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绪论1

0．1传感技术的地位1

0．2传感技术的作用2

0．3传感技术的特点3

0．4传感技术的发展趋势4

第1章 电测的基本知识6

1．1电子测量6

1．2测量方法7

1．3测量误差8

有关误差的基本知识8

误差的表示方法8

误差的分类9

误差的来源10

1．4电测技术中的干扰及抑制措施10

干扰的类型及防护10

噪声源与噪声的耦合方式12

抑制干扰的措施16

复习思考题19

第2章 传感技术的基本概念与特性20

2．1传感技术的定义20

2．2传感器的组成21

2．3传感器的分类与要求21

2．4传感技术的基本定律23

2．5新型敏感材料24

2．6传感器的静态特性25

2．7传感器的动态特性28

传感器的阶跃响应特性29

传感器的频率响应特性29

传感器典型环节的动态响应30

2．8传感器无失真测试条件33

复习思考题34

第3章 电阻传感器35

3．1电位器式传感器35

线绕电位器的结构和工作原理35

线绕电位器式传感器的阶梯特性、阶梯误差及分辨率36

电位器的负载特性与负载误差38

非线绕电位器式传感器40

3．2金属应变式传感器41

应变效应41

金属电阻应变片的结构与工作原理41

金属电阻应变片的静态特性44

金属电阻应变片的测量电路45

金属电阻应变片的温度误差及其补偿51

3．3压阻式传感器55

压阻效应55

半导体应变片的工作原理55

半导体应变片的主要特性56

半导体应变片的温度补偿方法58

3．4电阻式传感器的应用59

电阻应变仪59

电位器式压力传感器59

金属电阻应变式传感器60

复习思考题64

第4章 电容传感器65

4．1电容传感器的工作原理、类型和特点65

电容传感器的工作原理和特点65

变极距型电容传感器66

变面积型电容传感器69

变介质型电容传感器71

4．2电容传感器的等效电路75

4．3电容传感器的测量电路76

调频电路76

谐振电路77

脉冲电路77

运算放大器电路78

一般交流电桥电路78

紧耦合电桥电路79

变压器电桥电路80

二极管双T交流电桥电路81

脉冲调宽电路82

4．4引起电容传感器测量误差的因素及改进措施84

温度对电容器结构尺寸的影响84

电容电场边缘效应的影响85

寄生电容与分布电容的影响86

外界干扰的影响87

温度对介质的介电常数的影响88

漏电阻的影响88

4．5电容传感器的应用88

电容法测泥料水分88

电容测厚传感器在板材轧制中的应用89

电容式液位计90

电容式料位计91

电容式压力传感器92

电容式振动、位移测量仪93

电容式荷重传感器93

复习思考题94

第5章 电感传感器95

5．1自感式传感器95

自感式传感器的结构与工作原理95

电感传感器的等效电路及并联电容C的影响96

变气隙厚度式自感传感器97

差动式变气隙厚度自感传感器98

变气隙面积式自感传感器99

自感式传感器的测量电路100

影响自感传感器精度的因素及改进措施103

5．2互感式传感器105

互感式传感器的结构与工作原理105

互感式传感器等效电路106

互感式传感器测量电路109

5．3电涡流式传感器111

电涡流传感器的基本结构与工作原理112

电涡流的形成范围112

电涡流传感器的等效电路与阻抗特性113

电涡流传感器的测量电路115

低频透射式电涡流传感器117

5．4压磁式传感器118

压磁效应118

压磁传感器的工作原理118

压磁式测力传感器的结构119

压磁传感器的特性120

压磁传感器的测量电路121

5．5电感式传感器的应用122

自感式传感器的应用122

差动变压器的应用122

电涡流传感器的应用124

压磁传感器的应用127

复习思考题128

第6章 压电传感器129

6．1压电效应与压电材料129

压电效应129

压电材料130

石英晶体的压电特性132

压电陶瓷的压电特性134

6．2压电传感器的等效电路和测量电路135

压电晶片的连接方式135

压电传感器的等效电路136

压电传感器的测量电路137

6．3压电传感器的应用140

压电式测力传感器140

测表面粗糙度141

压电引爆141

煤气灶电子点火装置141

复习思考题142

第7章 磁电传感器143

7．1磁电感应式传感器143

磁电感应式传感器的工作原理143

磁电感应式传感器的结构及要求144

7．2霍尔传感器145

霍尔效应和工作原理145

霍尔元件的主要技术参数及类型147

霍尔元件的连接方式和输出电路149

7．3磁敏电阻器150

磁阻效应150

磁敏电阻器的分类、结构及工作原理150

7．4磁敏二极管和磁敏三极管152

磁敏二极管152

磁敏三极管154

7．5磁电传感器的应用156

霍尔传感器的应用156

磁敏电阻的应用160

磁敏二极管漏磁探伤仪161

磁敏三极管电位器161

复习思考题162

第8章 热电传感器163

8．1热电偶传感器163

热电效应163

热电偶的工作原理165

热电势性质与热电偶的基本定律167

热电偶的结构、种类和特点169

热电偶测温原理173

热电偶实用测量电路173

热电偶冷端温度误差及其补偿176

8．2热电阻传感器179

热电阻材料的特点179

电阻与温度的关系179

常用热电阻180

热电阻的测温电路182

使用热电阻时应注意的事项183

8．3热敏电阻传感器183

热敏电阻的工作原理183

热敏电阻的结构形式与基本类型184

热敏电阻的主要参数与特性186

热敏电阻输出特性的线性化处理188

8．4 PN结温度传感器190

温敏二极管190

温敏三极管192

温控晶闸管193

8．5热释电红外传感器193

热释电效应194

热释电红外传感器194

热释电红外探测模块196

8．6热电传感器的应用197

复习思考题200

第9章 光电传感器201

9．1光源201

光的特性201

常用光源及特性202

9．2光电效应205

