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绪论 1

0-1 传感器基本概念与物理定律 1

0-2 传感器的构成法 2

0-3 传感器的分类及要求 3

0-4 传感器的作用和地位 4

0-5 传感器开发的新趋向 6

第一章 传感器技术基础 8

1-1 传感器的一般数学模型 8

一、静态模型 8

二、动态模型 8

1-2 传感器的特性与指标 10

一、传感器的静态特性 10

二、传感器的动态特性 15

三、传感器的性能指标一览 20

1-3 改善传感器性能的技术途径 21

一、结构、材料与参数的合理选择 21

二、差动技术 22

三、平均技术 22

四、稳定性处理 23

五、屏蔽、隔离与干扰抑制 23

六、零示法、差微法与闭环技术 23

七、补偿与校正 24

八、集成化与智能化 24

1-4 传感器的标定与校准 24

一、传感器的静态标定 25

二、传感器的动态标态 26

三、传感器的互换性 28

1-5 系统相似与机电模拟 28

一、机电模拟 28

二、机械阻抗 29

1-6 传感器的网络分析法 33

一、理想传感器的传感矩阵 33

二、实际传感器的传感矩阵 34

第二章 电阻应变式传感器 40

2-1 电阻应变计的基本原理与结构导电材料的应变电阻效应 40

一、导电材料的应变电阻效应 40

二、电阻应变计的结构与类型 42

2-2 电阻应变计的主要特性 44

一、静态特性 44

二、动态特性 47

三、评定应变计主要特性的精度指标 49

2-3 电阻应变计的温度效应及其补偿温度效应及其热输出 49

一、温度效应及其热输出 49

二、热输出补偿方法 49

2-4 电阻应变计的应用 52

一、应变计的选用 52

二、应变计的使用 52

2-5 测量电路 55

一、电阻应变仪 55

二、直流电桥及其输出特性 56

三、交流电桥及其平衡 59

2-6 电阻应变计式传感器 61

一、原理和特点 61

二、应变计式传感器 62

第三章 变磁阻式传感器 66

3-1 传感器线圈的电气参数分析 66

3-2 自感式传感器 70

一、工作原理与输出特性 70

二、测量电器 74

三、自感式传感器的误差 78

3-3 互感式传感器（差动变压器） 82

一、工作原理与类型 82

二、测量电路 86

三、互感式传感器的误差 87

3-4 电感式传感器的应用 88

一、位移与尺寸测量 88

二、压力测量 89

三、力和力矩测量 89

四、振动测量 89

3-5 电涡流式传感器 90

一、工作原理 90

二、结构类型 92

三、测量电路 95

四、电涡流式传感器的应用 97

3-6 压磁式传感器 99

一、压磁效应 99

二、压磁式传感器的工作原理 100

三、影响压磁式传感器特性的因素 100

四、压磁式测力传感器结构 102

五、测量电路 104

4-1 工作原理、结构及特性 105

一、变极矩型电容传感器 105

二、变面积型电容传感器 107

三、变介质型电容传感器 108

4-2 应用中存在的问题及其改进措施 109

一、等效电路 109

二、边缘效应 110

三、静电引力 111

四、寄生电容 111

五、温度影响 112

4-3 测量电路 113

一、耦合式电感电桥 113

二、双T二极管交流电桥 114

三、脉冲调宽电路 115

四、运算放大器电路 116

4-4 电容式传感器及其应用 117

一、电容式位移传感器 117

二、电容式加速度传感器（计） 117

三、电容式力和压力传感器 118

四、电容式物位传感器 119

第五章 磁电式传感器 120

5-1 基本原理与结构型式 120

5-2 磁电式传感器的传递矩阵与动态特性 122

5-3 磁电式传感器的误差及补偿 125

一、非线性误差 126

二、温度误差 126

三、永久磁铁的稳定性 127

5-4 磁电式传感器的应用 128

一、测振传感器 128

二、磁电式力发生器与激振器 130

第六章 压电式传感器 131

6-1 压电效应及材料 131

一、压电效应 131

二、压电材料 132

6-2 压电方程及压电常数 135

一、石英晶片的切型及符号 135

二、压电方程及压电常数矩阵 137

6-3 等效电路及测量电路 141

一、等效电路 141

二、测量电路 142

6-4 压电式传感器及其应用 145

一、应用类型、形式和特点 145

二、压电式加速度传感器（计） 148

三、压电式力和压力传感器 153

四、逆压电效应的应用 155

6-5 影响压电传感器工作性能的主要因素 157

一、横向灵敏度 157

二、环境温度、温度 158

三、安装差异及基座应变 158

四、噪声 159

第七章 热电式传感器 160

7-1 热电阻传惑器 160

一、热电阻 160

二、热敏电阻 161

7-2 热电偶传感器 164

一、热电效应及其工作定律 164

二、热电偶 167

