳感器
11.1 氣敏傳感器
11.1.1 氣敏傳感器概述
11.1.2 半導體式氣敏傳感器的工作原理
11.1.3 氣敏傳感器的應用
11.2 濕敏傳感器
11.2.1 濕敏傳感器概述
11.2.2 常用濕敏傳感器的基本原理
11.2.3 濕敏傳感器測量電路
11.2.4 濕敏傳感器的應用
能力拓展：防止酒后開車控制器的設計
思考題和習題
第12章 生物傳感器
12.1 概述
12.1.1 生物傳感器的概念
12.1.2 生物傳感器的特點
12.1.3 生物傳感器的分類
12.1.4 生物傳感器的應用
12.2 工作原理
12.2.1 生物分子特異性識別
12.2.2 生物放大
12.2.3 信號轉換與處理
12.2.4 幾種主要的生物傳感器
12.3 生物芯片
12.4 生物傳感器的發展
能力拓展：生物傳感器的應用狀況調查
思考題和習題
第13章 新型傳感器
13.1 智能傳感器
13.1.1 智能傳感器的特點
13.1.2 智能傳感器的作用
13.1.3 智能傳感器的設計
13.1.4 智能傳感器的實現
13.1.5 智能傳感器的應用實例
13.2 模糊傳感器
13.2.1 模糊傳感器概述
13.2.2 模糊傳感器的結構
13.2.3 典型模糊傳感器舉例
13.3 微傳感器
13.3.1 MEMS與微加工
13.3.2 微傳感器概述
13.3.3 壓阻式微傳感器
13.3.4 電容式微傳感器
13.3.5 電感式微傳感器
13.3.6 熱敏電阻式微傳感器
13.4 網絡傳感器
13.4.1 網絡傳感器的概念
13.4.2 網絡傳感器的類型
13.4.3 基于IEEE1451標準的網絡傳感器
13.4.4 網絡傳感器測控系統體系結構
13.4.5 網絡傳感器的應用前景
能力拓展：新型傳感器發展前景預測
思考題和習題
中篇 檢測技術
第14章 參數檢測
14.1 概述
14.1.1 檢測技術在國民經濟中的地位和作用
14.1.2 參數檢測的基本概念
14.1.3 工業檢測的主要內容
14.2 參數檢測的一般方法
14.2.1 過程參數檢測
14.2.2 機械量參數檢測
14.2.3 其他參數檢測
14.3 檢測技術的發展
能力拓展：同一被測量的不同檢測方法比較
思考題和習題
第15章 微弱信號檢測
15.1 概述
15.2 噪聲
15.3 微弱信號檢測方法
15.3.1 相關檢測法
15.3.2 同步積累法
思考題和習題
第16章 軟測量
16.1 概述
16.2 軟測量的方法
16.2.1 選擇輔助變量
16.2.2 輸人數據的處理
16.2.3 建立軟測量模型
16.2.4 軟測量模型的在線校正
16.3 軟測量的意義及其適用條件
思考題和習題
第17章 多傳感器數據融合
17.1 概述
17.1.1 數據融合的起源
17.1.2 數據融合的目的
17.1.3 數據融合的定義
17.1.4 數據融合的特性
17.1.5 數據融合的優點
17.2 數據融合的基本原理
17.2.1 數據融合的層次
17.2.2 數據融合的處理形態
17.2.3 數據融合模型
17.2.4 數據融合的關鍵技術
17.3 數據融合的方法
17.3.1 隨機類方法
17.3.2 人工智能類方法
17.4 數據融合系統的應用
思考題和習題
第18章 測量不確定度與回歸分析
18.1 測量誤差概述
18.2 測量誤差的處理
18.2.1 粗大誤差的處理
18.2.2 隨機誤差的處理
18.2.3 系統誤差的處理
18.2.4 間接測量誤差的傳遞
18.2.5 測量誤差的合成
18.2.6 測量誤差的分配
18.3 測量不確定度
18.3.1 概述
18.3.2 測量不確定度的評定方法
18.4 最小二乘法與回歸分析
18.4.1 最小二乘法
18.4.2 一元線性擬合
18.4.3 多元線性擬合
18.4.4 曲線擬合
思考題和習題
下篇 檢測系統
第19章 虛擬儀器
19.1 概述
19.1.1 虛擬儀器的基本概念
19.1.2 虛擬儀器的構成與特點
19.1.3 虛擬儀器技術的應用
19.1.4 虛擬儀器的整體設計
19.2 虛擬儀器系統的開發環境
19.2.1 LabWindows／CVI
19.2.2 LabVlEW
19.3 虛擬儀器系統的數據采集
19.3.1 基于IatbWindows／CVI的數據采集
19.3.2 基于IabVIEW的數據采集
19.4 基于虛擬儀器的綜合工程實例
19.4.1 概述
19.4.2 系統關鍵技術
19.4.3 系統功能及運行結果
能力拓展：虛擬儀器設計實踐
思考題與習題
第20章 自動檢測系統
20.1 自動檢測系統的組成
20.1.1 數據采集系統
20.1.2 輸入輸出通道
20.1.3 自動檢測系統的軟件
20.2 自動檢測系統的基本設計方法
20.2.1 系統需求分析
20.2.2 系統總體設計
20.2.3 采樣速率的確定
20.2.4 標度變換
20.2.5 硬件設計
20.2.6 軟件設計
20.2.7 系統的集成與維護
20.3 典型自動檢測系統舉例
20.3.1 自動溫度測量系統
20.3.2 無線傳感器網絡
20.4 自動檢測系統的發展
能力拓展一：液體點滴速度監控裝置的設計
能力拓展二：無線溫度采集系統的設計
能力拓展三：智能環境的設想
思考題和習題
附錄
參考文獻
上篇 傳感器
第1章 概述
1.2 傳感器的定義與組成
根據我國國家標準（GB／T7665—2005），傳感器（Transducer／sensor）定義為能夠感受規定的被測量并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件和裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受和響應被測量的部分；轉換元件是指傳感器中能將敏感元件的感受或響應的被測量轉換成適于傳輸和測量的電信號部分。傳感器的共性就是利用物理定律或物質的物理、化學、生物特性，將非電量（如位移、速度、加速度、力等）輸入轉換成電量（電壓、電流、電容、電阻等）輸出。
根據傳感器的定義，傳感器的基本組成分為敏感元件和轉換元件兩部分，分別完成檢測和轉換兩個基本功能。值得指出的是，一方面，并不是所有傳感器都能明顯地區分敏感元件和轉換元件這兩個部分，如半導體氣敏或濕度傳感器、熱電偶、壓電晶體、光電器件等，它們一般是將感受到的被測量直接轉換為電信號輸出，即將敏感元件和轉換元件兩者的功能合二為一了；另一方面，只由敏感元件和轉換元件組成的傳感器通常輸出信號較弱，還需要信號調理電路將輸出信號進行放大并轉換為容易傳輸、處理、記錄和顯示的形式。信號調理電
路的作用：一是把來自傳感器的信號進行轉移和放大，使其更適合于作進一步處理和傳輸，多數情況下是將各種電信號轉換為電壓、電流、頻率等少數幾種便于測量的電信號；二是進行信號處理，即對經過調理的信號，進行濾波、調制和解調、衰減、運算、數字化處理等。常見的信號調節與轉換電路有放大器、電橋、振蕩器、電荷放大器等。另外，傳感器的基本部分和信號調理電路還需要輔助電源提供工作能量。
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