传感器原理与应用2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

传感器原理与应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1部分　传感器的一般特性、分析方法第1章　传感器概述3

1.1　传感器的定义及分类3

1.1.1　传感器的定义3

1.1.2　传感器的分类3

1.2　传感器的作用与地位4

1.3　传感器技术的发展动向4

1.3.1　发现新现象4

1.3.2　开发新材料5

1.3.3 采用微细加工技术5

1.3.4　传感器的智能化5

1.3.5　仿生传感器5

第2章　传感器的特性及标定6

2.1　传感器的静态特性6

2.1.1　线性度6

2.1.2　灵敏度10

2.1.3　迟滞10

2.1.4　重复性10

2.2　传感器的动态特性12

2.2.1　传感器动态特性的数学模型12

2.2.2　算子符号法与传递函数13

2.2.3　频率响应函数13

2.2.4　动态响应特性13

2.3　传感器的标定20

2.3.1　传感器的静态特性标定20

2.3.2　传感器的动态标定22

第2部分　常见传感器与新型传感器第3章　传感器中的弹性敏感元件设计31

3.1　弹性敏感元件的基本特性31

3.1.1　弹性特性31

3.1.2　弹性滞后32

3.1.3　弹性后效32

3.1.4　固有振动频率33

3.2　弹性敏感元件的材料33

3.3　弹性敏感元件的特性参数计算34

3.3.1　弹性圆柱34

3.3.2　悬臂梁35

3.3.3　扭转棒37

3.3.4　平膜片38

3.3.5　波纹管39

3.3.6　薄壁圆筒41

3.3.7　双端固定梁42

3.4　有限单元法简介42

3.4.1　弹性力学42

3.4.2　边界条件42

3.4.3　最小势能原理43

3.4.4　有限单元法43

第4章　电阻应变式传感器45

4.1 电阻应变片的工作原理（应变效应）45

4.2　电阻应变片的结构、类型及参数46

4.2.1　电阻应变片的基本结构46

4.2.2　电阻应变片的种类及特点47

4.2.3　金属应变片的参数48

4.2.4　应变片的粘贴技术51

4.3　应变片的动态响应特性51

4.3.1　应变波的传播过程51

4.3.2　应变片的极限工作频率估算52

4.4　测量电路54

4.4.1　直流电桥54

4.4.2　交流电桥57

4.5　电阻应变式传感器的温度误差及其补偿58

4.5.1　温度误差及其产生原因58

4.5.2　温度补偿方法59

4.6　应变式传感器的结构设计及应用60

4.6.1　应变式压力传感器61

4.6.2　应变式加速度传感器64

第5章　电容式传感器66

5.1　电容式传感器66

5.1.1　基本工作原理66

5.1.2　电容式传感器的线性及灵敏度67

5.2　电容式传感器的等效电路及输出电路73

5.2.1　电容式传感器的等效电路73

5.2.2　电容式传感器的输出电路74

5.3　影响电容传感器精度的因素及提高精度的措施79

5.3.1　边缘效应的影响79

5.3.2　寄生电容的影响79

5.3.3　温度的影响80

5.4　电容式传感器的应用80

5.4.1　电容式压力传感器80

5.4.2　电容式加速度传感器80

5.4.3　电容式荷重传感器81

5.4.4　振动、位移测量仪81

5.4.5　电容测厚传感器82

第6章 电感式传感器83

6.1 电感式传感器工作原理、结构与特性83

6.1.1 电感式传感器的工作原理和等效电路83

6.1.2　电感式传感器的结构类型及特性85

6.1.3　电感式传感器的测量电路88

6.2　差动变压器式电感传感器91

6.2.1　工作原理91

6.2.2　差动变压器式传感器的特性91

6.3　电涡流式传感器93

6.3.1　电涡流式传感器的工作原理及特性93

6.3.2　电涡流式传感器结构形式及特点94

6.3.3　影响电涡流式传感器灵敏度的因素96

6.3.4　测量电路97

6.4　电感式传感器的应用98

6.4.1　电感式传感器的应用98

6.4.2　电涡流式传感器的应用98

第7章　压电式传感器100

7.1　压电式传感器的工作原理100

7.1.1　压电效应100

7.1.2　压电效应的物理解释103

