
- •Учебно - методический комплекс
- •Наименование тем лекционных занятий
- •Лабораторные работы по дисциплине
- •Методические указания к изучению дисциплины
- •Структура учебного курса
- •Глава 1. Особенности датчиковой аппаратуры
- •1.1. Понятие «датчик». Классификация датчиков
- •1.2. Характеристики датчиков
- •1.3. Метрологическое обеспечение датчиков
- •Температура
- •1.4. Принципы выбора датчиков
- •Глава 2. Принципы преобразования в датчиках
- •2.1. Реостатные преобразователи
- •2.2. Индуктивные и трансформаторные преобразователи
- •2.3. Струнные и стержневые преобразователи
- •2.4. Ультразвуковые преобразователи
- •Скорость распространения в твердом теле
- •2.5. Индукционные преобразователи
- •2.6. Термоэлектрические преобразователи
- •2.7. Пьезоэлектрические преобразователи
- •2.8. Преобразователи с устройствами пространственного кодирования
- •2.9. Гироскопические приборы и устройства
- •2.9.1. Трехстепенные гироскопы
- •2.9.2. Двухстепенные гироскопы
- •Глава 3. Волоконно-оптические датчики
- •3.1. Взаимодействие оптического излучения с оптическими средами
- •3.2. Принципы преобразования в волоконно-оптических датчиках физических величин
- •3.3. Амплитудные вод (вод с модуляцией интенсивности)
- •3.4. Волоконно-оптические датчики поляризационного типа
- •3.5. Волоконно-оптические датчики на основе микромеханических резонаторов, возбуждаемых светом
- •3.6. Характеристики микрорезонаторных вод физических величин
- •3.7. Оптическое мультиплексирование вод физических величин
- •3.8. Волоконно-оптические гироскопы
- •3.9. Оптические элементы, используемые в волоконно-оптических датчиках
- •Глава 4. Особенности проектирования датчиков давления
- •4.1. Задачи измерения давления
- •4.2. Принципы построения аналоговых и дискретных датчиков давления
- •4.3. Воздействие влияющих факторов на датчики давления
- •4.4. Динамические погрешности при измерении переменных давлений
- •4.5. Особенности эксплуатации и монтажа датчиков давления
- •Глава 5. Датчики температуры и тепловых потоков
- •5.1. Физические основы температурных измерений
- •Значения длин волн, соответствующих спектральному максимуму излучения и полная спектральная светимость для различных температур абсолютно черного тела
- •5.2. Погрешности температурных измерений контактными датчиками
- •5.3. Основные задачи измерений тепловых потоков
- •5.4. Классификация датчиков теплового потока
- •5.5. Физические модели «тепловых» датчиков теплового потока
- •5.6. Бесконтактные измерители температуры
- •5.7. Тепловые фотоприемники
- •5.8. Применение пироэлектриков
- •Глава 6. Компоненты и датчики, управляемые магнитным полем
- •6.1. Магнитоупругие преобразователи
- •6.2. Гальваномагниторекомбинационные преобразователи
- •6.3. Датчики Виганда
- •Глава 7. Особенности проектирования и применения биологических, химических, медицинских датчиков
- •7.1. Биосенсоры
- •7.2. Датчики газового состава
- •7.3. Химические измерения
- •7.4. Медицинские датчики
- •Глава 8 «интеллектуальные» датчики
- •8.1. Особенности «интеллектуальных» датчиков физических величин
- •8.2. Функциональные возможности и требования, предъявляемые к «интеллектуальным» датчикам
- •8.3. Микропроцессорные модули для интеллектуальной обработки информации
- •8.4. Измерительный канал «интеллектуальных» датчиков
- •8.5. Основные критерии выбора микроконтроллера
- •8.6. Универсальный интерфейс преобразователя
- •8.7 Стандартизация интерфейсов «интеллектуальных» датчиков (семейство ieee р 1451)
- •8.8. Коррекция ошибок в «интеллектуальных» датчиках
- •8.9. Перспективы разработки и производства изделий интеллектуальной микросенсорики в Республике Беларусь
- •8.10. Примеры реализации «интеллектуализации» датчиков
- •Глава 9. Сопряжение преобразователей с измерительной аппаратурой
- •9.1. Схемы соединений измерительных преобразователей
- •9.2. Температурная компенсация тензометров
- •9.3. Температурная компенсация с помощью мостовых схем
- •9.4. Установка тензометров
- •9.5. Шумы
- •9.6. Защитные кольца
- •9.7. Случайные шумы
- •9.8. Коэффициент шума
- •Глава 10 особенности исполнения и испытаний датчиков
- •10.1. Исполнение в зависимости от воздействия климатических факторов внешней среды
- •10.2. Исполнение в зависимости от степени защиты от воздействия твердых тел (пыли) и пресной воды
