本书共分七章，分别介绍了检测技术的基本知识，传感器的原理及应用，信号的转换与调理，传感器与微机接口及信号输出，现代检测技术中传感器的智能化与微型化、现场总线、虚拟仪器以及自动检测系统的设计原则、方法步骤等内容，附录中还列举了部分工程应用典型产品及系统。本书可作为高等院校工业自动化、电气自动化、电子信息工程、机电一体化技术、测控技术及仪表、机械制造及自动化等专业本、专科生的教材，也可作为机电类其他专业学生的教材或参考书。
本书第1版自2008年出版以来，得到广大同行、专家和读者的肯定与支持，于2010年被中国煤炭教育协会评选为“第一届煤炭高等教育优秀教材二等奖”。在广泛听取各方建议的基础上，本书于2012年推出第2版。经过3年多的教学实践，第3版在修订过程中更加注重系统性、实用性和先进性，同时对整体结构进行了调整，使知识分布更加合理且与时俱进。
本书特色：
针对本科教育的特点，以便于学习和应用为前提，既讲解自动检测技术的基本概念和关键技术，也介绍了检测系统设计的一般方法。
在保持原有知识框架的前提下对部分内容进行重新归类和适当调整，重点扩充“现代检测技术”的相关内容，同时，更新应用实例以反映当前工程技术的发展。
为用书教师提供教学课件，可访问华章网站（www.hzbook.com）下载。访问本书配套的精品课程网站（http://ta.sdust.edu.cn:8009/）可获得更多资源。
检测技术作为信息学科的一个分支，与计算机技术、自动化控制技术等一起构成了完整的信息技术学科。在人类进入信息时代的今天，一切社会活动都是以信息获取与信息转换为中心的，以传感器为核心的检测系统就像神经和感官一样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有利工具，广泛地应用于工业、农业、国防和科研等领域。目前，自动检测技术已成为高校大部分工科专业学生的必修专业基础课。
本书第1版于2008年1月出版发行后，编写组在广泛听取同行、专家及广大读者意见的基础上，结合山东省省级精品课程建设及山东省省级教改项目“应用技术主导型自动化本科专业教学改革与实践”研究工作，于2012年2月修订出版了第2版。第2版出版发行三年多来，编写组继续广泛听取各方意见及建议，认为现在有必要对本书做进一步的修改与完善。在第3版的修订过程中，重点是突出内容的系统性、实用性和先进性。在系统性方面，注重信号从传感到采集、转换、处理、传输、记录、显示整个过程中各环节的有机结合；在实用性方面，针对每一种传感器以及检测系统后续各环节，在介绍其基本原理的基础上提供典型且实用的应用范例；在先进性方面，有选择性地将工程应用中的部分新技术、新方法编入教材。同时，我们对本书的整体结构也做了适当调整。一是将原来第3章中“传感器的智能化与微型化”一节调整至第6章，与原第6章的“现场总线”和“虚拟仪器”两节内容共同构成新的第6章——“现代检测技术”，并拓展了现场总线的内容，突出智能传感器与现场总线的结合；二是将原第8章改为附录A供读者参考，不再作为讲授内容。
修订后的第3版共7章，主要内容包括：第1章，检测技术的基础知识；第2章，传统传感器；第3章，新型传感器；第4章，信号的转换与调理；第5章，传感器与微机接口及系统信号输出；第6章，现代检测技术；第7章，自动检测系统的设计。每章后都附有习题与思考题。
本次修订的编写组成员包括：山东科技大学的刘传玺、袁照平、程丽平、刘瑞国、姜海燕，淮海工学院的毕训银，山东农业大学的娄伟。主编为刘传玺、袁照平、程丽平，参编为刘瑞国、毕训银、娄伟、姜海燕。其中，刘传玺编写了第2章，袁照平编写了第3章，程丽平编写了第6章，刘瑞国编写了第5章，毕训银编写了第4章，娄伟编写了第7章，姜海燕编写了第1章及附录部分。全书由刘传玺负责统稿，袁照平负责审校并和姜海燕共同负责制作电子课件。
在本书的修订和出版过程中，得到了许多兄弟院校、相关企业及其技术专家的大力支持和帮助，也得到了机械工业出版社有关专家的指导和支持，在此表示真挚的谢意。同时，对本书参考文献中的有关作者致以诚挚的感谢。
由于编者水平所限，书中错误及不妥之处在所难免，恳请广大读者提出宝贵意见。
编 者
2015年6月
自动检测技术
本书第1版自2008年出版以来，得到广大同行、专家和读者的肯定与支持，于2010年被中国煤炭教育协会评选为“第一届煤炭高等教育优秀教材二等奖”。在广泛听取各方建议的基础上，本书于2012年推出第2版。经过3年多的教学实践，第3版在修订过程中更加注重系统性、实用性和先进性，同时对整体结构进行了调整，使知识分布更加合理且与时俱进。
本书特点：
·针对本科教育的特点，以便于学习和应用为前提，既讲解自动检测技术的基本概念和关键技术，也介绍了检测系统设计的一般方法。
·在保持原有知识框架的前提下对部分内容进行重新归类和适当调整，重点扩充“现代检测技术”的相关内容，同时，更新应用实例以反映当前工程技术的发展。
·为用书教师提供教学课件，访问本书配套的精品课程网站（http://ta.sdust.edu.cn:8009/）可获得更多资源。
第3版前言
第2版前言
第1版前言
教学建议
第1章 检测技术的基础知识1
1.1 概述2
1.1.1 检测技术的含义、作用和地位2
1.1.2 自动检测系统的组成3
1.1.3 检测技术的发展趋势4
1.2 检测系统的基本特性4
1.2.1 静态特性4
1.2.2 动态特性6
1.3 测量误差及消除方法10
1.3.1 测量误差的概念10
1.3.2 误差的表示方法10
1.3.3 误差的分类11
1.3.4 误差处理13
习题与思考题18
第2章 传统传感器19
