非电量电测技术上册

非电量电测技术上册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:原子能出版社
作者:严锦生
出品人:
页数:284
译者:
出版时间:1997-06
价格:14.50元
装帧:平装
isbn号码:9787502215149
丛书系列:
图书标签:
  • 1
  • 电工学
  • 电测技术
  • 非电量测量
  • 传感器
  • 仪表
  • 测试技术
  • 工业自动化
  • 仪器仪表
  • 电子技术
  • 测量原理
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具体描述

内容提要

全书分上、下两册共17章。上册为1~14章,介绍各类常用传感器的工作原理、特性、测量电路以及测量

信号的放大、处理、显示与记录;下册为15~17章,介绍常用核辐射探测器、核辐射测量基本单元电路及核辐

射技术在检测中的应用。上册学时为120学时,下册学时为60学时,总学时为180学时。

上册可作为各类中等专业学校电子技术应用专业、检测专业、电气专业和自动化专业的教学用书。下册

特别适用于作核工业部门的中等专业学校的教学用书。全书可以作为高等工业学校教师和学生的参考书或

专业化培训教材,也可供有关技术人员参考。

本书经核工业教材委员会核物理教材委员会于1993年12月由夏元复教授主持召开的审稿会审定作为

中等专业学校试用教材。

《非电量电测技术(上册)》图书简介 本书是“非电量电测技术”系列著作的上册,旨在为读者系统性地介绍将各种非电物理量(如温度、压力、位移、力、流量、液位、应变、磁性等)转换为电信号并进行测量、处理、传输和显示的技术。 本册重点关注非电量电测领域的基础理论、核心传感器原理、经典测量电路设计以及系统搭建的关键要素,为深入理解和掌握现代电测技术奠定坚实的基础。 第一章 绪论 本章首先阐述了非电量电测技术在现代工业、科研、医疗、环保等众多领域的广泛应用及重要性,引出将物理量转化为电量进行测量和控制的必要性。 接着,对非电量电测技术的发展历程进行了简要回顾,从早期机械式测量方法过渡到现代基于传感器的电子测量技术,突显了电测技术的进步。 随后,系统性地介绍了非电量电测技术的基本概念,包括被测量、传感器、信号调理、数据采集、信号处理和显示输出等关键环节。 最后,强调了选择合适传感器和设计高效测量电路在整个测量系统中的核心作用,为后续章节的学习奠定理论基础。 第二章 传感器的基本原理与分类 本章深入探讨了传感器的核心作用——将物理量转换为电信号,并对其基本原理进行了详细阐述。 详细介绍了传感器工作时所依据的各种物理效应,如压电效应、热电效应、磁致伸缩效应、霍尔效应、光电效应、压阻效应、电阻效应、电容效应、电感效应等。 每一个效应都通过具体的物理模型和数学公式进行解释,力求使读者理解其内在联系。 随后,根据不同的分类标准,对传感器进行了详细的分类。 一是按被测量分类,如温度传感器、压力传感器、位移传感器、力传感器、流量传感器、液位传感器、气体传感器、生物传感器等,并对各类传感器的代表性产品及其主要特点进行了介绍。 二是按工作原理分类,如电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、光电式传感器、半导体传感器等。 本章还强调了传感器的主要技术指标,如灵敏度、线性度、迟滞、重复性、响应时间、稳定性、测量范围、精度等,并解释了这些指标对测量结果准确性和可靠性的影响。 第三章 电阻式传感器的原理与应用 本章聚焦于应用最为广泛的电感式传感器。 首先,详细阐述了电感式传感器的工作原理,包括互感式和自感式两种基本类型,以及磁芯、线圈等关键构成部分的电感变化机理。 随后,深入分析了影响电感式传感器性能的因素,如气隙变化、磁芯材料、线圈匝数、频率等,并提供了优化设计的方法。 