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绪论1

0.1 测试技术与传感器1

0.1.1 测试技术的重要性1

0.1.2 测试技术的内容和任务及测试系统一般组成2

0.1.3 测试技术和传感器发展趋势3

0.2 汽车测试技术和传感器4

0.2.1 汽车对人类社会发展所做的贡献4

0.2.2 汽车的发展与测试技术4

0.2.3 汽车车用传感器5

0.2.4 课程的研究对象和性质7

第1章 信号描述及分析8

1.1 信号分类及其描述8

1.1.1 信号的分类8

1.1.2 信号的时域和频域描述10

1.2 信号的频域描述11

1.2.1 周期信号的频谱11

1.2.2 非周期信号的频谱15

1.2.3 典型信号的频谱18

1.3 信号的时域分析23

1.3.1 时域分析参数23

1.3.2 时域参数分析法的应用25

1.4 信号的相关分析26

1.4.1 自相关函数26

1.4.2 互相关函数28

1.5 信号的频谱分析31

1.5.1 自功率谱密度函数31

1.5.2 互谱密度函数32

1.6 数字信号处理基础34

1.6.1 时域采样和采样定理35

1.6.2 截断、泄漏和窗函数37

1.6.3 频率采样与栅栏效应38

复习思考题39

第2章 测试装置动态特性分析与性能测试41

2.1 测试系统及其主要性质41

2.2 测试系统的静态特性43

2.3 测试系统动态特性的数学描述45

2.3.1 传递函数45

2.3.2 频率响应函数46

2.3.3 脉冲响应函数47

2.4 典型测试系统的动态特性分析47

2.4.1 测试系统的频率特性47

2.4.2 测试系统动态特性的指标与评价50

2.5 信号失真及其实现不失真的条件51

2.5.1 输出信号的失真51

2.5.2 不失真测量的条件52

2.6 测试系统的动态性能指标测试53

2.6.1 时域测定法53

2.6.2 频域测定法55

2.7 改善测试系统动态性能指标的途径55

复习思考题56

第3章 信号调理与记录58

3.1 电桥58

3.1.1 直流电桥58

3.1.2 交流电桥61

3.2 信号的放大与隔离63

3.2.1 基本放大器63

3.2.2 测量放大器64

3.2.3 隔离放大器65

3.3 调制与解调67

3.3.1 幅值调制与解调68

3.3.2 频率调制与解调72

3.4 滤波器74

3.4.1 理想滤波器与实际滤波器74

3.4.2 RC调谐式滤波器76

3.4.3 常用带通滤波器的类型78

3.5 信号的显示与记录79

3.5.1 信号的显示79

3.5.2 信号记录81

复习思考题82

第4章 电阻式传感器83

4.1 变阻器式传感器83

4.1.1 工作原理83

4.1.2 测量电路84

4.2 电阻应变式传感器85

4.2.1 工作原理85

4.2.2 测量电路87

4.3 工程应用93

4.4 电阻式传感器在汽车上的应用95

4.4.1 翼片式空气流量计95

4.4.2 节气门位置传感器97

4.4.3 半导体压阻式进气压力传感器98

4.4.4 加速踏板位置传感器99

4.4.5 安全气囊中央碰撞传感器99

4.4.6 燃油液位传感器100

复习思考题101

第5章 变磁阻式传感器102

5.1 自感式电感传感器102

5.1.1 工作原理102

5.1.2 测量电路104

5.2 互感式电感传感器107

5.2.1 工作原理107

5.2.2 测量电路110

5.3 电涡流式传感器112

5.3.1 工作原理112

5.3.2 测量电路113

5.4 磁电式传感器114

5.5 工程应用116

5.5.1 自感式传感器工程应用116

5.5.2 互感式传感器工程应用117

5.5.3 电涡流传感器工程应用119

5.6 电感式传感器在汽车上的应用122

5.6.1 可变电感式进气压力传感器122

5.6.2 磁致伸缩式爆震传感器123

5.6.3 车轮轮速传感器124

5.6.4 曲轴位置传感器125

5.6.5 减速传感器125

复习思考题126

第6章 电容式传感器127

6.1 工作原理127

6.1.1 极距变化型127

6.1.2 面积变化型128

6.1.3 介质变化型129

6.2 测量电路130

6.2.1 电桥电路130

6.2.2 调频电路130

6.2.3 脉冲调宽电路131

6.2.4 运算放大器电路132

6.3 工程应用133

6.3.1 电容法测泥料水分133

6.3.2 电容测厚传感器在板材轧制中的应用134

6.3.3 电容式液位计135

6.3.4 电容式压力传感器136

6.3.5 电容式振动、位移测量仪137

6.4 电容式传感器在汽车上的应用137

6.4.1 电容式进气压力传感器137

6.4.2 电容式燃油性质传感器138

复习思考题139

第7章 压电式传感器140

7.1 压电效应140

7.2 工作特性142

7.2.1 等效电路142

7.2.2 灵敏度143

7.2.3 频率特性144

7.3 测量电路144

7.3.1 电压放大器144

7.3.2 电荷放大器145

7.4 工程应用145

7.4.1 压电式测力传感器145

7.4.2 测表面粗糙度147