2.1 传感器基础知识20
2.1.1 传感器的定义与分类20
2.1.2 传感器的性能指标20
2.1.3 传感器的选用原则20
2.1.4 传感器的发展方向22
2.2 电阻式传感器23
2.2.1 电阻应变式传感器23
2.2.2 电位器式传感器32
2.3 电容式传感器37
2.3.1 电容式传感器的基本原理37
2.3.2 电容式传感器的类型与特性37
2.3.3 电容式传感器的测量电路40
2.3.4 电容式传感器应用举例42
2.4 电感式传感器45
2.4.1 自感式传感器45
2.4.2 互感式传感器48
2.4.3 电涡流式传感器52
2.4.4 电感式传感器应用举例54
2.5 压电式传感器57
2.5.1 压电效应与压电材料57
2.5.2 压电式传感器工作原理及压电元件常用结构形式60
2.5.3 压电式传感器的测量电路61
2.5.4 压电式传感器应用举例62
2.6 磁电式传感器65
2.6.1 磁电感应式传感器65
2.6.2 霍尔传感器67
2.6.3 磁电式传感器应用举例70
2.7 热电式传感器73
2.7.1 金属热电阻传感器73
2.7.2 半导体热敏电阻传感器75
2.7.3 热电偶传感器75
2.7.4 集成温度传感器81
2.7.5 热电式传感器应用举例82
2.8 常用流量计84
2.8.1 节流式流量计84
2.8.2 电磁流量计88
2.8.3 涡轮流量计91
2.8.4 涡街流量计93
习题与思考题96
第3章 新型传感器98
3.1 气敏和湿敏传感器99
3.1.1 气敏电阻式传感器99
3.1.2 离子感烟传感器103
3.1.3 湿敏电阻式传感器104
3.2 感应同步器107
3.2.1 感应同步器的类型及结构107
3.2.2 感应同步器的工作原理108
3.2.3 感应同步器输出信号的鉴别方式109
3.2.4 感应同步器的应用110
3.3 磁栅式传感器111
3.3.1 磁栅111
3.3.2 磁头及作用原理111
3.3.3 信号处理方式113
3.3.4 磁栅式传感器的应用114
3.4 红外辐射探测器115
3.4.1 红外测温原理115
3.4.2 常见的红外传感器116
3.4.3 红外传感器的应用118
3.4.4 红外传感器使用中应注意的问题121
3.5 光电式传感器121
3.5.1 光电效应122
3.5.2 光电器件122
3.5.3 光电元件的特性126
3.5.4 光电元件的应用129
3.6 光纤传感器130
3.6.1 光导纤维的结构和导光原理130
3.6.2 光纤传感器的工作原理131
3.6.3 光纤传感器的分类132
3.6.4 光纤传感器的应用133
3.7 超声波传感器134
3.7.1 超声波及特性134
3.7.2 超声波的发射和接收135
3.7.3 超声波传感器的工作原理136
3.7.4 超声波传感器的应用137
3.8 图像传感器140
3.8.1 CCD电荷耦合器件的基本工作原理141
3.8.2 CCD图像传感器的基本结构和工作原理142
3.8.3 CCD图像传感器的应用144
习题与思考题145
第4章 信号的转换与调理146
4.1 信号的放大与隔离147
4.1.1 测量放大器147
4.1.2 程控增益放大器149
4.1.3 隔离放大器153
4.2 信号转换电路155
4.2.1 电压电流变换器155
4.2.2 电流电压变换器158
4.2.3 电压频率转换158
4.2.4 频率电压转换159
4.3 信号的处理160
4.3.1 调制与解调160
4.3.2 滤波电路165
4.3.3 线性化167
习题与思考题169
第5章 传感器与微机接口及系统信号输出170
5.1 传感器与微机的接口171
5.1.1 传感器与微机接口的一般结构171
5.1.2 多路模拟开关174
5.1.3 采样保持器175
5.1.4 A/D转换器（ADC）177
5.1.5 D/A转换器（DAC）180
5.1.6 传感器与微机接口应用实例184
5.2 系统信号的输出186
5.2.1 信号输出的形式及分类186
5.2.2 显示和指示类信号输出186
5.2.3 记录类信号输出188
5.2.4 微机化测量系统应用实例192
习题与思考题193
第6章 现代检测技术194
6.1 传感器的智能化与微型化195
6.1.1 智能传感器195
6.1.2 传感器的微型化202
6.2 现场总线207
6.2.1 现场总线技术概述207
6.2.2 几种典型的现场总线212
6.2.3 现场总线控制系统219
6.2.4 现场总线控制系统应用举例221
6.3 虚拟仪器224
6.3.1 虚拟仪器的概述224
6.3.2 虚拟仪器图形化语言LabVIEW226
6.3.3 虚拟仪器的整体设计231
6.3.4 虚拟仪器应用设计举例232
习题与思考题236
第7章 自动检测系统的设计238
7.1 自动检测系统设计原则及步骤239
7.1.1 自动检测系统设计原则239
7.1.2 自动检测系统的设计步骤240
7.2 检测系统中的抗干扰技术245
7.2.1 检测系统中的干扰245
7.2.2 常用抗干扰技术247
7.3 加热炉温度测控系统设计252
7.3.1 温度测控系统的设计要求与组成252
7.3.2 温度测控系统的硬件电路253
7.3.3 温度测控系统的软件设计258
习题与思考题261
附录A 工程应用典型产品及系统简介262
附录B 标准化热电阻分度表306
附录C 标准化热电偶分度表309
参考文献316
