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第1章 传感器基础1

1.1传感器的定义与组成1

1.1.1传感器的定义1

1.1.2传感器组成2

1.1.3对传感器的一般要求2

1.1.4自动测控系统与传感器2

1.1.5自动测控系统例3

1.2传感器的分类4

1.2.1按被测量分类5

1.2.2按传感器工作原理分类5

1.3传感器的基本特性7

1.3.1传感器的静态特性8

1.3.2传感器的动态特性11

1.4传感器的标定14

1.4.1传感器的静态特性标定14

1.4.2静态标定例——电涡流传感器的静态标定15

1.5传感器接口电路16

1.5.1传感器输出信号的特点16

1.5.2典型的传感器接口电路16

思考题18

第2章 传感器与测量技术19

2.1电参量测量技术19

2.1.1电压的测量19

2.1.2阻抗的测量21

2.1.3交流阻抗及L、 C的测量22

2.1.4频率的测量24

2.1.5时间间隔的数字测量25

2.1.6相位差的数字测量25

2.2检测技术基础26

2.2.1测量与测量方法26

2.2.2测量系统27

2.3传感器信息融合28

2.3.1信息融合的概念28

2.3.2传感器信息融合的应用28

2.3.3传感器信息融合的分类29

2.3.4信息融合的结构29

2.3.5传感器信息融合的一般方法30

2.3.6传感器信息融合的实例30

2.4传感器网络31

2.4.1传感器网络的作用31

2.4.2传感器网络的结构31

2.4.3传感器网络信息交换体系32

2.5传感器技术的发展33

2.5.1传感器新技术的发展34

2.5.2改善传感器性能的技术途径35

思考题35

第3章 电容式传感器36

3.1电容式传感器工作原理和类型36

3.1.1工作原理36

3.1.2变极距型电容式传感器36

3.1.3变面积型电容式传感器37

3.1.4变介电常数型电容式传感器39

3.2电容式传感器的信号测量及转换电路40

3.2.1电容式传感器等效电路40

3.2.2调频测量电路41

3.2.3电桥电路41

3.2.4二极管双T形交流电桥42

3.2.5差动脉冲宽度调制电路42

3.2.6运算放大器式电路43

3.3电容式传感器的特点及应用44

3.3.1差动式电容测厚传感器44

3.3.2电容式料位传感器45

3.3.3电容式接近开关45

3.3.4液体燃料测量45

思考题46

第4章 电感式传感器47

4.1自感式传感器47

4.1.1工作原理47

4.1.2测量电路50

4.1.3变磁阻式传感器的应用53

4.2差动变压器式传感器53

4.2.1变隙式差动变压器工作原理53

4.2.2误差因素分析54

4.2.3差动变压器式传感器测量电路55

4.2.4差动变压器式传感器的应用57

4.3电涡流式传感器58

4.3.1工作原理58

4.3.2电涡流传感器测量电路59

4.3.3涡流式传感器的应用60

4.4感应同步器62

4.4.1直线式感应同步器62

4.4.2信号处理方式63

思考题63

第5章 力敏传感器64

5.1弹性敏感元件64

5.1.1弹性敏感元件的特性64

5.1.2弹性敏感元件的分类64

5.2电阻应变式传感器66

5.2.1应变电阻的概念66

5.2.2电阻应变片的测量电路69

5.2.3应变式传感器的应用72

5.3压电式传感器72

5.3.1压电效应及压电材料73

5.3.2压电式传感器等效电路75

5.3.3压电式传感器测量电路76

5.3.4压电式传感器的应用77

5.4压磁式传感器80

5.5压阻式传感器（半导体压力应变片）82

思考题83

第6章 热敏传感器85

6.1温度测量概述85

6.1.1温度的概念85

6.1.2温标85

6.1.3热敏传感器的基本概念86

6.1.4热敏传感器分类87

6.1.5热敏传感器的发展概况87

6.2热电偶传感器88

6.2.1热电偶测温原理88

6.2.2热电偶的结构形式及热电偶材料90

6.2.3热电偶测温及参考端温度补偿91

6.2.4热电偶的常用材料93

6.3金属热电阻传感器94

6.3.1铂热电阻的电阻-温度特性95

6.3.2铜热电阻的电阻-温度特性95

6.4半导体热敏电阻95

6.4.1热敏电阻的特点与分类95

6.4.2热敏电阻的基本参数与特性96

6.4.3热敏电阻温度测量非线性修正98

6.5负温度系数热敏电阻98

6.5.1 NTC热敏电阻性能98

6.5.2 NTC热敏电阻主要特性98

6.6热敏传感器应用实例99

6.6.1双金属热敏传感器的应用99

6.6.2热敏电阻传感器的应用100

6.6.3晶体管热敏传感器的应用101

6.6.4集成热敏传感器应用举例101

6.6.5家用空调专用热敏传感器102

思考题102

第7章 气敏传感器103

7.1半导体型气敏传感器103

