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

传感器原理及应用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

目录1

第1章　绪论1

1.1　传感器的作用及定义1

1.2　传感器的分类2

1.3　传感器的发展趋势3

1.4　测量技术的基本知识4

1.4.1　测量概论4

1.4.2　测量误差与不确定度7

第2章　传感器的基本特性11

2.1　概述11

2.2　传感器的静态标定与静态特性12

2.2.1　静态标定12

2.2.2　静态特性参数13

2.3.1　动态参数测试的特殊问题17

2.3　传感器的动态特性17

2.3.2　传感器动态特性的分析方法及主要指标18

2.3.3　传感器的数学模型19

2.3.4　传递函数19

2.3.5　频率响应函数20

2.3.6　冲激响应函数21

2.4　典型传感器的动态特性分析21

2.4.1　典型传感器的频率响应22

2.4.2　典型激励的传感器瞬态响应25

2.4.3　相似原理27

2.5　传感器不失真测量的条件28

2.6　传感器的动态特性参数获取方法29

2.7　动态误差修正32

2.7.1　频域修正方法32

2.7.2　时域修正方法32

3.1　应变式传感器常用的弹性敏感元件34

3.1.1　弹性圆柱34

第3章　电阻式传感器34

3.1.2　悬臂梁35

3.1.3　弹性圆环36

3.1.4　周边固支圆形平膜片36

3.1.5　弹性筒38

3.1.6　扭转圆柱39

3.2　金属应变式传感器40

3.2.1 电阻应变片40

3.2.2　电阻应变片的温度误差及补偿49

3.2.3　电阻应变片的信号调理电路52

3.3　半导体压阻式传感器58

3.3.1　半导体的压阻效应58

3.3.2　晶向的表示方法60

3.3.3　压阻系数61

3.3.4　压阻式传感器67

3.4　电阻应变仪72

3.4.1　应变仪的分类及其特点73

3.4.2　载波放大式应变仪的组成及工作原理73

3.4.3　电标定及电标定桥74

3.4.4　常用电阻应变仪主要电路的特点75

第4章　压电式传感器77

4.1　压电式传感器的工作原理77

4.1.1　压电效应77

4.1.2　压电常数和表面电荷的计算79

4.1.3　压电元件的基本变形80

4.2　压电材料82

4.2.1　石英压电晶体82

4.2.2　压电陶瓷83

4.2.3　压电元件常用结构形式84

4.3　压电式传感器的等效电路85

4.4　压电式传感器的信号调节电路86

4.4.1 电压放大器（阻抗变换器）87

4.4.2　电荷放大器90

4.5　压电式传感器的应用91

4.5.1　压电式测力传感器91

4.5.2　压电式加速度传感器93

4.5.3　压电阻抗头95

4.5.4　压电式压力传感器95

4.6　引起压电式传感器测量误差的因素97

第5章　电容式传感器100

5.1　电容式传感器的工作原理及分类100

5.2　电容式传感器的结构类型及主要特性101

5.2.1 结构类型101

5.2.2　电容式传感器的灵敏度及非线性102

5.2.3　电容式传感器的等效电路107

5.3　电容式传感器的测量电路107

5.3.1　电桥电路107

5.3.2　差动脉宽调制电路109

5.3.3　运算放大器式电路110

5.4　典型的电容式传感器111

5.4.1 电容式压力传感器111

5.4.2　电容式加速度传感器112

5.5　电容式传感器的结构及抗干扰问题113

5.5.1 温度变化对结构稳定性的影响113

5.5.2　温度变化对介质介电常数的影响114

5.5.3　绝缘问题114

5.5.4　寄生电容的干扰与防止114

5.6　硅电容式集成传感器116

5.6.1　硅电容式集成压力传感器116

5.6.2　硅电容式加速度传感器117

第6章　电感式传感器119

6.1 自感式电感传感器119

6.1.1　工作原理119

6.1.2　输出特性120

6.1.3　测量电路123

6.1.4 自感式电感传感器的应用124

6.2　差动变压器式传感器125

6.2.1　工作原理125

6.2.2　结构类型和主要特性125

6.2.3　差动变压器的测量电路128

6.2.4　差动变压式传感器的应用129

6.3　电涡流式传感器129

6.3.1　工作原理129

6.3.2　等效电路130

6.3.3　测量电路131

6.3.4　传感器的结构132

6.3.5　电涡流传感器的应用132

第7章　磁电式传感器135

7.1　磁电感应式传感器135

7.1.1　磁电式振动传感器的工作原理136

7.1.2　典型结构138

7.1.3　磁电式传感器的误差140

7.1.4　磁电感应式传感器的应用142

7.2　霍耳式传感器143

7.2.1　霍耳效应143

7.2.2　霍耳元件144

7.2.3　霍耳元件的不等位电势和温度误差的补偿145

7.2.4　集成霍耳传感器147

7.2.5　应用148

第8章　光电式传感器150

8.1　光电测量基本知识150

8.1.1　光源150

8.1.2　光电效应151

8.2　光电器件的特性153

8.2.1　光谱灵敏度S（λ）153

8.2.4　通量阈φH154

8.2.5　响应特性Sz（t）和时间常数τ154

8.2.3　积分灵敏度S154

8.2.2　相对光谱灵敏度Sr（λ）154

8.2.6　光电器件的频率特性Sr（f）155

