目录

绪论

第一章 检测技术理论基础

第一节 测量方法

一、概述

二、直接测量、间接测量与联立测量

三、偏差式测量、零位式测量和微差式测量

第二节 测量仪表及测量系统

一、测量仪表的功能

二、测量仪表的特性

三、测量仪表的组成环节

四、测量系统

第三节 测量数据处理方法

一、静态测量数据处理方法

二、测量误差的估计和处理

三、测量误差的合成与分配

四、测量数据处理

五、自动检测仪表的动态误差

习题及思考题

第二章 非电量电测法

第一节 概述

一、非电量电测技术及其优越性

二、非电量电测系统结构原理

第二节 应变式传感器

一、应变效应

二、电阻应变片、弹性体与应变胶

三、应变式传感器的参数调整与补偿

四、应变式传感器的应用

第三节 电感式传感器

一、可变磁阻式传感器

二、差动变压器式传感器

三、电涡流式传感器

第四节 电容式传感器

一、工作原理

二、结构和特点

三、测量电路

四、传感器的应用

第五节 压电式传感器

一、压电效应

二、压电材料

三、压电式传感器

四、压电式传感器的等效电路

五、压电式传感器测量电路

第六节 压磁式传感器

一、压磁式传感工作原理

二、压磁式传感器的基本特性

三、环境试验

四、测量电路

第七节 光式电传感器

一、外光电效应器件

二、内光电效应器件

三、阻挡层光电效应器件

四、光电式传感器的基本形式

第八节 核辐射传感器

一、放射源

二、探测器

三、核辐射传感器测量电路

四、核辐射传感器的应用

第九节 激光式传感器

一、激光的本质

二、激光的形成

三、激光的特点

四、激光器

五、激光的应用

第十节 光纤传感器

一、光纤及光纤传感器

二、传光型光纤传感器

三、传感型光纤传感器

第十一节数字式传感器

一、转角一数字式传感器

二、光栅式传感器

三、磁橱式传感器

四、感应同步器

五、信号处理

第十二节 其他传感器

一、霍尔式传感器

二、超声式传感器

三、振动式传感器

四、智能式传感器

习题及思考题

第三章 电测技术中的抗干扰问题

第一节 干扰与防护

一、干扰与防护

二、干扰的类型及防护

第二节 噪声源与噪声耦合方式

一、噪声与信噪比

二、噪声源

三、噪声电压的迭加

四、噪声耦合方式

第三节 共模干扰与差模干扰

一、差模干扰

二、共模干扰

三、共模干扰抑制比

第四节 屏蔽、接地、浮置与其它噪声抑制技术

一、屏蔽技术

二、接地

三、浮置

四、平衡电路

五、滤波器

六、光耦合器

七、脉冲电路的噪声抑制技术

第五节 电源变压器与工频干扰

一、电源变压器原、副边绕组之间加入单层静电屏蔽后的泄漏电流分析

二、电源变压器原、副边绕组间加入双层屏蔽的接法及漏电分析

三、电源变压器原、副边之间采用三层屏蔽的接法及干扰分析

第六节 电子测量仪表的屏蔽与防护

一、测量仪表中实用屏蔽规则

二、数字电压表的屏蔽与防护分析

三、电子测量仪表的屏蔽与防护小结

习题及思考题

第四章 线性化及温度补偿

第一节 非线性特性的线性化

一、仪表组成环节的非线性特性

二、非线性特性的补偿方法

三、实用线性化器举例

第二节 自动检测技术中的温度补偿技术

一、概述

二、温度补偿原理

习题及思考题

第五章 特种测量技术

第一节 数据的采样与保持

一、概述

二、采样过程与采样原理

三、采样一保持器的工作原理

四、实际采样一保持器的工作过程分析

五、采样一保持器的构成原理

第二节 峰值测量

一、概述

二、峰值保持器的工作原理

三、工程实用峰值保持器

第三节 有效值测量

一、有效值检测的意义

二、有效值检则电路的工作原理

第四节 微弱信号检测

一、微弱信号检测的意义

二、锁定放大器

三、取样积分器

第五节 利用噪声进行信号检测

一、概述

二、相关测速

三、噪声温度计

第六节 反馈测量技术

一、反馈测量系统

二、逆传感器

三、力平衡式测量系统

四、温度平衡式测量系统

五、热流量平衡式测量系统

习题及思考题

参考文献

绪论

在科学实验和工业生产中，为了即时了解实验进展情况、生产过程的情况及它们的结

果，人们要经常对某些物理量，如电流、电压、温度、压力、流量、物位、位移、尺寸等参数进行

检测。这时人们就要选择合适的测量仪表，采用一定的检测方法去实施有效地检测。检测的

目的是实现对物理现象的定性了解或定量掌握。检测技术就是人们为了对自然现象或生产