7.2　压电元件常用结构形式104

7.3　压电元件的等效电路及测量电路104

7.3.1　等效电路104

7.3.2测量电路105

7.4　压电式加速度传感器109

7.4.1　工作原理及特性109

7.4.2　压电式加速度传感器的典型结构111

7.4.3　压电式加速度传感器的应用113

7.5　压电式压力传感器114

7.5.1　压电式压力传感器的工作原理及结构114

7.5.2　压电式压力传感器的结构及应用115

第8章　压阻式传感器117

8.1　压阻式传感器的工作原理117

8.2　晶向的表示方法118

8.3　压阻系数119

8.4　影响压阻系数的因素120

8.5　压阻式传感器的结构与设计121

8.5.1　压阻式压力传感器121

8.5.2　压阻式加速度传感器124

8.6　压阻式传感器的测量电路及补偿125

8.6.1　恒压源供电125

8.6.2　恒流源供电126

8.6.3　减小在扩散工艺中的温度影响127

8.7　压阻式传感器的应用128

第9章　热电式传感器130

9.1　热电偶130

9.1.1　热电偶的工作原理130

9.1.2　热电偶基本定律131

9.1.3　常用热电偶131

9.2　热电阻133

9.2.1　铂电阻133

9.2.2　铜电阻133

9.3　热敏电阻134

9.3.1　导电机理134

9.3.2　电阻与温度的关系134

9.3.3　耗散常数135

9.3.4　热敏电阻的电流-电压特性135

9.3.5　热敏电阻的应用136

9.4　热释电型温度传感器136

9.5　半导体集成温度传感器138

第10章　光电式传感器139

10.1　光电式传感器的工作原理及基本组成139

10.2　光电式传感器中的敏感元件139

10.2.1　外光电效应型光电器件140

10.2.2　内光电效应型光电器件144

10.3　光电式传感器的类型及设计153

10.3.1　光电式传感器的类型153

10.3.2　光电式传感器的计算154

10.4　光电式传感器的应用156

第11章 固态图像传感器159

11.1　电荷耦合图像传感器159

11.1.1 CCD的基本工作原理159

11.1.2　线阵与面阵CCD图像传感器163

11.1.3 CCD图像传感器的特性参数165

11.2　其他类型的图像传感器169

11.2.1　电荷注入器件（CID）169

11.2.2　MOS型固体图像传感器件170

11.2.3 电荷引发器件（CPD）170

11.2.4 叠层型固体传感器件171

11.3　固态图像传感器的应用171

第12章　磁传感器174

12.1　霍尔传感器174

12.1.1　霍尔传感器的原理174

12.1.2　霍尔元件的特性176

12.1.3　测量电路178

12.1.4　集成霍尔传感器182

12.1.5　霍尔式传感器的应用184

12.2　磁敏二极管和磁敏三极管186

12.2.1　磁敏二极管和磁敏三极管的结构原理187

12.2.2　磁敏二极管和磁敏三极管的性能指标189

12.2.3　典型补偿电路189

12.2.4　磁敏二极管和磁敏三极管的应用190

12.3　磁通门磁力计192

12.3.1　磁通门磁力计结构与工作原理192

12.3.2　典型测量电路194

12.3.3　磁通门应用195

12.4　磁敏电阻传感器195

12.4.1　磁阻效应原理195

12.4.2　磁阻元件的主要特性199

12.4.3　典型电路200

12.4.4　应用201

12.5　其他类型的磁传感器205

12.5.1　韦根德磁敏器件205

12.5.2　Z-元件207

第13章　射线及微波检测传感器211

13.1　核辐射传感器211

13.1.1　核辐射检测的物理基础211

13.1.2　核辐射传感器212

13.1.3　核辐射检测技术的应用213

13.2　超声检测215

13.2.1　超声检测原理215

13.2.2　压电式超声波换能器217

13.2.3　超声波在检测技术中的应用218

13.3　红外辐射传感器221

13.3.1　红外辐射的基本定律221

13.3.2　红外传感器的分类223

13.3.3　红外辐射检测技术的应用223

13.4　微波传感器224

13.4.1　微波的基础知识224

13.4.2　微波传感器225

13.4.3　微波检测技术的应用225