7.1.1半导体气敏传感器工作原理104

7.1.2电阻型气敏传感器结构105

7.1.3非电阻型半导体气敏传感器107

7.1.4半导体气敏元件的特性108

7.2接触燃烧式气敏传感器108

7.2.1检测原理109

7.2.2接触燃烧式气敏元件的结构110

7.3其他气敏传感器110

7.3.1固体电解质式气敏传感器110

7.3.2电化学式气敏传感器111

7.4气敏传感器的应用111

7.4.1气敏传感器常用电路112

7.4.2烟雾传感器112

7.4.3气敏报警器113

7.4.4实用酒精测试仪113

思考题114

第8章 磁敏传感器115

8.1磁电感应式传感器115

8.1.1磁电感应式传感器工作原理115

8.1.2磁电感应式传感器基本特点116

8.1.3磁电感应式传感器的测量电路117

8.1.4磁电感应式传感器的应用117

8.1.5磁栅式传感器118

8.2霍尔磁敏传感器119

8.2.1霍尔效应及霍尔元件119

8.2.2霍尔传感器及其应用120

8.3其他半导体磁敏传感器122

8.3.1磁敏二极管123

8.3.2磁敏三极管124

8.4磁敏电阻127

8.4.1磁阻效应127

8.4.2磁阻元件的主要特性127

8.4.3磁敏电阻的应用128

思考题128

第9章 光敏传感器129

9.1光电传感器129

9.1.1基本概念129

9.1.2光子传感器130

9.1.3光电耦合器件135

9.1.4光电传感器的应用136

9.2电荷耦合器件CCD138

9.2.1 CCD器件的工作原理139

9.2.2 CCD图像传感器的应用140

9.3 CMOS图像传感器142

9.3.1光敏二极管型CMOS图像传感器结构142

9.3.2 CMOS的特点142

9.3.3 CMOS的应用143

9.4光纤传感器143

9.4.1光导纤维导光原理143

9.4.2光纤传感器145

9.4.3光纤传感器的调制器原理146

9.4.4光纤传感器的应用147

9.5红外传感器149

9.5.1红外辐射的概念149

9.5.2红外传感器分类149

9.5.3热释电红外传感器的结构150

9.5.4红外传感器的一般组成151

9.5.5红外传感器的应用151

9.6激光传感器153

9.6.1激光的概念153

9.6.2激光传感器的应用154

9.7色敏传感器155

9.7.1半导体色敏传感器155

9.7.2半导体色敏传感器的应用156

思考题157

第10章 湿敏传感器158

10.1湿敏传感器概述158

10.1.1湿度与露点158

10.1.2湿敏传感器的主要性能指标159

10.1.3含水量检测方法159

10.1.4湿敏传感器分类160

10.2半导体陶瓷湿敏电阻160

10.3湿敏传感器161

10.3.1陶瓷型湿敏传感器161

10.3.2有机高分子湿敏传感器162

10.3.3半导体型湿敏传感器163

10.4湿敏传感器常用检测电路163

10.4.1检测电路的选择163

10.4.2典型测量电路163

10.5湿敏传感器应用164

思考题165

第11章 电磁波传感器166

11.1微波传感器166

11.1.1微波传感器的测量原理166

11.1.2微波传感器的组成166

11.1.3微波传感器的特点167

11.1.4微波传感器的应用167

11.2核辐射传感器171

11.2.1核辐射的特性171

11.2.2核辐射传感器173

11.2.3核辐射传感器的应用举例174

思考题175

第12章 位移、流量传感器176

12.1位移传感器176

12.1.1机械位移传感器176

12.1.2光栅位移传感器177

12.1.3磁栅位移传感器179

12.1.4接近传感器179

12.1.5转速传感器180

12.1.6多普勒传感器181

12.2流量及流速传感器182

12.3液位传感器183

思考题185

第13章 超声波传感器186

13.1声波与超声波186

13.2超声波传感器188

13.3超声波传感器的应用190

思考题197

第14章 其他类型传感器198

14.1机器人传感器198

14.1.1触觉传感器198

14.1.2接近觉传感器199

14.1.3视觉传感器200

14.1.4听觉、嗅觉、味觉及其他传感器200

14.2谐振式传感器201

14.2.1谐振式传感器概述201

14.2.2谐振式传感器工作原理201

14.2.3振动筒式传感器202

14.3电化学生物传感器204

14.3.1酶传感器204

14.3.2免疫传感器205

14.3.3细胞传感器206

14.3.4其他生物传感器206

14.3.5生物传感器的信号转换器206

14.4智能传感器207

14.4.1智能传感器概述207

14.4.2计算型智能传感器基本结构208

14.4.3智能传感器实例208

思考题209

参考文献210