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第1章 绪论1

1.1 传感器概述2

1.1.1 传感器的组成和定义2

1.1.2 传感器的作用3

1.1.3 传感器的分类4

1.1.4 传感器的代号和图形符号6

1.2 传感器的基本特性7

1.2.1 传感器的静态特性8

1.2.2 传感器的动态特性15

1.3 传感器的应用领域及发展趋势17

1.4 传感器的选用19

第2章 应变式传感器及其应用21

2.1 应变式传感器原理21

2.1.1 金属的电阻应变效应21

2.1.2 硅的压阻效应22

2.1.3 弹性敏感元件的基本特性26

2.2 电阻应变片的结构及主要特性30

2.2.1 金属丝应变片31

2.2.2 金属箔式应变片36

2.3 电阻传感器的温度误差及其补偿37

2.3.1 温度误差37

2.3.2 温度补偿38

2.4 电阻传感器测量电路41

2.4.1 等臂电桥41

2.4.2 第一对称电桥43

2.4.3 第二对称电桥43

2.5 应变式传感器的应用44

2.5.1 应变式测力与称重传感器44

2.5.2 应变式压力传感器46

2.5.3 应变式加速度传感器47

2.5.4 扩散硅压力传感器47

第3章 电感式传感器及其应用49

3.1 自感式传感器的工作原理49

3.1.1 变气隙式电感传感器50

3.1.2 螺线管式电感传感器53

3.1.3 差动变压器式传感器55

3.1.4 电涡流式传感器60

3.2 自感式传感器的测量电路63

3.2.1 电感式传感器的等效电路63

3.2.2 交流电桥式测量电路64

3.3 自感式传感器的应用69

3.3.1 变磁阻式传感器的应用69

3.3.2 差动变压器式传感器的应用70

3.3.3 电涡流式传感器的应用70

第4章 电容式传感器及其应用73

4.1 电容式传感器工作原理73

4.1.1 电容式传感器的工作原理和结构73

4.1.2 变极距型电容式传感器74

4.1.3 变面积型电容式传感器75

4.1.4 变介质型电容式传感器77

4.1.5 电容式传感器的灵敏度及非线性79

4.2 电容式传感器的测量电路80

4.2.1 等效电路80

4.2.2 测量电路81

4.3 电容式传感器的应用85

4.3.1 差动电容式压力传感器85

4.3.2 电容式加速度传感器86

4.3.3 差动式电容测厚传感器87

4.3.4 电容式液位限位传感器88

4.3.5 电容式油量传感器89

第5章 超声波传感器及其应用90

5.1 超声波的基本知识90

5.1.1 超声波及其物理性质90

5.1.2 超声波的超声效应93

5.2 超声波传感器的工作原理94

5.2.1 超声波传感器概述94

5.2.2 超声波传感器的类型与组成95

5.2.3 超声波传感器检测范围96

5.2.4 超声波换能器96

5.3 超声波传感器的应用97

5.3.1 超声波物位传感器97

5.3.2 超声波流量传感器98

5.3.3 超声波传感器探伤99

5.3.4 超声波测厚100

5.3.5 超声波测液体密度和液位100

第6章 霍尔传感器及其应用102

6.1 霍尔传感器及其集成电路102

6.1.1 霍尔效应102

6.1.2 磁阻效应104

6.1.3 霍尔元件基本结构104

6.1.4 电磁特性105

6.1.5 霍尔元件的主要特性参数106

6.1.6 霍尔集成传感器108

6.2 霍尔传感器的工作原理111

6.2.1 霍尔元件的测量电路111

6.2.2 霍尔元件补偿111

6.3 霍尔传感器的应用113

6.3.1 霍尔式微位移传感器114

6.3.2 霍尔式转速传感器115

6.3.3 霍尔计数装置115

6.3.4 霍尔转速表116

第7章 热电式传感器及其应用117

7.1 热电偶的原理、结构及测量电路117

7.1.1 热电偶测温的基本原理117

7.1.2 热电偶的结构和种类120

7.1.3 热电偶的冷端温度补偿123

