图书简介：
本书主要介绍机械工程中常见机械参量的检测和信号转换的原理与方法。全书共分9章，主要内容包括自动检测技术的基本知识、应变和力的测试、位移的测量、速度的检测、机械振动的检测、流量和压力的测量、温度的检测、环境量的检测及无损探伤技术和计算机辅助检测系统。
本书适用于高职高专及成人高校机械、电气及电子工程、汽车和冶金类等工科专业使用，也可供高等学校本科相关专业选用，同时可以供传感器技术爱好者自学及从事测控技术工作的工程技术人员参考。
前 言
随着自动化技术和信息技术的发展，传感器技术的应用领域日趋扩大。自动检测与信号转换技术课程，全面讲述了各种传感器的原理和应用技术、非电量的检测与信号转换方法方面的知识。高职高专工科类专业学生学习并熟练掌握这些基本内容，将有助于对后续专业课程的学习。
本书从高职高专学生学习特点和岗位需求出发，教材内容的选择、构造和体系适用于应用型教学的需要，力求理论简洁实用、图文并茂、通俗易懂，达到举一反三、融会贯通的目的，体现高职教学特色。在编写安排上力争做到由浅入深、循序渐进，所编写内容注重实用性和可操作性，理论分析以适度、够用为限，突出重点，难点分散。
全书共分9章，具体内容如下。
第1章为自动检测技术的基本知识，主要介绍测量的基本概念及方法、测量误差及其分类、测量结果的数据分析及其处理、传感器及其基本特性。
第2章为应变和力的测试，主要介绍应变的测试、测量电路——电桥、应变片的选择与粘贴。
第3章为位移的测量，主要介绍位移-数字式传感器、其他常用的位移传感器。
第4章为速度的检测，主要介绍运动速度的测量、转速的测量。
第5章为机械振动的检测，主要介绍机械振动的类型、振动的激励和激振器、测振传感器和振动的测量。
第6章为流量和压力的测量，主要介绍总量测量仪表、流体阻力式流量计、测速式流量计和压力的概念。
第7章为温度的检测，主要介绍温度测量的基本概念、热电偶传感器的工作原理、热电偶的种类及结构、热电偶冷端的延长、热电偶的冷端温度补偿、热电偶的应用、膨胀式温度计和压力式温度计和热敏电阻温度传感器。
第8章为环境量的检测及无损探伤技术，主要介绍湿敏电阻传感器、噪声的测量、气体及烟雾的检测和无损检测技术。
第9章为计算机辅助检测系统，主要介绍计算机辅助检测系统、计算机辅助检测技术应用实例。
本书由王振成教授担任主编并负责全书的统稿，具体的编写分工如下：王振成教授编写绪论、第1章、附表和附录；吴耀宇教授编写第2章和第3章；魏瑞娟老师编写第4章和第5章；李九宏教授(院长)编写第6章和第9章；刘瑞礼老师编写第7章和第8章。此外，中州大学工程技术学院的王欣、郑路、狄恩仓、张璐璐、宋海军、刘宏宇六位老师对本书所需资料的收集、实验数据的提供及全书的插图给予了大力协助，在此深表谢意！本书在编写过程中参阅了很多专家老师编纂的教材和专著，在此一并表示感谢！
高职高专教育在新时期具有新的教学模式和特色，其完善需要长期和艰苦的工作，目前，许多院校都在进行这方面的探索。如果我们的努力能为这项教学改革尽到微薄之力，这将是我们最大的心愿。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，敬请专家和广大读者批评指正。
编 者
目 录绪论 1
第1章 自动检测技术的基本知识 7
1.1 测量的基本概念及方法 8
1.1.1 测量的基本概念 8
1.1.2 测量方法 8
1.2 测量误差及其分类 9
1.2.1 测量误差的表示方式 9
1.2.2 测量误差的分类 10
1.3 测量结果的数据分析及其处理 13
1.3.1 测量结果的数据分析 14
1.3.2 测量结果的数据处理 15
1.3.3 测量系统静态误差的合成 17
1.4 传感器及其基本特性 18
1.4.1 传感器的定义及组成 18
1.4.2 传感器的分类 20
1.4.3 传感器的基本特性 21
复习思考题 24
第2章 应变和力的测试 25
2.1 应变的测试 26
2.1.1 应变片的工作原理 26
2.1.2 应变片的类型 27
2.2 测量电路——电桥 28
2.2.1 直流电桥 28
2.2.2 交流电桥 30
2.3 应变片的选择与粘贴 30
2.3.1 应变片的选择 30
2.3.2 应变片的粘贴 31
2.3.3 试件上的布片与接桥 32
2.3.4 提高应变测试精度的措施 32
复习思考题 33
第3章 位移的测量 35
3.1 概述 36
3.2 位移-数字式传感器 36
3.2.1 光栅式位移传感器 36
3.2.2 数字式角编码器 37
3.2.3 磁栅式传感器 43