7-3 热电式传感器的应用 171

一、测量管道流量 171

二、热电式继电器 172

三、气体成分析仪 172

四、金属材质鉴别仪 173

第八章 光电式传感器 175

8-1 光源 175

一、光的特性 175

二、常用光源及特性 175

8-2 光电效应及器件 177

一、外光电效应 177

二、内光电效应 178

8-3 光电器件的特性 181

一、光照特性 181

二、光谱特性 182

三、响应时间 182

四、峰值探测率 183

五、温度特性 183

六、伏安特性 184

8-4 新型光电检测器 184

一、光位置传感器 184

二、集成光敏器件 185

三、固态图像传感器 185

四、高速光电器件 189

8-5 光电式传感器 190

一、光电式传感器的类型 190

二、光电式传感器实例 191

第九章 光纤传感器 195

9-1 光纤传感器基础 195

一、光纤波导原理 195

二、光纤的特性 197

三、光纤传感器分类 198

9-2 光调制与解调技术 199

一、强度调制与解调 199

二、偏振调制与解调 203

三、相位调制与解调 205

四、频率调制与解调 209

9-3 光纤传感器实例 209

一、光纤液位传感器 209

二、热辐射光纤温度传感器 210

三、光纤角速度传感器（光纤陀螺） 212

四、光纤电流传感器 213

第十章 数字式传感器 214

10-1 感应同步器 214

一、感应同步器的结构与类型 214

二、感应同步器的工作原理 215

三、数字测量系统 220

四、感应同步器的接长使用 222

10-2 光栅 223

一、光栅的结构与测量原理 223

二、数字转换原理 225

10-3 磁栅 228

一、磁栅的结构与工作原理 228

二、数字测量原理 230

10-4 编码器 231

一、基本结构与原理 231

二、旋转式光电编码器 233

三、测量电路 236

10-5 频率式传感器 239

一、RC频率式传感器 239

二、石英晶体频率式传感器 240

三、弹性振体频率式传感器 241

第十一章 固态传感器及其集成化 247

11-1 扩散硅压阻式传感器 247

一、压阻式传感器的基本原理 247

二、压阻式传感器的基本类型 252

11-2 磁敏传感器 254

一、霍尔式传感器 254

二、其它磁敏传感器 259

11-3 半导体色敏传感器 261

一、半导体色敏传感器的基本原理 261

二、半导体色敏传感器的基本特性 263

11-4 离子敏感器件 264

一、ISFET的结构与工作原理 264

二、ISFET的特点和应用 266

11-5 气敏传感器 268

一、气敏半导体材料的导电机理 268

二、电阻型气敏器件 269

三、非电阻型气敏器件 271

11-6 湿敏传感器 272

一、绝对湿度与相对湿度 272

二、氯化锂湿敏电阻 272

三、半导瓷湿敏电阻 273

11-7 集成传感器 275

一、集成传感器的概念和特点 275

二、集成传感器实例 276

11-8 微机械结构传感器 280

第十二章 智能式传感器 282

12-1 概述 282

一、智能的概念及途径 282

二、功能特点及构成 282

12-2 传感器信号的采集 283

一、传感器输出信号的类型 283

二、传感器输出模拟信号的处理 284

12-3 传感器的智能化控制功能 289

12-4 智能传感器 297

第十三章 闭环传感器 299

13-1 工作原理及特点 300

13-2 力（力矩）平衡式传感器 301

一、力平衡式加速度传感器 301

二、力矩平衡式加速度传感器 304

三、力平衡式差变送器 306

13-3 电平衡式传感器 307

第十四章 机器人传感器 309

14-1 机器人传感器的功能与分类 309

14-2 机器人视觉传感器 312

一、视觉检测 312

二、视觉图像的分析 314

三、描绘 316

四、识别 316

14-3 机器人广义触觉传感器 317

一、机器人接触觉传感器 317

二、机器人压觉传感器 318

三、机器人力觉传感器 321

四、机器人接近觉传感器 322

五、机器人滑觉传感器 324

第十五章 近代检测技术 326

15-1 超声检测 326

一、超声检测的物理基础 326

二、超声波探头 328

三、超声波检测技术的应用 328

15-2 红外检测 331

一、红外检测的物理基础 331

二、红外探测器 332

三、红外辐射检测技术的应用 333

15-3 核辐射检测 336

一、核辐射检测的物理基础 336

二、核辐射传感器 337

三、核辐射检测技术的应用 339

15-4 激光检测 341

一、激光检测的物理基础 341

二、激光器及其特点 342

三、激光检测技术的应用 342

15-5 微波检测 343

一、微波检测的基本知识 343

二、微波传感器 344

三、微波检测技术的应用 345

参考文献 348