接着,本章重点介绍了线绕式、薄膜式、金属箔式、半导体应变式等多种常见的电阻式传感器类型。 对于每一种类型,都详细解释了其工作原理、结构特点、材料选择以及优缺点。 以电阻式温度传感器(RTD)为例,详细介绍了铂、铜、镍等材料的电阻-温度特性曲线,以及其在不同温度范围内的应用。 对于电阻式压力传感器,则阐述了其通过压力引起电阻变化的原理,并介绍了薄膜式和应变片式压力传感器的结构和工作方式。 此外,还介绍了用于测量位移、力、应变等物理量的电阻式传感器,并结合实际应用案例,如电位器式位移传感器、电阻应变片式力传感器等,展示了其具体的应用场景和技术优势。 第四章 电容式传感器的原理与应用 本章专注于电容式传感器的原理和广泛应用。 首先,详细阐述了电容式传感器的工作原理,即通过被测量的变化引起电容值的改变,进而转化为电信号。 重点介绍了电容式传感器的工作机理,包括极板间距离变化、介电常数变化、极板面积变化等三种基本形式。 随后,深入分析了影响电容式传感器性能的因素,如极板几何形状、介质特性、测量频率、寄生电容等,并提供了优化设计的方法。 接着,本章详细介绍了不同类型的电容式传感器,包括单极板式、双极板式、差动式等。 重点介绍了电容式位移传感器、液位传感器、压力传感器、湿度传感器以及气体传感器等。 以电容式位移传感器为例,详细阐述了其通过改变极板间距离来测量位移的原理,并分析了其在精密测量中的优势。 对于电容式液位传感器,则介绍了其通过液位变化改变介质介电常数来测量液位的不同方式。 此外,还介绍了电容式加速度传感器、力传感器等,并结合实际应用案例,如电容式触摸屏、电容式麦克风等,展示了其在消费电子和精密仪器领域的突出表现。 第五章 电感式传感器的原理与应用 本章深入探讨了电感式传感器的工作原理及其在各领域的应用。 首先,详细阐述了电感式传感器的工作原理,即利用被测量的变化引起电感值的改变,进而转化为电信号。 重点介绍了电感式传感器的工作机理,包括线圈参数变化、磁路变化以及电磁耦合变化等。 随后,深入分析了影响电感式传感器性能的因素,如气隙变化、磁性材料、线圈结构、测量频率等,并提供了优化设计的方法。 接着,本章详细介绍了不同类型的电感式传感器,包括互感式传感器、自感式传感器、差动变压器式传感器等。 重点介绍了电感式位移传感器、角位移传感器、压力传感器、转速传感器以及磁性材料测量传感器等。 以电感式位移传感器(LVDT)为例,详细阐述了其通过改变磁芯位置来测量位移的原理,并分析了其在高精度、高稳定性和环境适应性方面的优势。 对于电感式压力传感器,则介绍了其通过波纹管等形变元件带动磁芯变化来测量压力的不同方式。 此外,还介绍了电感式流量传感器、液位传感器等,并结合实际应用案例,如电感式触摸控制器、电感式接近开关等,展示了其在工业自动化和消费电子领域的广泛应用。 第六章 压电式传感器的原理与应用 本章聚焦于压电式传感器的原理及其在动态测量领域的独特优势。 首先,详细阐述了压电式传感器的工作原理,即利用压电材料在受力时产生电荷的压电效应,将力或压力转换为电信号。 重点介绍了压电效应的正压电效应和逆压电效应,以及不同压电材料(如石英、锆钛酸铅等)的特性。 随后,深入分析了影响压电式传感器性能的因素,如压电材料的压电常数、电极形状、连接电缆的电容和漏电阻等,并提供了优化设计的方法。 接着,本章详细介绍了不同类型的压电式传感器,包括压电式加速度传感器、力传感器、压力传感器、振动传感器以及声波传感器等。 以压电式加速度传感器为例,详细阐述了其通过测量受力引起的电荷量来计算加速度的原理,并分析了其在测量高频振动和冲击方面的优势。 对于压电式力传感器,则介绍了其通过测量受力在压电晶体上产生的电荷来测量力的不同方式。 此外,还介绍了压电式气体传感器、红外传感器等,并结合实际应用案例,如超声波换能器、压电点火器等,展示了其在声学、医疗和安全领域的广泛应用。 