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第1章 绪论 1

1．1传感器概述及分类 1

1．1．1传感器概述 1

1．1．2传感器分类 2

1．2传感器常用名词及术语 4

1．3信号调理电路在检测技术中的作用及要求 5

1．3．1信号调理电路的作用 5

1．3．2信号调理电路设计的要求 6

1．4传感器与信号调理技术的发展趋势 9

思考与练习题 12

第2章 电阻式传感器 13

2．1电位器式电阻传感器 13

2．1．1基本工作原理 13

2．1．2输出—输入特性 14

2．1．3结构形式 14

2．2应变式电阻传感器 16

2．2．1应变式电阻传感器的工作原理 16

2．2．2电阻应变片的基本结构 17

2．2．3电阻应变片的种类 18

2．2．4应变片的选择与安装 20

2．2．5温度误差及其补偿 20

2．2．6电阻应变片测量电路 22

2．3电阻式传感器的应用 23

2．3．1电位器式压力传感器 23

2．3．2应变式测力与荷重传感器 23

2．3．3应变式压力传感器 24

2．3．4电阻应变片在轧制力检测中的应用 25

2．3．5应变传感器对加速度的测量 25

思考与练习题 26

第3章 电容、电感式传感器 28

3．1电容式传感器的工作原理及结构 28

3．1．1电容式传感器的工作原理 28

3．1．2电容式传感器的类型及特性 29

3．1．3电容式传感器的输出特性 31

3．1．4电容式传感器的等效电路 33

3．2电容式传感器测量电路 33

3．2．1普通交流电桥测量电路 33

3．2．2变压器电桥测量电路 34

3．2．3二极管双T型交流电桥 35

3．2．4运算放大器式测量电路 36

3．2．5脉冲调制电路 36

3．2．6谐振式测量电路 38

3．2．7调频电路 38

3．3电容式传感器的应用 39

3．3．1电容式压力传感器 39

3．3．2电容式加速度传感器 40

3．3．3电容式液位传感器 40

3．3．4电容式荷重传感器 41

3．3．5电容式测厚仪 41

3．4电感式传感器的结构与工作原理 42

3．4．1自感式电感传感器的结构与工作原理 42

3．4．2互感式电感传感器 47

3．4．3电涡流式传感器 53

3．5电感式传感器的应用 58

3．5．1位移测量 58

3．5．2力和压力的测量 58

3．5．3振动和加速度的测量 59

3．5．4液位测量 59

3．5．5电涡流传感器的应用 60

思考与练习题 61

第4章 热电式传感器 63

4．1热电偶传感器 63

4．1．1热电偶工作原理 64

4．1．2热电偶的基本定律 65

4．1．3热电偶的材料、结构及种类 68

4．1．4 热电偶补偿导线的选用 78

4．1．5热电偶的冷端温度补偿 79

4．1．6多个热电偶的连接使用 81

4．1．7热电偶测量电路 82

4．2热电阻式温度传感器 85

4．2．1金属热电阻传感器 86

4．2．2半导体热敏电阻 94

4．3 PN结型测温传感器 98

4．3．1温敏二极管传感器 99

4．3．2温敏三极管传感器 101

4．3．3集成电路温度传感器 103

思考与练习题 109

第5章 光电式传感器 110

5．1光电效应 110

5．1．1外光电效应 110

5．1．2内光电效应 111

5．2外光电效应器件 113

5．2．1光电管及其特性 113

5．2．2光电倍增管及其特性 115

5．3内光电效应器件 116

5．3．1光敏电阻 117

5．3．2光电池 120

5．3．3光电二极管和光电三极管 123

5．4新型光电传感器件 127

5．4．1 PIN型硅光电二极管 127

5．4．2雪崩式光电二极管（APD） 128

5．4．3半导体色敏传感器 128

5．4．4光电闸流晶体管 130

5．4．5达林顿光电三极管 131

5．4．6光电耦合器件 131

5．4．7集成光电传感器 132

5．4．8光导摄像管 133

5．4．9 CCD图像传感器 133

5．5光电式传感器应用实例 136

5．5．1光电二极管应用实例 136

5．5．2光电三极管应用实例 137

5．5．3光电池应用实例 138

5．5．4光敏电阻应用实例 139

5．5．5光电式输液量监测系统 140

思考与练习题 143

第6章 其他传感器 144

6．1压电式传感器 144

6．1．1压电式传感器的工作原理 144

