本书叙述简明、内容丰富，注重理论联系实际。本书系统介绍了自动检测技术的基础概念、传感技术、信号交换处理、抗干扰技术等内容，并对自动检测技术的综合应用、系统设计及发展方向等作了介绍。
自动检测技术
第2版
刘传玺 王以忠 袁照平 主编 王进野 程丽平 胡新颜 朱蕾 副主编 郝振刚 主审
精品课程网站 http://ta.sdust.edu.cn:8009/
本书第1版自2008年出版以来，受到了广大同行、专家和读者的支持和肯定，并于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”。在广泛听取各方意见和建议的基础上，采用系统性、实用性与先进性相结合的原则，我们对本书第1版进行修订，形成了第2版。
本书针对本科教育的特点，以便于学习和应用为前提，系统介绍了自动检测技术的基本概念及基础知识、传感技术、信号的变换处理、传感器的接口与输出以及现场总线与虚拟仪器等内容，并对系统设计及工程应用作了介绍。
本书还具有如下特点：
在保持原有总体框架及特色的前提下将部分内容重新归类，对排列顺序作适当调整。
在内容安排上作适当增加与删减。
将应用举例部分更新为更贴近当前生产、生活中工程应用的新技术实例。
读者可以在本书配套的精品课程网站中找到更多资料。本书同时为教师提供教学课件。
第2版前言
检测技术作为信息学科的一个重要分支，与计算机技术、自动控制技术等一起构成了信息技术的完整学科。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。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版自2008年1月出版以来，得到了广大同行、专家和读者的支持及充分肯定，并于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”。该书出版三年来，编写组成员在广泛听取同行、专家及广大读者意见和建议的同时，也对该课的教改进行了深入的研究。特别是山东科技大学于2010年承担了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》后，课题组将该专业的主干课程之一《自动检测技术》的教改作为这项省级教改项目的子课题，进行了广泛的调研和深入的分析论证，并对现行使用的《自动检测技术》教材提出了再版的修订方案：一，在结构体系保持原有总体框架及特色的前提下将部分内容重新归类，对排列顺序作适当调整；二，在内容安排上作适当增加与删减；三，将应用举例部分更新为更贴近当前生产、生活中工程应用的新技术实例。
在第2版编写中，对第1版内容作了较大篇幅的充实、修订与调整，主要修改变动的内容是：第1章中增加了检测系统的动态特性分析；第2章中增加了常用流量计一节内容；对原第4章信号的转换与调理进行扩充后调整为第4章信号的转换与调理和第5章传感器与微机接口及系统信号输出两章内容；将原第8章检测技术的发展方向与第9章虚拟仪器系统的应用合并为第6章现场总线与虚拟仪器；将原第5章检测系统中的抗干扰技术合并到第7章自动检测系统的设计；将原第6章自动检测技术应用举例更新调整为第8章工程应用典型产品与系统简介。
修订后的第2版全书共8章，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：现场总线与虚拟仪器；第7章：自动检测系统的设计；第8章：工程应用典型产品与系统简介。每章后面都附有习题与思考题。
本次修订对编写成员也进行了充实和重新分工，由山东科技大学刘传玺、王以忠、袁照平任主编，王进野、程丽平、胡新颜、朱蕾任副主编。其中刘传玺编写了第2章，王以忠编写了第1、4章，袁照平编写了第7章，王进野编写了第8章，程丽平编写了第6章，胡新颜编写了第5章，朱蕾编写了第3章。全书由刘传玺统稿，袁照平负责校对并和朱蕾制作了电子课件。
本书由山东力创科技公司的郝振刚教授担任主审，郝教授对本书的总体结构和内容构成进行了全面审阅，特别对工程应用方面的内容提出了许多宝贵的修改建议，在此表示衷心的感谢。
本书在编写和出版过程中得到了山东力创科技有限公司、翰司纬仪表公司、山东省尤洛卡自动化装备股份有限公司等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
2011年8月
第1版前言
随着我国经济的飞速发展和教育改革的不断深化，教育结构向着适应经济发展的方向不断调整。在这一调整过程中，应用型本科作为普通高等教育的一个单独的类型被划分出来，随之而来的是应用型本科教学中教材建设问题。本书就是针对应用型本科而编写的一部教材。
