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第1章 传感器技术基础1

1．1 传感器的定义及组成1

1．1．1 传感器的定义1

1．1．2 传感器的组成与分类1

1．1．3 传感器的作用与地位3

1．1．4 传感器技术的发展动向4

1．2 传感器的基本特性5

1．2．1 传感器的静态特性5

1．2．2 传感器的动态特性8

1．3 传感器的标定11

1．3．1 标定的方法及组成11

1．3．2 传感器的静态标定11

1．3．3 传感器的动态标定12

1．4 传感器的命名及技术指标13

1．4．1 传感器的命名方法及代号13

1．4．2 传感器的技术指标15

1．5 传感器的选择与使用15

1．5．1 传感器的正确选择15

1．5．2 传感器的合理使用17

思考题与习题17

第2章 电阻与电容式传感器技术18

2．1 电阻应变式传感器18

2．1．1 电阻应变效应18

2．1．2 电阻应变片20

2．1．3 电阻应变片的温度补偿22

2．1．4 测量电路22

2．1．5 电阻应变式传感器的应用29

2．2 压阻式传感器37

2．2．1 半导体电阻应变片37

2．2．2 压阻式传感器38

2．2．3 压阻式传感器在压力测量中的应用40

2．3 电位器式传感器42

2．3．1 线绕式电位器传感器42

2．3．2 非线绕式电位器传感器46

2．4 电容式传感器47

2．4．1 电容式传感器的工作原理及结构形式48

2．4．2 电容式传感器的等效电路55

2．4．3 测量电路56

2．4．4 电容式传感器的应用60

思考题与习题63

第3章 自感与压电式传感器技术64

3．1 自感式传感器64

3．1．1 自感式传感器的工作原理及分类64

3．1．2 自感式传感器输出特性66

3．1．3 差动自感传感器的原理66

3．1．4 自感式位移传感器68

3．2 差动变压器69

3．2．1 差动变压器工作原理及特性69

3．2．2 差动变压器测量电路71

3．2．3 微小位移测量72

3．3 电涡流传感器72

3．3．1 电涡流效应73

3．3．2 高频反射式涡流传感器73

3．3．3 低频透射式涡流传感器76

3．3．4 电涡流式传感器的应用77

3．4 感应同步器78

3．4．1 感应同步器的结构78

3．4．2 感应同步器的工作原理81

3．4．3 感应同步器的电气参数82

3．5 压电式传感器82

3．5．1 压电式传感器的工作原理82

3．5．2 压电式传感器的连接形式及等效电路87

3．5．3 压电式传感器的测量电路89

3．5．4 压电式传感器应用举例91

3．6 石英晶体谐振式传感器93

3．6．1 石英晶体谐振式温度传感器93

3．6．2 压电汞蒸气探测器95

3．7 声表面波传感器95

3．7．1 声表面波传感器的工作原理95

3．7．2 声表面波压力传感器96

3．7．3 声表面波电力传感器97

思考题与习题98

第4章 磁敏与磁电式传感器技术99

4．1 磁敏传感器99

4．1．1 磁敏电阻99

4．1．2 磁敏二极管103

4．1．3 磁敏晶体管106

4．2 磁电感应式传感器109

4．2．1 磁电感应式传感器的工作原理及测量电路109

4．2．2 磁电感应式传感器的灵敏度110

4．2．3 磁电感应式传感器的应用112

4．3 霍尔式传感器114

4．3．1 霍尔式传感器的工作原理与特性114

4．3．2 霍尔元件的误差及其补偿119

4．3．3 霍尔式传感器的应用122

4．4 磁场检测124

4．4．1 电磁感应法测磁场124

4．4．2 磁通门磁强计测量磁场126

思考题与习题128

第5章 光电式传感器技术130

5．1 光电效应及光电器件130

5．1．1 外光电效应及器件130

5．1．2 内光电效应及器件132

5．1．3 阻挡层光电效应及器件134

5．1．4 光电式转速计138

5．2 光栅式传感器140

5．2．1 光栅的基本结构140

5．2．2 光栅传感器的工作原理141

5．3 码盘式传感器144

5．3．1 光电码盘式传感器的工作原理144

5．3．2 光电码盘145

5．3．3 光电码盘的应用149

5．4 激光式传感器149

5．4．1 激光的特性和稳频方法149

5．4．2 激光干涉传感器测长原理151

5．5 光纤传感器152

5．5．1 光纤传感器工作原理152

5．5．2 光纤温度传感器153

5．5．3 光纤压力传感器155

5．6 图像传感器157