第七章 磁致伸缩式传感器的原理与应用 本章重点介绍磁致伸缩式传感器的原理及其在位移测量领域的应用。 首先,详细阐述了磁致伸缩式传感器的工作原理,即利用磁致伸缩材料在磁场作用下产生形变(伸长或缩短)的特性,将磁场的变化或位移转换为电信号。 重点介绍了磁致伸缩效应的产生机理,以及不同磁致伸缩材料(如Terfenol-D等)的特性。 随后,深入分析了影响磁致伸缩式传感器性能的因素,如磁场强度、施加的预应力、材料的磁导率和磁致伸缩系数等,并提供了优化设计的方法。 接着,本章详细介绍了磁致伸缩式位移传感器。 详细阐述了其工作模式,包括通过测量脉冲信号在磁致伸缩材料中传播的时间来确定磁性标记的位置,从而实现高精度、非接触式位移测量。 分析了其在长行程、高精度位移测量方面的优势,以及在工业自动化、机器人和精密机械中的应用。 第八章 光电式传感器的原理与应用 本章详细阐述了光电式传感器的基本原理和广泛应用。 首先,介绍了光电效应,包括光电导效应、光伏效应和光发射效应,以及这些效应如何将光信号转换为电信号。 随后,详细讲解了光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电耦合器等基本光电器件的工作原理、特性曲线以及选择要点。 接着,本章重点介绍了基于光电效应的各类传感器,包括光电编码器(用于测量位移和角位移)、光电开关(用于检测物体)、光电测距仪(用于测量距离)、光电式液位传感器、光电式气体传感器等。 以光电编码器为例,详细阐述了其工作原理,分析了其在工业自动化中的应用,以及增量式和绝对式编码器的区别。 对于光电开关,则介绍了其在自动化生产线上的检测应用。 此外,还介绍了光电式温度传感器(如红外测温仪)、光电式压力传感器等,并结合实际应用案例,如条形码扫描仪、光学鼠标等,展示了其在信息采集和人机交互中的重要作用。 第九章 霍尔效应传感器的原理与应用 本章聚焦于霍尔效应传感器的原理和在磁场测量以及其他领域的应用。 首先,详细阐述了霍尔效应,即当载流导体在垂直于电流方向的磁场中时,会在垂直于电流和磁场方向的两侧产生电势差,即霍尔电压。 重点介绍了霍尔效应的产生机理、霍尔电压与磁场强度的关系以及影响因素。 随后,详细介绍了霍尔元件的结构、材料选择和基本工作方式。 接着,本章重点介绍了基于霍尔效应的各类传感器,包括霍尔式磁场传感器(用于测量磁场强度)、霍尔式位移传感器、霍尔式电流传感器、霍尔式速度传感器、霍尔式开关等。 以霍尔式电流传感器为例,详细阐述了其利用电流产生的磁场引起霍尔效应来间接测量电流的原理,分析了其隔离测量、响应速度快的特点。 对于霍尔式位移传感器,则介绍了其通过测量磁场变化来检测位移。 此外,还介绍了霍尔式转速传感器、角度传感器等,并结合实际应用案例,如无触点开关、汽车传感器(如曲轴位置传感器)等,展示了其在无触点检测、智能化控制中的广泛应用。 第十章 信号调理电路的设计 本章重点阐述了信号调理电路的设计,这是连接传感器和后续数据采集/处理单元的关键环节。 首先,介绍了信号调理的目的和作用,即对传感器输出的原始信号进行放大、滤波、隔离、线性化、偏移补偿等处理,使其符合后续电路的要求。 随后,详细介绍了放大电路的设计,包括直流放大器、交流放大器、仪表放大器等,分析了其在提高信号幅度和信噪比方面的作用。 接着,重点讲解了滤波电路的设计,包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器,以及其在消除干扰、提取有用信息方面的作用。 此外,还介绍了线性化电路(用于补偿传感器的非线性输出)、隔离电路(用于保护后端电路和提高抗干扰能力)、参考电压生成电路以及偏移补偿电路等。 本章通过具体电路图例和设计方法,指导读者如何根据不同传感器的特性和测量要求,设计出满足精度和稳定性的信号调理电路。 本书的上册内容详尽,为读者提供了坚实的理论基础和实践指导,是从事非电量电测技术研究、开发和应用人员的必备参考。