自动检测技术是整个自动化技术中的重要基础，是一门理论与实践结合十分密切的技术基础课程，在整个自动化技术学科体系中占有非常重要的地位。检测技术是科学实验和工业生产活动中对信息进行获取、传递、处理的一系列技术的总称。检测的基本任务就是获取有用的信息，通过借助专门的仪器、设备，设计合理的实验方法以及进行必要的信号分析与数据处理，从而获得与被测对象有关的信息，最后将其结果提供显示或输入其他信息处理装置、控制系统。本课程主要是培养学生综合运用检测技术的基本理论和知识来分析和解决工程实际问题的能力。
本书共9章，第1章：检测技术的基本知识；第2章：传统传感器，包括传感器基础知识、电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器；第3章：新型传感器，包括气敏和湿敏传感器、霍耳传感器、感应同步器、磁栅式传感器、热电型红外线传感器、光电式传感器、光纤传感器、图像传感器、传感器的智能化与微型化等内容；第4章：检测系统中信号的转换与调理；第5章：检测系统中的抗干扰技术；第6章：自动检测技术应用举例；第7章：自动检测系统的设计；第8章：自动检测技术的发展方向；第9章：虚拟仪器系统的应用。每章均附有习题和思考题。
本书由山东科技大学刘传玺、袁照平任主编，参加编写的有王进野、胡新颜、朱蕾。其中第1、2、3章由刘传玺编写，第4章由袁照平、王进野合编，第5章由王进野编写，第6章由胡新颜、朱蕾合编，第7、8章由袁照平编写，第9章由胡新颜编写。全书由刘传玺负责统稿。袁照平、朱蕾负责电子课件的制作。
在本书编写的过程中，参考了一些相关教材和文献资料，在此向所有参考文献的作者表示衷心的感谢。同时得到山东科技大学有关部门的领导和同志们的支持与帮助，在此一并表示感谢。本书的出版得到了机械工业出版社有关专家的指导和支持，在此也表示诚挚的谢意。
本书编写的过程中，力求做到体系结构完整，内容丰富精炼，突出实用性与先进性，叙述方法由浅入深。本书可作为高等院校电气自动化、电子信息工程、机电一体化技术、测控技术与仪表等专业的教材，也可作为机电类其他相关专业学生的教材或参考书。
编 者
2007年8月
电子与电气工程
精品课程网站 http://ta.sdust.edu.cn:8009/
本书第1版自2008年出版以来，受到了广大同行、专家和读者的支持和肯定，并于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”。在广泛听取各方意见和建议的基础上，采用系统性、实用性与先进性相结合的原则，我们对本书第1版进行修订，形成了第2版。
本书针对本科教育的特点，以便于学习和应用为前提，系统介绍了自动检测技术的基本概念及基础知识、传感技术、信号的变换处理、传感器的接口与输出以及现场总线与虚拟仪器等内容，并对系统设计及工程应用作了介绍。本书还具有如下特点：
在保持原有总体框架及特色的前提下将部分内容重新归类，对排列顺序作适当调整。
在内容安排上作适当增加与删减。
将应用举例部分更新为更贴近当前生产、生活中工程应用的新技术实例。
读者可以在本书配套的精品课程网站中找到更多资料。本书同时为教师提供教学课件。
第2版前言
第1版前言
教学建议
第1章 检测技术的基本知识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30
2.3 电容式传感器33
2.3.1 电容式传感器的基本原理33
2.3.2 电容式传感器的类型与特性34
2.3.3 电容式传感器的测量电路35
2.3.4 电容式传感器应用举例38
2.4 电感式传感器40
2.4.1 自感式传感器41
2.4.2 互感式传感器44
2.4.3 电涡流式传感器46
2.4.4 电感式传感器应用举例49
2.5 压电式传感器50
2.5.1 压电效应与压电材料51
2.5.2 压电式传感器工作原理及压电元件常用结构形式54
2.5.3 压电式传感器的测量电路54
2.5.4 压电式传感器的应用举例56
2.6 磁电式传感器57
2.6.1 磁电感应式传感器57
2.6.2 霍耳传感器59
2.6.3 应用举例63
2.7 热电式传感器65
2.7.1 金属热电阻传感器65
2.7.2 半导体热敏电阻传感器67
2.7.3 热电偶传感器68
2.7.4 集成温度传感器73
2.7.5 热电式传感器应用举例74
2.8 常用流量计75
2.8.1 节流式流量计76
2.8.2 电磁流量计80
2.8.3 涡轮流量计83
2.8.4 涡街流量计85
习题与思考题88
第3章 新型传感器90
3.1 气敏和湿敏传感器91
3.1.1 气敏电阻式传感器91
3.1.2 离子感烟传感器93
3.1.3 湿敏电阻式传感器94
3.2 感应同步器96
3.2.1 感应同步器的类型及结构96