5．6．1 CCD的基本工作原理157

5．6．2 CCD器件160

5．6．3 光电位置传感器（PSD）162

5．6．4 数码照相机164

思考题与习题167

第6章 热电式传感器技术168

6．1 热电阻式温度传感器168

6．1．1 金属热电阻传感器168

6．1．2 半导体热敏电阻传感器170

6．2 PN结型温度传感器174

6．2．1 二极管温度传感器174

6．2．2 晶体管温度传感器176

6．3 热电偶传感器178

6．3．1 热电偶测温原理178

6．3．2 热电极材料及常用热电偶182

6．3．3 热电偶的结构185

6．3．4 热电偶冷端温度补偿186

6．3．5 热电偶常用测温线路189

6．4 辐射式温度传感器191

6．4．1 辐射测温的物理基础191

6．4．2 辐射测温方法192

6．5 薄膜热传感器195

6．5．1 金属薄膜热电阻195

6．5．2 多晶硅薄膜热电阻197

6．6 集成温度传感器198

6．6．1 集成温度传感器工作原理及分类198

6．6．2 电压型集成温度传感器μPC616A／C199

6．6．3 电流型集成温度传感器AD590200

6．6．4 数字输出型传感器DS18B20202

思考题与习题204

第7章 波与核辐射式传感器技术206

7．1 微波式传感器206

7．1．1 微波式传感器的组成及工作原理206

7．1．2 微波式传感器测物位与液位207

7．1．3 微波式传感器测厚度208

7．2 超声波式传感器209

7．2．1 超声波检测原理209

7．2．2 超声波传感器工作原理211

7．2．3 超声波传感器测物位213

7．2．4 超声波传感器测厚度215

7．3 核辐射式传感器217

7．3．1 核辐射的物理基础217

7．3．2 核辐射式传感器的组成218

7．3．3 核辐射厚度传感器222

7．3．4 核辐射液位传感器222

思考题与习题223

第8章 化学与生物式传感器技术224

8．1 气敏传感器224

8．1．1 半导体气敏传感器225

8．1．2 薄膜气敏传感器227

8．1．3 红外吸收式气敏传感器229

8．2 湿敏传感器235

8．2．1 湿敏传感器的分类与特性分析235

8．2．2 干湿球湿度计237

8．2．3 氯化锂湿敏电阻传感器238

8．2．4 半导体陶瓷湿敏电阻传感器239

8．2．5 湿敏传感器的应用242

8．3 液体浓度的检测242

8．3．1 溶液的电导率与浓度的关系242

8．3．2 电导检测器及测量电路243

8．4 生物传感器243

8．4．1 生物传感器的工作原理和分类243

8．4．2 酶传感器245

8．4．3 微生物传感器248

8．4．4 仿生传感器250

思考题与习题253

第9章 多传感器信息融合技术254

9．1 多传感器信息融合的定义及特点254

9．1．1 多传感器信息融合的定义254

9．1．2 多传感器信息融合的特点255

9．2 多传感器信息融合系统的分类256

9．2．1 检测级融合256

9．2．2 位置级融合258

9．2．3 属性级融合259

9．2．4 态势评估与威胁估计261

9．3 身份识别的多传感器信息融合262

9．3．1 身份识别融合算法的分类262

9．3．2 特征及其提取263

9．3．3 身份识别融合算法264

9．4 多传感器目标检测271

9．4．1 集中式目标检测271

9．4．2 分布式目标检测271

9．5 信息融合技术的应用273

9．5．1 信息融合的民事应用领域273

9．5．2 信息融合技术在军事上的应用274

思考题与习题275

第10章 传感器电路的抗干扰技术276

10．1 传感器接口电路常见的干扰276

10．1．1 噪声与干扰276

10．1．2 常见的干扰276

10．1．3 常模干扰和共模干扰277

10．2 干扰信号的传播途径279

10．2．1 直接耦合279

10．2．2 公共阻抗耦合279

10．2．3 电容耦合280

10．2．4 辐射耦合281

10．2．5 电磁感应耦合281

10．3 硬件电路的抗干扰技术281

10．3．1 接地技术281

10．3．2 屏蔽技术283

10．3．3 光电耦合器隔离技术284

10．3．4 滤波技术284

10．3．5 印刷电路板的抗干扰设计285

10．4 软件干扰抑制技术286

10．4．1 数字滤波286

10．4．2 冗余技术288

10．4．3 拦截技术288

10．4．4 软件“看门狗”技术289

思考题与习题289

参考文献290