6．1．2压电材料及压电元件的结构 147

6．1．3压电式传感器的测量电路 150

6．1．4压电式传感器的应用 151

6．2磁电式传感器 152

6．2．1磁电式传感器测量原理 153

6．2．2磁电式传感器的结构和应用 153

6．3霍尔传感器 156

6．3．1霍尔传感器的工作原理 156

6．3．2霍尔元件的结构 159

6．3．3霍尔传感器测量电路 160

6．3．4霍尔传感器的应用 162

6．3．5霍尔集成传感器及应用 166

6．4气敏传感器 168

6．4．1概述 168

6．4．2电阻型半导体气敏传感器 169

6．4．3非电阻型半导体气敏传感器 174

6．4．4气敏传感器的应用 175

6．5湿敏传感器 177

6．5．1概述 177

6．5．2水分子亲和力型湿敏传感器 178

6．5．3非水分子亲和力型湿敏传感器 182

6．5．4湿敏传感器的应用 182

6．6超声波传感器 183

6．6．1超声波的产生 184

6．6．2超声波的接收 186

6．6．3超声波的传播特性 186

6．6．4超声波传感器的结构 188

6．6．5超声波传感器的应用 189

6．7红外传感器 195

6．7．1红外辐射的产生及其特性 195

6．7．2红外辐射的基本定律 196

6．7．3红外探测器（传感器） 197

6．7．4红外传感器的应用 198

6．8光纤传感器 202

6．8．1光纤结构与传光原理 203

6．8．2光纤传感器的结构及工作原理 203

6．8．3光纤传感器的特点与应用 213

思考与练习题 214

第7章 信号放大技术 216

7．1基本放大电路 216

7．1．1运算放大器及其特性 216

7．1．2 T型放大器 218

7．1．3电桥放大器 219

7．1．4高输入阻抗放大电路 221

7．2测量放大器 222

7．2．1测量放大器的工作原理 223

7．2．2共模抑制比 224

7．2．3测量放大器应用举例 225

7．3可编程增益放大器 226

7．4低漂移放大器 227

7．4．1斩波稳零低漂移放大电路 227

7．4．2自动稳零放大电路 229

7．4．3低漂移集成放大器 230

7．5隔离放大器 232

7．5．1 隔离放大器的基本原理 232

7．5．2通用隔离放大电路 233

7．6电荷放大器 235

思考与练习题 236

第8章 信号滤波技术 238

8．1滤波器的基本知识 238

8．1．1滤波器的类型 238

8．1．2模拟滤波器的传递函数与特性 240

8．1．3二阶滤波器及其特性 242

8．1．4滤波器特性的逼近以及阻尼系数对滤波器特性的影响 247

8．2 RC有源滤波器电路综合 250

8．2．1有限增益放大源的单端反馈型有源滤波电路 251

8．2．2无限增益多路反馈型滤波电路 254

8．2．3双二阶环滤波电路 257

8．2．4 RC有源滤波器的设计 259

思考与练习题 262

第9章 信号转换技术 264

9．1电桥电路在信号转换技术中的应用 264

9．1．1直流电阻桥及其ΔR／ΔU的转换原理 264

9．1．2交流阻抗电桥 270

9．2电量转换技术 270

9．2．1 R／U转换技术 270

9．2．2 C／U及C／T转换技术 271

9．2．3 L／U及L／T转换技术 273

9．2．4 I／U及U／I转换 2

9．2．5 U／F和F／U转换 278

9．3电压转换技术 287

9．3．1 AC／DC转换技术 287

9．3．2 DC／AC转换技术 289

9．4信号的非线性补偿技术 290

9．4．1开环补偿法 290

9．4．2闭环补偿法 291

9．4．3差动补偿法 292

9．4．4分段补偿法 292

9．4．5微机软件的非线性补偿技术 293

思考与练习题 296

第10章 抗干扰技术 297

10．1 干扰的来源及干扰的耦合方式 297

10．1．1干扰的来源 297

10．1．2干扰的耦合方式及传输途径 298

10．2差模干扰和共模干扰 302

10．2．1差模干扰 302

10．2．2共模干扰 302

10．2．3共模干扰抑制比 303

10．3干扰抑制技术 304

10．3．1屏蔽技术 304

10．3．2接地技术 306

10．3．3浮空技术 310

10．3．4隔离技术 310

10．3．5布线技术 311

思考与练习题 313

参考文献 314