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第1章 绪论1

1.1 传感器基本概念1

1.1.1 传感器的定义与分类1

1.1.2 传感器的命名方法2

1.1.3 传感器的基本特性3

1.1.4 传感器的选用6

1.1.5 传感器的发展趋势8

1.2 传感器的标定10

1.2.1 标定的概念10

1.2.2 标定的基本方法10

1.2.3 传感器的静态标定10

1.2.4 传感器的动态标定11

本章小结12

思考与练习12

第2章 温度测量传感器13

2.1 电阻式温度传感器13

2.1.1 金属热电阻13

2.1.2 半导体热敏电阻15

2.1.3 电阻式温度传感器的测量电路18

2.1.4 工业热电阻命名方法20

2.1.5 电阻式温度传感器的应用20

2.2 热电偶24

2.2.1 工作原理及基本定律24

2.2.2 热电偶结构25

2.2.3 热电偶的冷端补偿方法26

2.2.4 热电偶的测量误差31

2.2.5 常用热电偶及热电偶命名方法32

2.2.6 热电偶应用电路33

2.3 集成温度传感器35

2.3.1 集成温度传感器的分类与特点35

2.3.2 集成温度传感器的应用36

2.4 红外测温技术42

2.4.1 红外测温原理43

2.4.2 红外测温技术的应用44

2.5 温度测量传感器性能比较44

本章小结46

温度测量传感器实验46

思考与练习48

第3章 力与压力测量传感器49

3.1 电阻式压力传感器49

3.1.1 金属电阻应变式传感器49

3.1.2 压阻式传感器54

3.1.3 电阻式压力传感器的驱动及测量电路56

3.1.4 电阻式压力传感器的应用60

3.2 压电式压力传感器63

3.2.1 压电效应与压电式压力传感器63

3.2.2 压电式压力传感器等效电路64

3.2.3 压电式压力传感器测量电路65

3.2.4 压电式压力传感器主要技术指标67

3.2.5 压电式传感器的应用68

3.3 差动变压器式传感器69

3.3.1 差动变压器工作原理69

3.3.2 差动变压器的主要特性70

3.3.3 差动变压器的误差及补偿71

3.3.4 差动变压器测量电路72

3.3.5 差动变压器的应用76

3.4 集成压力传感器79

3.4.1 集成硅压力传感器79

3.4.2 智能压力传感器83

3.5 压磁式传感器87

3.5.1 压磁式传感器的工作原理88

3.5.2 压磁式传感器的测量误差89

3.5.3 压磁式传感器测量电路90

3.6 力与压力测量传感器性能比较90

本章小结91

力与压力测量传感器实验92

思考与练习95

第4章 位移与速度测量传感器96

4.1 电感式位移传感器96

4.1.1 电感位移传感器原理与分类96

4.1.2 电感式位移传感器输出特性98

4.1.3 电感式位移传感器测量电路98

4.2 电涡流式传感器99

4.2.1 电涡流式传感器工作原理100

4.2.2 电涡流式传感器测量电路101

4.2.3 电涡流式传感器的应用103

4.3 电容式位移传感器106

4.3.1 电容式位移传感器原理与分类106

4.3.2 电容式位移传感器的特点107

4.3.3 电容式位移传感器测量电路108

4.3.4 电容式位移传感器的应用111

4.4 霍尔传感器113

4.4.1 霍尔传感器的结构与工作原理113

4.4.2 霍尔传感器的主要参数114

4.4.3 霍尔传感器测量电路与误差补偿114

4.4.4 霍尔传感器的应用117

4.5 光栅式传感器118

4.5.1 光栅的结构与种类118

4.5.2 光栅式传感器的工作原理119

4.5.3 辨向与细分电路120

4.5.4 光栅式传感器参数121

4.5.5 光栅式传感器的应用122

4.6 微波传感器123

4.6.1 微波传感器的原理与分类123

4.6.2 微波传感器的应用124

4.7 超声波传感器125

4.7.1 超声波及其特性125

4.7.2 超声波传感器的工作原理、主要参数及发送与接收125

4.7.3 超声波传感器的应用128

4.8 位移检测传感器性能比较131

本章小结132

位移与速度测量传感器实验133

思考与练习135

第5章 角度与角位移测量传感器137

5.1 感应同步器137

5.1.1 感应同步器的结构与工作原理138

5.1.2 感应同步器信号处理140

5.1.3 感应同步器的应用141

5.2 光电编码器142

5.2.1 光电编码器原理与分类142

5.2.2 光电编码器主要参数143

5.2.3 光电编码器的应用144

5.3 旋转变压器146

5.3.1 旋转变压器的基本工作原理146

5.3.2 旋转变压器信号处理148

5.3.3 旋转变压器的应用154

5.4 自整角机155