3.2.4 容栅式传感器 47
3.3 其他常用的位移传感器 50
3.3.1 电感式传感器 50
3.3.2 涡流式传感器 58
3.3.3 电容式传感器 62
复习思考题 68
第4章 速度的检测 71
4.1 运动速度的测量 72
4.1.1 激光多普勒测速 72
4.1.2 相关法测速 73
4.2 转速的测量 74
4.2.1 机械式转速计 74
4.2.2 闪光测转速法 75
4.2.3 霍尔传感器测量转速 75
4.2.4 光电式传感器测量转速 78
4.2.5 数字式转速测量系统 81
复习思考题 84
第5章 机械振动的检测 85
5.1 概述 86
5.2 机械振动的类型 87
5.2.1 振动的类型及其表征参数 87
5.2.2 振动计量器具检定系统 90
5.2.3 振动测量仪器的检定 93
5.3 振动的激励和激振器 95
5.3.1 振动的激励 95
5.3.2 激振器 98
5.4 测振传感器 101
5.4.1 压电式加速度传感器及阻抗头 102
5.4.2 磁电式速度传感器 110
5.4.3 电涡流测振传感器 112
5.5 振动的测量 113
5.5.1 振动量的测量 113
5.5.2 固有频率和阻尼的测量 115
复习思考题 117
第6章 流量和压力的测量 119
6.1 概述 120
6.1.1 流量的概念 120
6.1.2 流量计的分类 120
6.1.3 流量计的类型 121
6.2 总量测量仪表 122
6.2.1 容积式流量计的工作原理 122
6.2.2 容积式流量计的误差 123
6.3 流体阻力式流量计 124
6.3.1 转子流量计的测量原理 125
6.3.2 转子流量计的特性 126
6.4 测速式流量计 127
6.4.1 涡轮流量计 127
6.4.2 超声波流量计 128
6.5 压力的概念 130
6.5.1 压力的表示方法及单位 130
6.5.2 压力传感器 131
6.5.3 压力测量仪表的选择和使用 135
复习思考题 136
第7章 温度的检测 137
7.1 温度测量的基本概念 138
7.1.1 温度 138
7.1.2 温标 138
7.1.3 温度测量及传感器分类 140
7.2 热电偶传感器的工作原理 141
7.2.1 热电效应 141
7.2.2 中间导体定律 142
7.3 热电偶的种类及结构 143
7.3.1 热电极材料和通用热电偶 143
7.3.2 热电偶的结构形式 145
7.4 热电偶冷端的延长 147
7.5 热电偶的冷端温度补偿 148
7.5.1 冷端温度补偿法 148
7.5.2 计算修正法 149
7.5.3 仪表机械零点调整法 150
7.5.4 电桥补偿法 150
7.6 热电偶的应用 150
7.6.1 与热电偶配套的仪表 150
7.6.2 热电偶的应用举例 151
7.7 膨胀式温度计和压力式温度计 153
7.7.1 膨胀式温度计 153
7.7.2 压力式温度计 155
7.8 热敏电阻温度传感器 156
7.8.1 铂热敏电阻传感器 157
7.8.2 铜热敏电阻传感器 157
7.8.3 半导体热敏电阻传感器 158
7.8.4 热敏电阻温度传感器的测量误差 158
7.8.5 PN结与集成温度传感器 160
复习思考题 161
第8章 环境量的检测及无损探伤技术 163
8.1 湿敏电阻传感器 164
8.1.1 大气湿度与露点 164
8.1.2 测量湿度的传感器 165
8.2 噪声的测量 167
8.2.1 噪声的物理量度 167
8.2.2 噪声测试仪器——声级计 169
8.2.3 噪声测试方法 169
8.3 气体及烟雾的检测 170
8.4 无损检测技术 175
8.4.1 无损检测方法 175
8.4.2 无损检测的应用实例 178
复习思考题 179
第9章 计算机辅助检测系统 181
9.1 计算机辅助检测系统简介 182
9.1.1 计算机辅助检测系统的特点及功能 182
9.1.2 计算机辅助检测系统的工作流程 183
9.1.3 系统中的几种重要部件 183
9.1.4 可编程序控制器中的传感器接口板 187
9.2 计算机辅助检测技术应用实例 189
9.2.1 陶瓷隧道窑温度、压力监测控制系统 189
9.2.2 智能化流量积算仪 190
9.2.3 传感器在模糊控制洗衣机中的应用 192
复习思考题 193
附表 202
附录1 测量的基准、标准和单位制
简介 199
附录2 实验指导 201
参考文献 218