作者简介

目录信息

目录
绪论
第一章 非电量电测技术的基本知识
第一节 测量和误差的概念与定义
第二节 测量系统的静态特性
第三节 测量系统的动态特性
第二章 弹性敏感元件
第一节 弹性敏感元件的基本特性
第二节 变换力的弹性敏感元件
第三节 变换压力的弹性敏感元件
第三章 电阻应变式传感器
第一节 电阻应变片
第二节 应变式传感器
第三节 电阻应变式传感器测量电路
第四节 典型电阻应变仪
第四章 电感式传感器
第一节 自感传感器
第二节 差动变压器
第三节 电感式传感器的应用
第五章 涡流传感器
第一节 涡流传感器的工作原理
第二节 涡流传感器的测量电路
第三节 涡流传感器的应用
第六章 电容式传感器
第一节 电容式传感器的工作原理
第二节 电容式传感器的静态特性和等效电路
第三节 电容式传感器的测量电路
第四节 电容式传感器的应用
第五节 电容式传感器测量仪器
第七章 磁电式传感器
第一节 磁电式传感器的工作原理和结构
第二节 磁电式传感器的测量电路
第三节 磁电式传感器的应用
第八章 压电式传感器
第一节 压电效应和压电材料
第二节 压电式传感器
第三节 压电式传感器的测量电路
第四节 电荷放大器
第五节 压电式传感器的应用
第九章 热电偶传感器
第一节 热电效应
第二节 热电偶的种类和结构
第三节 热电偶的冷端温度补偿及测量误差
第四节 热电偶的测量电路
第十章 霍尔传感器
第一节 霍尔效应与霍尔元件
第二节 霍尔元件的测量电路及其补偿
第三节 霍尔传感器的应用
第十一章 光电传感器
第一节 光电效应及其器件
第二节 光电导效应、光生伏特效应及其器件
第三节 光电转换电路
第四节 光电传感器的应用
第十二章 半导体敏感器件
第一节 半导体湿敏器件
第二节 半导体气敏器件
第十三章 信号的放大和处理
第一节 数据放大器
第二节 绝对值检测电路
第三节 峰值保持电路
第四节 线性化电路
第十四章 信号的显示与记录
第一节 笔式记录仪
第二节 自动平衡式显示与记录仪表
第三节 磁带记录仪
第四节 记忆示波器和存储示波器
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我一直对仪器仪表和测量技术有着天然的好奇心,尤其是那些能够将我们感官无法直接捕捉的物理量,通过科学手段量化并呈现出来的技术。因此,《非电量电测技术上册》这个书名,让我觉得非常有吸引力。我们生活的世界充满了各种各样的“非电”信息:温度的变化、空气的湿度、物体的运动、甚至是我们身体的生理信号,这些都蕴含着重要的信息。而能够将这些信息转化为电信号,进行分析、记录和控制的技术,正是现代科技进步的基石。我期待这本书能够系统地介绍各种非电量传感器的工作原理,例如,它是如何将声波转化为电信号的,或者如何通过光学原理来测量距离。我更希望它能深入探讨这些技术背后的物理学原理,比如材料的电学特性、电磁场的相互作用等。这本书的“上册”,我想它应该会涵盖一些最基本、最广泛应用的技术,为我们理解更复杂的测量系统打下坚实的基础。