5.4.1 自整角机的工作原理156

5.4.2 自整角机主要参数158

5.4.3 自整角机—数字信号转换器159

5.4.4 自整角机的应用161

5.5 角度与角位移测量传感器性能比较163

本章小结164

角度与角位移测量传感器实验165

思考与练习169

第6章 磁场与成分参数测量传感器170

6.1 磁敏电阻传感器170

6.1.1 磁敏传感器的工作原理与结构170

6.1.2 磁敏电阻常用型号172

6.1.3 磁敏电阻的应用173

6.2 集成磁场传感器174

6.2.1 线性集成磁场传感器175

6.2.2 磁场角度集成传感器175

6.2.3 集成磁场传感器的应用176

6.3 磁敏二极管和磁敏晶体管178

6.3.1 磁敏二极管工作原理和主要特性178

6.3.2 磁敏晶体管工作原理和主要特性181

6.3.3 磁敏二极管和磁敏晶体管常用型号183

6.3.4 磁敏二极管和磁敏晶体管的应用184

6.4 气敏传感器186

6.4.1 气敏传感器基本概念186

6.4.2 电阻型半导体气敏传感器186

6.4.3 气敏传感器常用型号188

6.4.4 气敏传感器的应用189

6.5 湿敏传感器191

6.5.1 湿敏传感器的基本概念及分类191

6.5.2 湿敏电阻的类型及工作原理193

6.5.3 湿敏传感器常用型号196

6.5.4 湿敏传感器的应用197

本章小结199

磁场与成分参数检测传感器实验200

思考与练习201

第7章 光学测量传感器203

7.1 概述203

7.1.1 热辐射光源203

7.1.2 气体放电光源204

7.1.3 发光二极管204

7.1.4 激光器205

7.2 光电效应205

7.2.1 外光电效应205

7.2.2 内光电效应206

7.3 光敏电阻206

7.3.1 光敏电阻的工作原理和结构206

7.3.2 光敏电阻的特性和参数207

7.3.3 光敏电阻器的分类和常用型号209

7.3.4 光敏电阻器性能检测210

7.3.5 光敏电阻器的应用210

7.3.6 光敏电阻的特点及使用注意事项213

7.4 光敏二极管和光敏晶体管214

7.4.1 光敏二极管和光敏晶体管的结构和工作原理214

7.4.2 光敏二极管和光敏晶体管的参数和特性215

7.4.3 常用光敏二极管和光敏晶体管型号及参数217

7.4.4 光敏二极管和光敏晶体管的简易测试方法219

7.4.5 光敏二极管和光敏晶体管的应用220

7.4.6 光敏二极管和光敏晶体管的特点及应用注意事项222

7.5 光耦合器222

7.5.1 光耦合器的结构与原理222

7.5.2 光耦合器的主要参数223

7.5.3 常用光耦合器型号及参数224

7.5.4 光耦合器简易测试方法225

7.5.5 光耦合器的应用226

7.6 光电池228

7.6.1 光电池原理与结构228

7.6.2 光电池特性及参数229

7.6.3 部分常用光电池的型号参数230

7.6.4 光电池的应用231

7.7 光纤传感器232

7.7.1 光纤传感器基本理论232

7.7.2 光纤传感器分类234

7.7.3 光纤传感器的应用234

7.7.4 光纤传感器的特点236

7.8 CCD图像传感器237

7.8.1 CCD图像传感器的基本理论238

7.8.2 CCD图像传感器主要特性参数241

7.8.3 CCD图像传感器的应用241

本章小结243

光学测量传感器实验243

思考与练习246

第8章 传感器的补偿和抗干扰技术247

8.1 传感器的补偿技术247

8.1.1 非线性误差及补偿247

8.1.2 温度误差及补偿250

8.2 传感器的抗干扰技术252

8.2.1 干扰的分类252

8.2.2 干扰的耦合方式255

8.2.3 抑制干扰的措施256

本章小结260

思考与练习261

第9章 智能家居环境监测系统传感器设计262

9.1 智能家居安防系统传感器设计262

9.1.1 家居防盗报警系统传感器设计262

9.1.2 无线门磁传感器系统设计270

9.2 家居有害气体检测报警系统设计271

9.2.1 常用气敏传感器的分类及工作原理271

9.2.2 基于QM-N5型气敏元件的家居有害气体检测报警电路设计272

9.3 火灾报警系统传感器选择与设计273

9.3.1 常用的火灾探测器种类及原理介绍273

9.3.2 火灾探测器的选择274

9.3.3 离子感烟探测器设计275

9.3.4 光电感烟探测器设计277

9.4 家居温湿度检测传感器系统设计280

9.4.1 常用温度测量传感器及原理280

9.4.2 常用湿度测量方法及传感器介绍281

9.4.3 用SHT11传感器构建温度测量系统282

本章小结288

附录289

附录A 常用热电阻分度表289

附录B 常用热电偶分度表293

参考文献312