8.2.7　光照特性U（Ee）155

8.2.8　光谱特性Sr（λ）155

8.2.9　温度特性155

8.2.10　伏安特性I（U）156

8.3　光电器件156

8.3.1　光电管器件156

8.3.2　光敏电阻157

8.3.3　光敏二极管159

8.3.4　光敏晶体管162

8.3.5　光电池164

8.3.6　常用光电传感器及其应用166

8.4　光电位置传感器（PSD）168

8.4.1　PSD的工作原理168

8.4.2　PSD的特性170

8.4.3　PSD的应用171

8.5　CCD图像传感器172

8.5.1　CCD的结构及工作原理172

8.5.2　CCD的应用（CCD固态图像传感器）175

8.6　光纤传感器177

8.6.1　光纤传感器基础177

8.6.2　光纤传感器应用实例180

第9章　气湿色敏传感器184

9.1　气敏传感器184

9.1.1 引言184

9.1.2　气敏传感器的分类186

9.1.3　半导体气敏传感器的工作原理及结构186

9.1.4　其他气敏传感器190

9.1.5　半导体气敏元件的主要特性参数191

9.1.6　气敏传感器的应用194

9.2.1 引言196

9.2　湿敏传感器196

9.2.2　湿敏传感器的主要特性参数198

9.2.3　湿度传感器的分类200

9.2.4　湿敏传感器的测量电路205

9.3　色敏传感器207

9.3.1　半导体色敏器件的结构与工作原理207

9.3.2　半导体色敏传感器的颜色识别电路210

第10章　数字式传感器212

10.1　光栅传感器212

10.1.1　光栅传感器的结构和工作原理212

10.1.2　辨向原理217

10.1.3　细分技术218

10.2　编码器219

10.2.1　光学编码器结构及工作原理220

10.2.2　码制与码盘220

10.2.3　二进制码与循环码的转换222

10.2.4　应用223

10.3　感应同步器224

10.3.1 结构原理225

10.3.2　信号处理方式225

10.3.3　感应同步器位移测量系统226

第11章　温度传感器228

11.1　温度传感器的类型228

11.2　热电阻229

11.2.1　常用热电阻229

11.2.2　热电阻测量电路230

11.3　热敏电阻232

11.3.1　热敏电阻的结构和特点232

11.3.2　热敏电阻的温度特性233

11.4　热电偶235

11.4.1　热电效应及测温原理235

11.4.2　热电偶的基本定律237

11.4.3　热电偶的种类239

11.4.4　热电偶的冷端温度补偿241

11.4.5　热电偶的实用测温电路242

11.4.6　温度测量的动态误差修正244

11.5　集成温度传感器246

11.5.1　PN结温度传感器246

11.5.2　集成温度传感器247

11.5.3　应用举例247

11.6　其他类型温度传感器249

11.6.1　热辐射式测温传感器249

11.6.2　石英晶体温度传感器250

11.6.3　光纤温度传感器251

第12章　智能传感器253

12.1　概述253

12.2　集成智能传感器255

12.2.1　智能传感器的初级形式255

12.2.2　智能传感器的中级形式256

12.2.3　智能传感器的高级形式257

12.3　多传感器信息融合258

12.3.1　曲面拟合法基本原理258

12.3.2　二传感器信息融合的应用261

12.4　人工神经网络在智能传感器中的应用262

12.4.1　神经网络基本知识262

12.4.2　前向网络266

12.4.3　反馈网络270

12.4.4　神经网络在智能传感器中的应用272

第13章　传感器性能测试与校准277

13.1　传感器静态标定的要求277

13.1.1　静态标准条件277

13.1.2　标定仪器设备的精度等级的确定277

13.1.3　静态标定的方法277

13.1.4　传感器静态标定实例278

13.2.1　静态标定280

13.2　压力传感器及测压系统的标定280

13.2.2　测压系统的动态标定281

13.3　测振传感器（振动测量仪器）校准290

13.3.1　绝对标定法290

13.3.2　比较标定法290

13.3.3　互易法291

13.4　力传感器校准292

13.4.1　概述292

13.4.2　基准测力机293

13.4.3　标准测力机295

13.4.4　标准测力计297

13.5　温度传感器校准299

13.5.1　概述299

13.5.2　标准铂电阻301

13.5.3　标准铂铑10—铂热电偶302

13.5.4　校验设备304

14.1.2　在飞机自动驾驶仪及导航系统中的应用305

14.1.1　导航仪305

第14章　传感器的典型应用305

14.1　传感器在航空航天中的应用305

14.1.3　在火箭发动机测试中的应用306

14.2　传感器在兵器工业中的应用307

14.2.1　在弹丸速度测量中的应用307

14.2.2　在自动机运动参数测量中的应用308

14.2.3　在兵器压力测量中的应用310

14.3　传感器在公路交通系统中的应用316

14.3.1　在交通管制及高速公路中的应用316

14.3.2　传感器在汽车工业中的应用316

14.4　传感器在工业自动化中的应用318

14.5　传感器在机器人学中的应用319

14.5.1　视觉传感器320

14.5.2　听觉传感器321

14.5.3　接近觉传感器321

14.5.4　触觉传感器322