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第1章 传感器与检测技术基础知识1

1.1 传感器基础知识1

1.1.1 传感器的组成与分类1

1.1.2 传感器的基本特性1

1.2 检测技术基础知识5

1.2.1 检测系统的组成与功能5

1.2.2 测量的方法5

1.2.3 测量误差的分类6

1.2.4 测量误差的表示方法7

1.2.5 测量误差的处理8

1.3 检测系统中的弹性敏感元件10

1.3.1 弹性敏感元件的基本特性10

1.3.2 弹性敏感元件的形式及应用范围10

1.4 传感器的标定与选择14

1.4.1 传感器的标定与校准14

1.4.2 传感器的选择14

本章小结15

思考题与习题16

第2章 变阻抗式传感器17

2.1 自感式传感器17

2.1.1 自感式传感器的工作原理17

2.1.2 自感式传感器的结构类型及特性18

2.1.3 自感式传感器的测量转换电路19

2.1.4 自感式传感器的应用21

2.2 差动变压器23

2.2.1 差动变压器的工作原理及输出特性23

2.2.2 差动变压器的基本特性25

2.2.3 差动变压器的测量转换电路25

2.2.4 差动变压器的应用26

2.2.5 差动变压器的应用实例28

2.2.6 差动螺管式电感传感器位移测量实验31

2.3 电涡流式传感器32

2.3.1 电涡流式传感器的工作原理32

2.3.2 电涡流式传感器的结构类型及特性33

2.3.3 电涡流式传感器的测量转换电路35

2.3.4 电涡流式传感器的应用36

2.3.5 电涡流式传感器的应用实例38

2.3.6 电涡流式传感器的振幅测量实验39

2.4 电容式传感器39

2.4.1 电容式传感器的工作原理40

2.4.2 电容式传感器的结构类型及特性40

2.4.3 电容式传感器的测量转换电路42

2.4.4 电容式传感器的应用44

2.4.5 电容式传感器的应用实例46

2.4.6 电容式传感器的特性47

本章小结48

思考题与习题48

第3章 电阻式传感器50

3.1 应变式传感器50

3.1.1 应变式传感器的工作原理50

3.1.2 应变片的结构类型及特性51

3.1.3 应变式传感器的测量转换电路52

3.1.4 应变式传感器的使用注意事项53

3.1.5 应变式传感器的应用54

3.1.6 应变式传感器的应用实例55

3.1.7 金属箔式应变片单臂电桥实验57

3.2 压阻式传感器58

3.2.1 压阻式传感器的工作原理58

3.2.2 压阻式传感器的结构与特性59

3.2.3 压阻式传感器的测量转换电路60

3.2.4 压阻式传感器的温度补偿61

3.2.5 压阻式传感器的应用62

3.2.6 压阻式传感器的应用实例63

3.2.7 扩散硅压阻式压力传感器实验65

本章小结66

思考题与习题66

第4章 热电式传感器67

4.1 热电阻式传感器67

4.1.1 常用热电阻67

4.1.2 热电阻传感器的测量电路和应用69

4.1.3 热电阻传感器的应用实例69

4.1.4 热敏电阻70

4.1.5 热敏电阻传感器的应用71

4.1.6 热敏电阻传感器的应用实例72

4.1.7 热敏式传感器测温度73

4.2 热电偶传感器74

4.2.1 热电偶传感器的工作原理74

4.2.2 热电偶的结构形式与材料76

4.2.3 热电偶的冷端补偿78

4.2.4 热电偶测温电路80

4.2.5 热电偶传感器的应用实例80

4.2.6 热电偶测温实验81

4.3 PN结温度传感器82

4.3.1 PN结温度传感器的工作原理82

4.3.2 PN结温度传感器的应用83

4.3.5 PN结温度传感器的应用实例84

4.3.6 PN结集成温度传感器测温实验87

本章小结88

思考题与习题88

第5章 光电式传感器89

5.1 光电效应与光电元件89

5.1.1 光电效应89

5.2.2 光电元件90

5.2.3 光电传感器的应用实例96

5.2.4 光敏电阻特性实验97

5.2 光纤传感器97

5.2.1 光纤及其传光原理98

5.2.2 光纤传感器的组成及分类100

5.2.2 光纤式传感器应用技术101

5.2.3 光纤位移传感器——位移测量104

5.3 激光传感器106

5.3.1 激光的本质106

5.3.2 激光的形成107

5.3.3 激光的特点108

5.3.4 激光器的种类109

5.3.5 激光传感器的应用110

5.4 图像传感器112

5.4.1 CCD图像传感器112

5.4.2 CMOS图像传感器117

5.4.3 CCD摄像法的应用——莫尔条纹计数121

