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绪论1

目录1

第1章 电流、电压和功率的测量7

1.1 电流的测量7

1.1.1 电流表直接测量法7

1.1.2 电流-电压转换法11

1.1.3 电流-频率转换法13

1.1.4 电流-磁场转换法13

1.1.5 电流互感器法14

1.2 电压的测量15

1.2.1 直流电压的测量15

1.2.2 交流电压的测量18

1.3.1 用电动系功率表测量功率22

1.3 功率的测量22

1.3.2 用时分割乘法器测量功率25

思考题与习题27

第2章 频率、时间和相位的测量28

2.1 频率的测量28

2.1.1 频率的模拟测量28

2.1.2 频率（周期）的数字测量30

2.2 时间间隔的数字测量34

2.2.1 测量原理34

2.2.2 测量误差与测量范围35

2.3 相位差的数字测量36

2.3.1 相位-电压转换法36

2.3.2 相位-时间转换法37

思考题与习题38

第3章 阻抗（电阻、电容、电感）的测量39

3.1 电桥法39

3.1.1 惠斯顿电桥39

3.1.2 平衡电桥法40

3.1.3 不平衡电桥法41

3.2 阻抗-电压转换法46

3.2.1 欧姆法（恒流法）46

3.2.2 比例运算法48

3.2.3 差动脉冲调宽法49

3.3 阻抗-频率转换法50

3.3.1 调频法50

3.3.2 积分法51

3.4 阻抗-数字转换法53

3.4.1 电阻-数字转换法53

3.4.2 电感、电容-数字转换法54

思考题与习题56

第4章 阻抗型传感器57

4.1 电阻式传感器57

4.1.1 电位器式传感器57

4.1.2 应变式传感器和压阻式传感器59

4.1.3 热电阻和热敏电阻67

4.1.4 气敏电阻71

4.1.5 湿敏电阻73

4.2.1 基本原理与结构类型76

4.2 电容式传感器76

4.2.2 输出特性77

4.2.3 等效电路分析79

4.2.4 接口电路选择80

4.3 电感式传感器80

4.3.1 自感式传感器81

4.3.2 互感式传感器（差动变压器）86

4.3.3 压磁式传感器90

4.3.4 电涡流式传感器93

8.6.2 传感器的发展趋势 197

思考题与习题97

5.1 磁电式传感器98

5.1.1 基本原理和组成98

5.1.2 结构类型98

第5章 电压型传感器98

5.1.3 测量电路100

5.2 压电式传感器100

5.2.1 压电效应及其表达式100

5.2.2 压电材料103

5.2.3 压电元件106

5.2.4 接口电路108

5.3 热电偶传感器111

5.3.1 热电效应111

5.3.2 热电偶的材料、型号及结构114

5.3.3 热电偶测温116

5.4.1 光电器件119

5.4 光电式传感器119

5.4.2 光电器件的基本特性123

5.4.3 光电式传感器的基本组成和类型128

5.5.1 霍尔效应130

5.5 霍尔传感器130

5.5.2 霍尔传感器组成与基本特性131

5.5.3 霍尔传感器的应用133

5.5.4 测量误差及其补偿办法135

思考题与习题139

第6章 半导体传感器141

6.1 半导体管传感器141

6.1.1 磁敏二极管和磁敏三极管141

6.1.2 热敏管145

6.1.3 气敏管147

6.2 半导体集成传感器148

6.1.4 湿敏管148

6.2.1 集成霍尔传感器149

6.2.2 集成温度传感器150

6.2.3 湿度、压力、加速度集成传感器151

思考题与习题152

第7章 数字式传感器153

7.1 编码器153

7.1.1 直接编码器153

7.1.2 增量编码器157

7.2 光栅与磁栅158

7.2.1 光栅158

7.2.2 磁栅163

7.3.1 感应同步器的类型和结构166

7.3 感应同步器166

7.3.2 感应同步器的工作原理168

7.4 频率式传感器172

7.4.1 振弦式传感器172

7.4.2 振筒式传感器175

7.4.3 振膜式和振梁式传感器177

7.4.4 石英晶体谐振式传感器178

思考题与习题179

8.1 光纤传感器180

8.1.1 光导纤维的结构和传光原理180

第8章 新型传感器180

8.1.2 光纤传感器的基本原理和类型182

8.2 CCD图像传感器184

8.2.1 CCD的工作原理184

8.2.2 CCD图像传感器的结构186

8.3 激光与红外传感器188

8.3.1 激光传感器188

8.3.2 红外传感器190

8.4 超声波与声表面波传感器192

8.4.1 超声波传感器192

8.5.1 核辐射检测的物理基础194

8.5 核辐射传感器194

8.4.2 声表面波传感器194

8.5.2 核辐射传感器195

8.6 传感器发展的新趋向197

8.6.1 社会发展对传感器需求的新动向197

思考题与习题198

第9章 几何量电测法199

9.1 位移电测法199

9.1.1 位移电测法的分类199

9.1.2 位移的间接电测法199

9.1.3 各种位移传感器的性能比较202

9.2.1 摆锤式204

9.2 倾角电测法204

9.2.2 液体摆式206

9.2.3 气体摆式207

9.3 厚度电测法207

9.3.1 电感式和电涡流式207

9.3.2 电容式208

9.3.3 核辐射式和超声波式209

9.4 物（液）位电测法210

9.4.1 超声波法210

9.4.2 浮力法212

9.4.3 差压法213

9.4.4 电容法214

思考题与习题214

10.1.1 模拟式电测法216

第10章 机械量电测法216

10.1 转速的电测法216

10.1.2 计数式电测法218

10.2 振动的电测法222

10.2.1 相对振动传感器与绝对振动敏感器222

10.2.2 绝对振动电测法225

10.2.3 振动加速度传感器实例230

10.2.4 压电式加速度电测系统分析233

10.3 力与荷重的电测法234

10.3.1 力敏感器234

10.3.2 力的间接电测法236

10.3.3 荷重传感器与电子秤237

10.3.4 各类型力传感器比较239

10.4 力矩的电测法239

10.4.1 扭轴（扭矩敏感器）239

10.4.2 力矩的扭轴式电测法240

思考题与习题243

第11章 热工量电测法245

11.1 压力和差压的电测法245

11.1.1 压力的概念、单位和测量方法245

11.1.2 压力敏感器247

11.1.3 压力电测法248

11.1.4 差压电测法252

11.2.1 温度的概念、单位和测量方法253

11.2 温度的电测法253

11.2.2 接触式测温法254

11.2.3 接触式测温电路实例255

11.2.4 非接触式测温法261

11.3 流量的电测法263

11.3.1 流量的概念263

11.3.2 流量-转速转换法264

11.3.3 流量-差压、力、位移转换法266

11.3.4 流量-频率转换法268

11.3.5 流量-温度转换法269

11.3.6 非接触式流量测量法271

思考题与习题273

12.1.1 水分和湿度的定义及表示方法274

12.1.2 固体水分电测法274

第12章 成分与含量的电测法274

12.1 水分和湿度电测法274

12.1.3 气体湿度电测法276

12.2 密度和浓度电测法278

12.2.1 密度电测法278

12.2.2 浓度电测法279

12.3 气体分析与检测281

12.3.1 气体分析281

12.3.2 家用气体检测器285

思考题与习题286

参考文献288