过程参数能够进行定性了解和定量掌握所采取的一系列技术措施的总称。

检测技术已经发展成为一门较完整的技术学科。检测技术这门技术学科所涉及的内容

是比较广泛的。它从被检测物理量的实际情况出发，首先要探讨能够应用什么物理原理将被

测物理量转换成便于传输和处理的物理量（如电信号或光信号）；进而研究信号的放大和加

工变换方法，以便于信号的远距离传输，再下一步就是研究信号的接收和显示方法；最后还

要研究数据的处理方法以及相应的技术措施。

检测技术在人类认识世界和现代化生产中起着重要作用。

人类对客观世界的认识，是通过观察、实验与测量，由浅入深地不断认识的。通过检测手

段去确定物质运动在量方面的规律性，掌握了量的规律性就能更好地认识物质运动的本质。

许多物理定律的发现都是建立在实验与测量这一基础之上的，许多自然科学的建立与发展

都是与检测技术密切相关的。

生产过程自动化是现代化生产的重要特征。为了高效率地进行生产操作，为了提高产品

产量和质量，必须对生产过程进行自动控制。为了实现对生产过程的自动控制，首先必须实

现对生产过程参数进行实时、可靠地检测。生产过程参数的自动检测是实现自动控制的前提

条件。没有参数的检测，就使自动控制失去了前提和依据。检则技术发展了，控制水平就能

提高。

检测技术的发展是以生产发展为基础的，随着生产的发展而迅速发展。特别是半导体技

术、微电子技术的发展，为检测技术的发展提供了物质手段，使检测仪表、传感器有可能实现

小型化、多功能和智能化、高可靠性，使原先不能实现的测量方法，得以实现。同时，生产的发

展又不断地提出新的检测任务，促使人们去研究和解决这些新课题，从而推动了检测技术的

发展。

学习和掌握了检测技术，就能够在科学研究和生产中所面临的检测任务面前，正确地选

择测量原理和方法，正确地选择所需要的技术工具（如敏感元件、传感器、变换器、传输电缆、

显示装置及数据处理装置等），组成恰当的检测系统，完成所提出的检测任务。

第一章 检测技术理论基础

为了完成科学实验和工业生产中提出的检测任务，并且尽可能地获取到被测量真实值，

需要对测量方法、检测系统的特性、测量误差及测量数据处理等方面的理论及工程方法进行

学习和研究。只有了解和掌握了这些基本技术理论，才能实施有效地测量。

第一节 测量方法

测量方法是实现参数检测的基本问题之一。测量方法的选择关系到能否实现有效地测

量。

一、概述

1.测量过程

测量是将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并用数字

表示这个倍数。例如，用米尺测量金属棒料的长度，就是将被测棒料的长度与标准长度——

米尺进行比较，最后得出棒料是几米几厘米长。

通过分析，可将测量过程概括为四步：“并列”、“示差”、“平衡”、“读数”四步过程。

在工程实践和科学实验所经常遇到的测量过程中，上述四步过程中的某几步，有时不是

直接的或不是在同一时间内进行的，即不象用米尺测量棒料长度时，四步过程那样直接、那

样直观，这就要求对具体的测量过程应该进行具体深入地分析，找出四步过程，并抓住每一

步的特点。

2.测量方法的本质

测量方法就是针对不同的测量任务，去正确实现“并列”、“示差”、“平衡”和“读数”四步

测量过程所采取的具体措施。简而言之，就是进行测量所采用的具体方法。

具体的测量方法是多种多样的。从形式上看之所以互不相同，这是因为不同的检测量，

要求用不同的具体措施来实现这四步测量过程。在许多情况下，要实现这四步测量过程，并

不是很容易的，有时是很困难的。

测量方法对测量工作是十分重要的，它关系到测量任务是否能完成。因此，要针对不同

测量任务的具体情况，待进行分析后，找出切实可行的测量方法，然后，根据测量方法选择合

适的检测技术工具，组成测量系统，进行实际测量。反之，如果测量方法不对头，即使选择的

技术工具（有关仪器、仪表、设备等）再高级，也不会有好的测量结果。

3.测量方法分类

对于测量方法，从不同的角度出发，有不同的分类方法。按测量手续分类有：直接测量、

间接测量和联立测量。按测量方式分类有：偏差式测量、零位式测量和微差式测量。除此之

外，还有许多其它分类方法。例如，按测量敏感元件是否与被测介质接触，可分为接触式测量

与非接触式测量；按被测量变化快慢，可分为静态测量与动态测量；按测量系统是否向被测

对象施加能量，可分为主动式测量与被动式测量等。