本章小结122

思考题与习题122

第6章 电动势传感器123

6.1 压电式传感器123

6.1.1 压电式传感器的工作原理123

6.1.2 压电式传感器及其等效电路126

6.1.3 压电式传感器的测量电路128

6.1.4 压电式传感器的应用130

6.1.5 压电加速度传感器特性实验133

6.2 霍尔传感器134

6.2.1 霍尔元件的基本工作原理134

6.2.2 霍尔元件的测量电路和误差分析136

6.2.3 霍尔元件的使用137

6.2.4 霍尔元件的应用140

6.2.5 霍尔传感器的直流激励特性143

本章小结144

思考题与习题144

第7章 环境量检测传感器145

7.1 气敏传感器145

7.1.1 气敏传感器的类型与特性145

7.1.2 气敏传感器的工作原理146

7.1.3 气敏传感器的应用技术148

7.1.4 气敏传感器的选择150

7.1.5 气敏传感器的应用实例150

7.1.6 气敏传感器的实验152

7.2 湿度传感器153

7.2.1 湿度的定义及湿度传感器的特性153

7.2.2 湿度传感器的工作原理154

7.2.3 湿度传感器的应用技术155

7.2.4 湿度传感器的选择156

7.2.5 湿度传感器的应用实例157

7.2.6 湿度传感器的实验159

本章小结160

思考题与习题160

第8章 数字式传感器161

8.1 光栅传感器161

8.1.1 光栅传感器的类型与特性161

8.1.2 光栅的结构与测量原理161

8.1.3 光栅传感器应用技术163

8.1.4 光栅传感器的选择166

8.1.5 光栅传感器的应用实例166

8.1.6 光栅传感器——莫尔条纹原理实验167

8.2 磁栅传感器168

8.2.1 磁栅传感器及特性168

8.2.2 磁栅的结构与工作原理168

8.2.3 磁栅传感器应用技术171

8.2.4 磁栅传感器的应用实例172

8.3 光电编码器173

8.3.1 光电编码器的分类及其特性173

8.3.2 光电编码器的工作原理173

8.3.3 光电编码器的应用技术175

8.3.4 光电编码器的选择177

8.3.5 光电编码器的应用实例177

8.4 感应同步器179

8.4.1 感应同步器及其特性179

8.4.2 感应同步器的结构与工作原理180

8.4.3 感应同步器的应用技术184

8.4.4 感应同步器的应用实例187

本章小结188

思考题与习题188

第9章 新型传感器189

9.1 机器人传感器189

9.1.1 机器人传感器的分类189

9.1.2 常用的机器人传感器190

9.1.3 机器人传感器的应用196

9.2 生物传感器198

9.2.1 生物传感器的分类198

9.2.2 常用的生物传感器198

9.2.3 生物传感器的应用200

本章小结202

思考题与习题203

第10章 检测系统的信号处理技术204

10.1 信号处理技术204

10.1.1 传感器信号的预处理204

10.1.2 信号放大技术206

10.2 干扰抑制技术209

10.2.1 干扰的来源209

10.2.2 信噪比和电磁兼容性210

10.2.3 电磁干扰的途径211

10.2.4 抑制电磁干扰的基本措施212

10.2.5 抗电磁干扰技术（电磁兼容控制技术）213

10.3 传感器的非线性补偿217

10.3.1 非线性补偿环节 特性的获取方法217

10.3.2 非线性补偿环节 的实现方法218

本章小结221

思考题与习题222

第11章 传感器的综合应用223

11.1 传感器在家用电器中的应用223

11.1.1 洗衣机中所用的传感器223

11.1.2 控制燃烧过程的传感器228

11.1.3 小型家电中的传感器229

11.2 传感器在汽车工业中的应用229

11.2.1 曲轴转角及转速传感器230

11.2.2 车速传感器231

11.2.3 液位传感器232

11.2.4 空气流量传感器233

11.2.5 温度传感器235

11.2.6 汽车用压力传感器235

11.2.7 爆燃传感器236

本章小结237

思考题与习题237

第12章 单元实训指导238

12.1 液体点滴速度监控装置238

12.2 自动抽水系统241

12.3 电风扇温控开关电路243

12.4 简易数字式血压计244

本章小结245

思考题与习题245

附录246

附录1 几种常用传感器性能比较246

附录2 工业热电阻分度表247

附录3 镍-镍硅（镍铝）K型热电偶分度表249

附录4 铂铑10-铂热电偶分度表251

参考文献256