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我是一名大学物理系的学生,对测量技术一直抱有浓厚的兴趣,特别是那些能够“看见”和“感知”物理世界本质的工具。当我看到《非电量电测技术上册》这本书名时,我的研究兴趣立刻被点燃了。物理世界中的很多现象,例如磁场的强度、物质的密度、甚至是大气的压力,都并非直接的电流或电压。然而,正是这些“非电”的物理量,构成了我们理解宇宙万物的基础。我渴望这本书能够深入浅出地解释,如何利用电学原理,将这些难以捉摸的物理量“翻译”成可以被我们分析和处理的电信号。我想了解,当我们在进行精密科学实验时,是如何通过这些技术来精确测量微小的磁场变化,或者如何通过电学的方法来监测物质的成分。这本书的"上册"应该会提供一个扎实的理论基础,或许会从电磁场的相互作用讲起,然后逐步过渡到各种类型的传感器,比如利用磁阻效应、霍尔效应的传感器,或者利用电容、电感变化的传感器。

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这本书的书名让我眼前一亮,"非电量电测技术上册"——光是这个名字就充满了学术的严谨和对未知领域的探索感。我个人一直对物理世界中的各种现象如何通过电信号来测量和感知很感兴趣,特别是那些看似与电无关的量,比如温度、压力、位移,甚至是生物信号。这本书的出现,无疑为我打开了一扇深入了解这些“非电”世界测量原理的大门。我期待它能详细讲解各种传感器的工作机制,例如如何将热能转化为电信号,或者如何通过电磁感应来检测物体的移动。更重要的是,我希望这本书能系统地梳理这些技术背后的物理学原理,而不是停留在表面的操作层面。毕竟,理解了根本,才能更好地应用和创新。这本书的上册,应该会涵盖一些基础的、但至关重要的概念,比如电学基础在测量中的应用,以及一些经典的非电量测量方法。我猜想,书中可能会涉及霍尔效应、压电效应、热电效应等,并且会详细解释这些效应是如何被设计成各种传感器的。我非常期待书中能有一些实际的电路设计示例,或者至少是原理框图,这样可以帮助我更直观地理解理论知识。

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我拿到这本书的瞬间,就被它沉甸甸的纸质感和专业的设计风格吸引了。对于我这样一个在自动化领域摸爬滚打多年的工程师来说,"非电量电测技术"这个词汇本身就代表着解决实际工程难题的关键。我们工作中经常会遇到各种各样的现场数据采集需求,而很多时候,直接的电信号测量是无法实现的。这时,就需要将温度、流量、液位、应力等非电量,通过巧妙的传感器转换为易于处理的电信号。这本书的"上册"字样,让我预感到它可能是一套完整的体系,而这一册是打基础、立根基的部分。我希望它能从最基础的电磁学、电路原理出发,逐步引申到各种传感器的物理原理和电信号转换方式。比如,在测量温度时,是采用热电偶的温差电动势,还是电阻温度计的电阻变化?在测量位移时,是使用线性可变差动变压器(LVDT),还是电容式位移传感器?我特别希望书中能有对这些不同技术优劣势的详细对比分析,以及它们在不同应用场景下的选型建议。

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说实话,看到《非电量电测技术上册》这个书名,我第一反应是有点畏难。我不是专业的电子工程师,也不是物理学出身,但工作中偶尔会接触到一些需要进行数据采集的设备,里面涉及到的各种测量原理,对我来说就像天书一样。我曾经试图了解过一些关于传感器的工作原理,但往往因为缺乏基础的电学知识而感到力不从心。因此,我特别希望这本书能够以一种非常浅显易懂的方式来介绍这些内容。我想看到的是,它能用最简单的语言,最形象的比喻,来解释那些复杂的物理现象。比如,当介绍压电效应时,是不是可以拿一个鸡蛋受到挤压会发光来类比?或者在解释电磁感应时,是不是可以从发电机的工作原理讲起?我期望这本书能够循序渐进,先从最基本的电学概念讲起,比如电压、电流、电阻,然后慢慢引入到各种传感器的工作原理,并且能够提供一些简单的电路图,让我能够明白信号是如何被采集和处理的。

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