3.2.2 感应同步器的工作原理97
3.2.3 感应同步器输出信号的鉴别方式98
3.3 磁栅式传感器99
3.3.1 磁栅99
3.3.2 磁头及作用原理99
3.3.3 信号处理方式101
3.3.4 磁栅式传感器的应用102
3.4 红外辐射探测器104
3.4.1 红外测温原理104
3.4.2 常见的红外传感器104
3.4.3 红外传感器使用中应注意的问题105
3.5 光电式传感器105
3.5.1 光电效应106
3.5.2 光电器件106
3.5.3 光电元件的特性110
3.5.4 光电元件应用113
3.6 光纤传感器114
3.6.1 光导纤维的结构和导光原理114
3.6.2 光纤传感器的工作原理115
3.6.3 光纤传感器的分类116
3.6.4 光纤传感器的应用117
3.7 超声波传感器118
3.7.1 超声波及特性118
3.7.2 超声波的发射和接收119
3.7.3 超声波传感器的工作原理120
3.7.4 超声波传感器的应用121
3.8 图像传感器124
3.8.1 CCD图像传感器的基本结构和工作原理125
3.8.2 CCD图像传感器的应用126
3.9 传感器的智能化与微型化127
3.9.1 智能传感器127
3.9.2 微型传感器132
习题与思考题134
第4章 信号的转换与调理135
4.1 信号的放大与隔离136
4.1.1 测量放大器136
4.1.2 程控增益放大器138
4.1.3 隔离放大器142
4.2 信号转换电路144
4.2.1 电压电流变换器144
4.2.2 电流电压变换器145
4.2.3 电压频率转换146
4.2.4 频率电压转换147
4.3 信号的处理148
4.3.1 调制与解调148
4.3.2 滤波电路153
4.3.3 线性化155
习题与思考题157
第5章 传感器与微机接口及系统信号输出158
5.1 传感器与微机的接口159
5.1.1 传感器与微机接口的一般结构159
5.1.2 多路模拟开关161
5.1.3 采样保持器162
5.1.4 A/D转换器（ADC）164
5.1.5 传感器与微机接口应用实例167
5.2 系统信号的输出169
5.2.1 信号输出的形式及分类169
5.2.2 显示和指示类信号输出169
5.2.3 记录类信号输出171
习题与思考题175
第6章 现场总线与虚拟仪器176
6.1 现场总线177
6.1.1 现场总线技术概述177
6.1.2 GPIB总线179
6.1.3 USB总线180
6.1.4 VXI总线183
6.1.5 HART通信协议184
6.1.6 基金会现场总线184
6.1.7 CAN总线185
6.2 虚拟仪器186
6.2.1 虚拟仪器的概述186
6.2.2 虚拟仪器图形化语言LabVIEW188
6.2.3 虚拟仪器的整体设计193
6.2.4 虚拟电子秤系统194
习题与思考题196
第7章 自动检测系统的设计197
7.1 自动检测系统设计原则及步骤198
7.1.1 自动检测系统设计原则198
7.1.2 自动检测系统的设计步骤199
7.2 检测系统中的抗干扰技术204
7.2.1 检测系统中的干扰204
7.2.2 常用抗干扰技术206
7.3 加热炉温度测控系统设计211
7.3.1 温度测控系统的设计要求与组成211
7.3.2 温度测控系统的硬件电路212
7.3.3 温度测控系统的软件设计217
习题与思考题220
第8章 工程应用典型产品及系统简介221
8.1 变送隔离器件222
8.1.1 H060S-103智能型温度变送器222
8.1.2 H060S-123智能型调理器225
8.1.3 GDB-F频率变送器227
8.1.4 GDB-TR热电阻信号隔离器230
8.2 流量检测仪表232
8.2.1 H050多孔流量计232
8.2.2 H056系列智能电磁流量计234
8.2.3 LCR-U超声波热能表240
8.3 EDA9018A温度采集模块244
8.3.1 EDA9018A温度采集模块主要性能简介245
8.3.2 EDA9018A温度采集模块引脚定义及功能框图246
8.3.3 EDA9018A温度采集模块硬件实现247
8.3.4 EDA9018A温度采集模块典型应用简介250
8.4 应用LC9723.3ST芯片的开发系统251
8.4.1 关于LC9723.3ST芯片251
8.4.2 应用举例253
8.4.3 编程要点254
8.5 KJ216顶板动态（矿压）监测系统255
8.5.1 煤矿顶板安全监测系统结构与组成255
8.5.2 系统实现功能259
8.5.3 KJ216顶板动态监测系统检测原理259
附录265
参考文献272