9．3外光电效应及器件205

外光电效应205

光电管207

光电倍增管208

9．4光电导效应及器件210

光电导效应210

光敏电阻211

光敏二极管214

光敏三极管215

光敏晶闸管217

光敏集成器件218

9．5光生伏特效应及器件218

光生伏特效应218

光电池219

9．6新型光电传感器222

PIN结光电二极管222

雪崩式光电二极管（APD）222

色敏光电传感器223

光电位置传感器224

9．7光图像传感器227

电荷耦合器件（CCD）227

CCD图像传感器229

9．8光电码盘230

9．9光电传感器的应用232

光电传感器应用的几种基本形式232

烟尘浊度监测仪233

光电转速传感器234

光电池在路灯控制器中的应用235

光电传感器在输液监测中的应用235

声控光敏延时开关电路237

条形码扫描笔237

复习思考题238

第10章 光栅传感器239

10．1光栅基础知识239

光栅分类及结构239

莫尔条纹原理与特点240

10．2光栅传感器的工作原理241

光电转换原理241

莫尔条纹测量位移原理242

辨向原理242

10．3莫尔条纹细分技术243

细分方法243

直接细分243

电位器桥细分244

10．4光栅传感器的误差246

10．5常见光学系统247

直接接收式光学系统247

分光式光学系统248

10．6光栅传感器的设计要点250

照明系统250

光栅副251

光电接收元件252

复习思考题252

第11章 光纤传感器253

11．1光纤的基本知识253

什么是光纤253

光纤的结构253

光纤的种类254

光纤的传光原理255

光纤的主要参数257

11．2光纤传感器的基本原理、分类及结构259

光纤传感器的基本原理259

光纤传感器分类259

光纤传感器的特点263

光纤传感器的结构264

11．3光纤传感器的应用266

光纤传感器的应用特点266

光纤传感器的构成、工作原理与检测方法267

11．4功能型光纤传感器举例268

相位调制型光纤传感器268

光强调制型光纤传感器269

偏振态调制型光纤传感器270

光纤磁场传感器271

11．5非功能型光纤传感器272

传输光强调制型光纤传感器272

反射光强调制型光纤传感器273

频率调制型光纤传感器274

光纤液位传感器275

光纤位移传感器276

光纤温度传感器276

复习思考题277

第12章 辐射传感器278

12．1红外线光电传感器278

红外光的特点278

光电红外传感器278

红外检测的物理基础279

红外辐射检测技术的应用280

12．2紫外线光电传感器283

12．3激光传感器284

激光的形成284

激光的特性285

常用激光器及其特点285

激光检测技术的应用285

12．4超声波传感器287

超声波的传播速度287

超声波的物理性质289

超声波传感器290

超声波检测技术的应用291

12．5微波传感器299

微波的基础知识299

微波传感器299

微波传感器的应用300

12．6核辐射传感器303

核辐射传感器的物理基础304

核辐射传感器306

核辐射传感器的应用308

复习思考题309

第13章 化学传感器310

13．1离子敏传感器310

MOSFET场效应管的结构与特性310

离子敏传感器的结构与工作原理311

ISFET的特点和参数313

ISFET的应用315

13．2半导体气敏传感器315

半导体气敏传感器的分类315

半导体气敏传感器的工作原理316

半导体气敏传感器的结构及特性317

接触燃烧式气敏传感器320

电化学式气敏传感器320

红外线气敏传感器321

固体电解质氧气传感器322

电阻式气敏传感器322

氢敏MOS场效应管323

气敏二极管326

气敏传感器的应用326

13．3湿敏传感器329

湿度与湿敏传感器的分类329

水分子亲和力型湿敏传感器330

非水分子亲和力型湿敏传感器338

湿敏传感器的应用340

13．4电化学传感器344

复习思考题345

第14章 生物传感器346

14．1生物传感器的基本结构与工作原理346

14．2酶传感器349

酶传感器的结构349

酶传感器的分类350

酶传感器的应用350

14．3微生物传感器351

微生物传感器的特点352

微生物传感器的结构与分类353

微生物传感器的基本工作原理353

微生物传感器的应用354

14．4免疫传感器355

免疫传感器的结构355

免疫传感器的分类356

免疫传感器的应用356

复习思考题357

第15章 集成传感器358

15．1压阻式集成压力传感器358

固态压阻式压力传感器1431358

MPX系列无温度补偿型硅压阻式压力传感器359

具有温度补偿的硅压阻式压力传感器363

具有温度补偿、校正和放大处理电路的硅压阻式压力传感器366

15．2压电式集成压力传感器HS20368

15．3霍尔集成传感器369

霍尔开关集成传感器369

线性霍尔集成传感器371

15．4集成磁阻传感器373

磁阻传感元件结构373

HMC1001、HMC1002型一维、两维磁阻传感器集成电路374

15．5集成温度传感器374

电压输出型集成电路温度传感器375

电流输出型集成电路温度传感器379

复习思考题383

第16章 智能温度传感器384

16．1智能传感器384

智能传感器384

智能温度传感器简介384

16．2智能温度传感器（DS18B20）的工作原理385

DS18B20的性能特点386

DS18B20的内部结构386

DS18B20的工作原理387

16．3智能温度传感器（DS18 B20）应用实例388

DS18B20与微处理器的接口技术388

由DS18B20构成的智能温度测量装置391

复习思考题392

附录393

附表8-1 铂铑10-铂热电偶的分度表393

附表8-2 镍铬-镍硅（镍铬-镍铝）热电偶分度表397

附表8-3 WZB铂热电阻分度特性表401

附表8-4 铜热电阻分度特性表403

参考文献404