- •10.3. Исполнение в зависимости от устойчивости к воздействию синусоидальной вибрации
- •10.4. Надежность датчиков
- •Литература
- •Содержание
- •Глава 1. Особенности датчиковой аппаратуры 81
- •Глава 2. Принципы преобразования в датчиках 110
- •2.9.1. Трехстепенные гироскопы 171
- •2.9.1.6. Вибрационный гироскоп 176
- •2.9.2. Двухстепенные гироскопы 177
- •Глава 3. Волоконно-оптические датчики 182
- •Глава 4. Особенности проектирования
- •Глава 5. Датчики температуры и
- •Глава 6. Компоненты и датчики,
- •Глава 7. Особенности проектирования
- •Глава 8 «интеллектуальные» датчики 347
- •Глава 9. Сопряжение преобразователей
- •Глава 10 особенности исполнения и
Глава 4. Особенности проектирования
ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ 235
4.1. Задачи измерения давления 235
4.2. Принципы построения аналоговых и дискретных
датчиков давления 242
4.3. Воздействие влияющих факторов на датчики давления 244
4.4. Динамические погрешности при измерении
переменных давлений 246
4.5. Особенности эксплуатации и монтажа датчиков давления 254
Глава 5. Датчики температуры и
ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ 256
5.1. Физические основы температурных измерений 256
5.2. Погрешности температурных измерений
контактными датчиками 265
5.3. Основные задачи измерений тепловых потоков 278
5.4. Классификация датчиков теплового потока 282
5.5. Физические модели «тепловых» датчиков теплового потока 283
5.5.1. Тонкопленочные датчики 285
5.5.2. Калориметрические датчики 286
5.5.3. Градиентные датчики 289
5.5.3.1. Датчик с продольным градиентом 289
5.5.3.2. Датчики с поперечным градиентом температуры 291
5.6. Бесконтактные измерители температуры 295
5.7. Тепловые фотоприемники 297
5.8. Применение пироэлектриков 301
Глава 6. Компоненты и датчики,
УПРАВЛЯЕМЫЕ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ 304
6.1. Магнитоупругие преобразователи 304
6.1.1. Принцип действия и конструкция
магнитоупругого преобразователя 304
6.1.2. Схемы включения магнитоупругих преобразователей 306
6.1.3. Погрешность магнитоупругих преобразователей 307
6.1.4. Магнитоупругий датчик измерения силы 308
6.2. Гальваномагниторекомбинационные преобразователи 309
6.3. Датчики Виганда 311
Глава 7. Особенности проектирования
И ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ, ХИМИЧЕСКИХ,
МЕДИЦИНСКИХ ДАТЧИКОВ 314
7.1. Биосенсоры 314
7.1.1. Применение биосенсоров 321
7.1.2. Биосенсоры на основе бактерий, микроорганизмов
и биологических тканей 323
7.1.3. Проблемы и перспективы развития 324
7.2. Датчики газового состава 325
7.2.1. Электродные реакции 326
7.2.2. Электрохимические методы анализа 329
7.2.2.1. Кондуктометрия 329
7.2.2.2. Потенциометрия 329
7.2.2.3. Вольтамперометрия 330
7.2.2.4. Амперометрия 331
7.2.2.5. Кулонометрия 331
7.2.3. Электрохимические датчики 332
7.2.3.1. Электрические датчики 333
7.2.3.2. Оптические датчики 333
7.3. Химические измерения 336
7.3.1. Кислотность 337
7.3.2. Окислительно-восстановительный потенциал 340
7.3.3. Преобразователи для измерения концентрации
специфических ионов 341
7.3.4. Проводимость 341
7.3.5. Электрометрический газовый анализ 342
7.3.6. Резистивный газовый анализ 343
7.4. Медицинские датчики 344
Глава 8 «интеллектуальные» датчики 347
8.1. Особенности «интеллектуальных» датчиков
физических величин 347
8.2. Функциональные возможности и требования,
предъявляемые к «интеллектуальным» датчикам 349
8.3. Микропроцессорные модули для
интеллектуальной обработки информации 352
8.4. Измерительный канал «интеллектуальных» датчиков 354
8.5. Основные критерии выбора микроконтроллера 359
8.6. Универсальный интерфейс преобразователя 361
8.7 Стандартизация интерфейсов «интеллектуальных» датчиков
(семейство IEEE Р 1451) 366
8.8. Коррекция ошибок в «интеллектуальных» датчиках 370
8.9. Перспективы разработки и производства изделий
интеллектуальной микросенсорики в Республике Беларусь 373
8.10. Примеры реализации «интеллектуализации» датчиков 375
8.10.1. Датчик давления 375
8.10.2. Датчик объема 376
8.10.3. Датчик удара 377
8.10.4. Датчик плотности 378
8.10.4.1. Принцип действия 379
8.10.4.2. Особенности и преимущества 379
8.10.4.3. Точность 380
8.10.4.4. Надежность 380
8.10.4.5. Характеристика передачи информации 380