7.4.3 压电引爆147

7.4.4 煤气灶电子点火装置147

7.4.5 汽轮发电机工况检测系统147

7.4.6 压电式料位测量系统148

7.5 压电式传感器在汽车上的应用149

7.5.1 压电式爆震传感器149

7.5.2 压电式电控悬架载荷传感器151

7.5.3 燃油压力传感器151

复习思考题152

第8章 磁敏式传感器153

8.1 磁敏电阻153

8.1.1 磁阻效应153

8.1.2 磁敏电阻分类154

8.1.3 磁敏电阻结构154

8.1.4 磁敏电阻的基本特征155

8.2 霍尔式传感器155

8.2.1 霍尔效应及霍尔元件155

8.2.2 霍尔元件结构和主要参数157

8.2.3 霍尔集成传感器158

8.3 磁敏二极管159

8.3.1 磁敏二极管的结构159

8.3.2 磁敏二极管工作原理160

8.3.3 磁敏二极管主要特性160

8.4 磁敏晶体管162

8.4.1 磁敏晶体管的结构162

8.4.2 磁敏晶体管工作原理162

8.4.3 磁敏晶体管的主要特性163

8.5 工程应用164

8.5.1 霍尔式传感器的应用164

8.5.2 磁敏二极管的应用165

8.6 磁敏式传感器在汽车上的应用165

8.6.1 磁敏式转速传感器165

8.6.2 霍尔式传感器166

复习思考题167

第9章 光电式传感器168

9.1 光电效应168

9.2 光电管及光电倍增管169

9.2.1 光电管169

9.2.2 光电倍增管169

9.3 光敏电阻170

9.3.1 光敏电阻的结构与材料170

9.3.2 光敏电阻的主要参数170

9.3.3 光敏电阻的主要特性171

9.4 光敏二极管及光敏晶体管172

9.4.1 工作原理172

9.4.2 基本特性173

9.5 光电池174

9.5.1 结构及工作原理174

9.5.2 基本特性175

9.6 光电式传感器测量电路176

9.6.1 光敏电阻测量电路176

9.6.2 光敏二极管测量电路176

9.6.3 光敏晶体管测量电路177

9.6.4 光电池的测量电路177

9.7 工程应用178

9.7.1 光电测速计与光电式转速仪178

9.7.2 光电开关179

9.8 光电式传感器在汽车上的应用180

9.8.1 光电式（曲轴角度）转速传感器180

9.8.2 日照传感器180

复习思考题182

第10章 热电式传感器183

10.1 热电阻183

10.1.1 金属热电阻传感器183

10.1.2 半导体热敏电阻186

10.2 热电偶温度传感器187

10.2.1 热电效应187

10.2.2 热电势的组成187

10.2.3 热电偶的基本定律188

10.2.4 热电偶材料及常用热电偶191

10.2.5 热电偶传感器结构191

10.2.6 热电偶冷端温度补偿192

10.2.7 热电偶测温线路193

10.3 PN结温度传感器194

10.3.1 PN结温度传感器194

10.3.2 压电型温度传感器195

10.3.3 磁热敏传感器195

10.4 工程应用196

10.4.1 热电阻的应用196

10.4.2 热电偶的应用198

10.5 热电式传感器在汽车上的应用200

10.5.1 进气温度传感器200

10.5.2 热敏电阻式水温表传感器201

复习思考题202

第11章 新型传感器及其在汽车上的应用203

11.1 光纤传感器203

11.1.1 光纤传感器的组成与分类203

11.1.2 光导纤维以及光在其中的传输204

11.1.3 光纤传感器的光源和光探测器208

11.1.4 光的调制技术209

11.1.5 光纤传感器在汽车上的应用212

11.2 智能传感器215

11.2.1 智能传感器构成及各部分的功能215

11.2.2 智能传感器的软件设计217

11.2.3 智能传感器在汽车上的发展方向218

11.3 固态图像传感器220

11.3.1 CCD工作原理221

11.3.2 CCD图像传感器221

11.3.3 CCD图像传感器及其在汽车上的应用223

11.4 其他新型传感器在汽车上的应用225

11.4.1 红外传感器225

11.4.2 超声波传感器226

11.4.3 气体浓度传感器228

复习思考题230

第12章 典型汽车传感器检测231

12.1 速度传感器检测231

12.1.1 电磁感应式车速传感器检测231

12.1.2 光电式车速传感器检测233

12.1.3 霍尔式轮速传感器检测234

12.2 位移传感器检测235

12.2.1 电磁感应式曲轴位置传感器的检测方法235

12.2.2 线性节气门位置传感器的检测方法236

12.2.3 超声波传感器检测237

12.3 压力传感器检测239

12.3.1 半导体压敏电阻式进气压力传感器检测方法239

12.3.2 电容式进气压力传感器检测241

12.4 温度传感器检测241

12.4.1 热敏电阻式发动机冷却液温度传感器检测242

12.4.2 热敏电阻式车内、外温度传感器检测243

12.4.3 热敏电阻式排气温度传感器的检测244

12.4.4 热敏铁氧体温度传感器检测245

12.5 气体浓度传感器检测245

12.6 流量传感器检测248

复习思考题250

参考文献251