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第一章传感器技术基础3

1-1传感器的基本概念3

1．传感器的定义3

2．传感器的物理定律4

3．传感器的组成5

4．传感器的分类9

1-2传感器的静态数学模型及其基本特性指标10

1．传感器的静态模型11

2．传感器的静态特性指标12

1．动态模型17

1-3传感器的动态数学模型及其动态特性指标17

2．传感器的动态特性指标20

3．一阶系统的动态响应分析23

1-4改善传感器性能的技术途径25

1．结构、材料与参数的合理选择25

2．差动技术26

3．平均技术28

4．稳定性处理29

5．屏蔽、隔离和干扰抑制29

6．零示法、微差法与闭环技术31

8．集成化与智能化33

7．补偿与校正33

1．标定与校准的概念34

1-5传感器的标定与校准34

2．标定的基本方法35

3．标定系统的组成35

4．传感器的静态标定及设备36

5．传感器的动态标定及设备36

习题36

2-1电位器式传感器37

1．线绕电位器式传感器37

第二章电阻式传感器37

2．非线绕电位器式传感器41

3．电位器式传感器的应用43

2-2电阻应变计的原理及特性44

1．电阻应变计的结构及原理44

2．电阻应变计的特性47

3．电阻应变计的分类52

2-3测量电路及电阻应变仪53

1．应变电桥53

2．直流电桥及输出特性54

3．交流电桥及其平衡61

4．电阻应变仪62

2-4电阻应变式传感器的应用67

1．应变式传感器的特点67

2．应变计的使用68

习题72

第三章电容式传感器74

3-1电容式传感器的工作原理和结构74

1．基本工作原理74

2．变间隙型电容传感器75

3．变面积型电容传感器78

4．变介质型电容传感器80

3-2电容式传感器的测量电路82

1．调频电路82

2．调幅电路83

3．脉冲宽度调制电路89

3-3电容式传感器的应用91

1．等效电路91

2．应用中存在的问题92

3．应用举例94

习题96

1．结构和工作原理98

第四章电感式传感器98

4-1自感式传感器98

2．变气隙式自感传感器99

3．差动自感传感器100

4．测量电路101

4-2互感式传感器103

1．结构与工作原理103

2．等效电路104

3．测量电路106

1．基本原理109

4-3电涡流式传感器109

2．结构类型110

3．测量电路111

4-4电感式传感器的应用113

习题116

第五章压电式传感器117

5-1压电效应和压电材料117

1．压电效应117

2．压电材料简介118

3．石英晶体的压电特性118

4．压电陶瓷的压电现象119

5-2压电传感器的等效电路和测量电路120

1．压电晶体的连接方式120

2．压电传感器的等效电路121

3．压电传感器的测量电路122

5-3压电式传感器的应用125

习题127

第六章热电式传感器128

6-1热电阻128

1．热电阻材料的特点128

2．常用热电阻129

3．热电阻的测量电路130

4．热电阻应用举例131

6-2热敏电阻132

1．热敏电阻的结构和特点132

2．热敏电阻的温度特性133

3．NTC热敏电阻输出特性的线性化处理134

4．应用举例135

6-3热电偶136

1．热电效应136

2．热电偶基本定律138

3．热电偶的结构种类139

4．热电偶实用测量电路141

5．热电偶冷端补偿方法142

6．应用举例143

6-4 PN结型温度传感器144

1．温敏二极管144

2．温敏三极管145

3．集成温度传感器146

习题147

1．霍尔效应148

7-1霍尔传感器148

第七章磁敏式传感器148

2．霍尔元件的主要技术参数150

3．霍尔元件的连接方式和输出电路150

4．霍尔元件的测量误差和补偿方法152

5．霍尔传感器的应用153

7-2磁敏电阻器154

1．磁阻效应155

2．磁敏电阻的结构及特性155

7-3磁敏二极管和磁敏三极管156

1．磁敏二极管的结构和工作原理156

2．磁敏三极管的结构和工作原理158

习题159

第八章光电式传感器160

8-1光电效应160

1．外光电效应160

2．内光电效应161

8-2外光电效应的光电器件162

1．光电管及其基本特性162

2．光电倍增管及其基本特性164

1．光敏电阻165

8-3内光电效应器件165

2．光电池167

3．光敏二极管和光敏三极管169

8-4新型光电传感器172

1．光位置传感器（SPD）172

2．高速光电二极管172

3．色敏光电传感器173

4．光固态图像传感器174

8-5光电传感器的应用178

1．模拟式光电传感器及应用178

2．开关式光电传感器及应用179

3．光电池的应用181

4．CCD图像传感器的应用182

习题184

第九章光纤传感器185

9-1光纤传感器基础185

1．光纤的结构185

2．光纤波导原理186

3．光纤的特性及分类187

4．光纤传感器的基本原理及类型188

9-2光纤传感器的调制技术189

1．强度调制191

2．频率调制与解调193

习题193

第十章实验194

实验一电位器式传感器及对接触线抬升量的测量194

实验二电阻应变式传感器及电阻应变仪的原理和使用197

实验三电涡流位移传感器的原理及其静态标定方法204

实验四热电式传感器的温度自动控制实验（半自拟）208

实验五光纤高低电压隔离信号传输实验212

实验六光电报警实验（半自拟）218

主要参考文献224