7.1.4 热电偶的测量电路128

7.2 热电阻的原理、结构及测量电路131

7.2.1 常用的热电阻传感器及其性能131

7.2.2 热电阻传感器的结构形式132

7.2.3 热电阻传感器的测量线路133

7.3 热电式传感器的应用134

7.3.1 金属热电阻式温度传感器134

7.3.2 半导体热敏电阻器138

7.3.3 PN结型测温传感器145

7.3.4 集成电路温度传感器149

7.3.5 热释电式传感器155

第8章 光电式传感器及其应用159

8.1 光电器件159

8.2 光敏电阻160

8.2.1 光敏电阻的结构与工作原理160

8.2.2 光敏电阻的主要参数161

8.2.3 光敏电阻的基本特性161

8.3 光敏二极管和光敏晶体管163

8.3.1 结构原理163

8.3.2 基本特性164

8.4 光电池167

8.5 光耦合器件170

8.5.1 光耦合器170

8.5.2 光电开关170

8.6 电荷耦合器件171

8.7 光电传感器的应用176

8.7.1 火焰探测报警器176

8.7.2 光电式纬线探测器176

8.7.3 燃气器具中的脉冲点火控制器177

8.7.4 CCD图像传感器的应用177

8.8 光纤传感器178

8.8.1 光纤结构及其传光原理178

8.8.2 光纤基本特性179

8.8.3 光纤传感器的工作原理、组成与应用180

第9章 传感器接口电路183

9.1 传感器信号的特点和处理方法183

9.1.1 传感器信号的特点183

9.1.2 传感器信号的处理方法184

9.2 传感器常用的典型接口电路184

9.2.1 电桥电路184

9.2.2 信号放大接口电路187

9.2.3 A-D转换接口电路188

9.2.4 电压-频率转换电路189

9.3 噪声抑制电路190

9.3.1 噪声来源分析190

9.3.2 噪声抑制的方法192

第10章 其他类型传感器196

10.1 磁电式传感器196

10.1.1 磁电式传感器的工作原理196

10.1.2 磁电式传感器的基本特性197

10.1.3 磁电式传感器的测量电路199

10.1.4 磁电式传感器的应用199

10.2 光栅传感器200

10.2.1 光栅分类及结构200

10.2.2 光栅的基本工作原理202

10.2.3 光栅传感器的组成203

10.2.4 光电转换原理206

10.2.5 辨向原理206

10.3 生物传感器207

10.3.1 概述207

10.3.2 生物传感器的工作原理及结构207

10.4 红外传感器208

10.4.1 红外辐射208

10.4.2 红外探测器209

10.4.3 红外传感器的应用210

10.5 微波传感器212

10.5.1 微波传感器的分类212

10.5.2 微波传感器的组成212

10.5.3 微波传感器的特点213

10.5.4 微波传感器的应用213

10.6 气敏传感器216

10.6.1 半导体气敏元件的分类及必备条件216

10.6.2 表面控制型电阻式半导体气敏元件217

10.6.3 基于MEMS的新型微结构气敏传感器220

10.7 湿敏传感器223

10.7.1 湿度及其表示223

10.7.2 对湿敏传感器的基本要求224

10.7.3 电阻式湿敏传感器224

10.7.4 电容式湿敏传感器226

10.7.5 电解质式湿度传感器227

10.8 智能式传感器227

10.8.1 智能传感器的功能和构成228

10.8.2 传感器的智能化概念229

10.8.3 传感器的智能化实例230

10.8.4 集成智能传感器的发展方向230

10.8.5 智能传感器的研究热点231

10.8.6 集成智能传感器系统举例232

10.9 常用传感器应用实例234

10.9.1 电阻应力传感器制作电子秤234

10.9.2 水位指示传感器235

10.9.3 热释电红外探头报警器235

10.9.4 超声波遥控照明237

参考文献238