第14章　光导纤维传感器228

14.1　光纤的特性228

14.1.1　光纤的结构和类型228

14.1.2　光纤传输特性232

14.1.3　光在普通光纤内的传输233

14.2　光纤传感器分类234

14.2.1　强度调制光纤传感器234

14.2.2　相位调制光纤传感器236

14.2.3　偏振态调制光纤传感器236

14.2.4　分布式光纤传感器237

14.3　光纤传感器的应用240

14.3.1　光纤温度传感器240

14.3.2　光纤压力与振动传感器243

14.3.3　光纤分光与光谱传感器247

14.3.4　反射式光纤位移传感器248

14.3.5　光纤图像传感器249

第15章 MEMS传感器252

15.1　概述252

15.2 MEMS传感器分类253

15.3 MEMS加速度计253

15.3.1　压阻式MEMS加速度计254

15.3.2　电容式MEMS加速度计255

15.3.3　静电力平衡式MEMS加速度计255

15.3.4　石英振梁式MEMS加速度计256

15.3.5　隧道效应MEMS加速度计257

15.4 MEMS陀螺258

15.4.1　石英音叉MEMS振动陀螺仪259

15.4.2 MEMS硅双框架振动陀螺仪260

15.4.3 MEMS硅梳状驱动振动陀螺仪261

15.4.4 MEMS静电陀螺仪262

15.5 MEMS传感器的信号调理262

15.5.1 MEMS压阻式传感器的信号调理263

15.5.2 MEMS电容式传感器的信号调理266

15.5.3 MEMS谐振式传感器的信号调理268

第3部分　测量信号、记录、显示及虚拟仪器开发第16章　测量信号的调理273

16.1　概述273

16.2　调制与解调274

16.2.1　幅值调制275

16.2.2 幅值调制的解调276

16.3　滤波277

16.3.1　滤波器的一般特性278

16.3.2　典型的滤波器电路279

16.4　模／数转换技术281

16.4.1　逐次逼近式模／数转换原理282

16.4.2　增量调整型模／数转换原理283

16.5　电压／电流／频率变换技术283

16.5.1　电压／频率转换技术283

16.5.2　电压／电流转换技术284

16.6　电压和电流放大变换技术285

16.6.1　同相放大器285

16.6.2　反相放大器286

16.6.3　差动放大器286

16.6.4　对数放大器287

16.6.5　反对数放大器287

16.6.6　仪表放大器288

16.7　信号调理中的干扰与补偿288

16.7.1　干扰类型288

16.7.2　接地问题291

16.7.3　隔离放大器293

第17章　测量信号的采集与显示294

17.1　数据采集技术294

17.1.1　数据采集系统的主要功能294

17.1.2　数据采集系统的结构及原理294

17.2　数据的显示297

17.2.1　辉光数码管298

17.2.2　荧光数码管298

17.2.3 LED数码管299

17.2.4 LCD显示器302

17.2.5 DVM显示器303

17.2.6 CRT显示器303

17.2.7　数字存储示波器304

第18章　虚拟仪器305

18.1　虚拟仪器技术概述305

18.2　虚拟仪器的发展与应用305

18.3　虚拟仪器的原理及组成306

18.3.1　虚拟仪器的硬件平台306

18.3.2　虚拟仪器的软件平台308

18.4　虚拟仪器的特点310

18.5　虚拟仪器应用实例312

18.5.1　虚拟数字示波器的前面板312

18.5.2　虚拟数字示波器程序实现过程313

18.5.3　电源和程序的停止控制313

18.5.4　颜色的动态控制314

18.5.5　显示功能314

18.5.6　游标功能314

18.5.7　测量功能315

18.5.8　采集功能318

18.5.9　滤波功能318

18.5.10　帮助和打印319

18.5.11　垂直灵敏度和时基320

18.5.12　文件保存和调出320

18.5.13　通道选择321

18.5.14　数学功能321

18.5.15　基波分析功能322

18.5.16　李萨如图功能323

18.5.17　退出程序功能323

18.5.18　前面板的装饰和程序框图的完善324

参考文献325