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第1章 传感器技术基础 1

1．1 传感器的定义及组成 1

1．1．1 传感器的定义 1

1．1．2 传感器的组成与分类 1

1．1．3 传感器的作用与地位 3

1．1．4 传感器技术的发展动向 4

1．2 传感器的基本特性 5

1．2．1 传感器的静态特性 5

1．2．2 传感器的动态特性 8

1．3 传感器的标定 11

1．3．1 标定的方法及组成 11

1．3．2 传感器的静态标定 11

1．3．3 传感器的动态标定 12

1．4 传感器的命名及技术指标 13

1．4．1 传感器的命名方法及代号 13

1．4．2 传感器的技术指标 15

1．5 传感器的选择与使用 15

1．5．1 传感器的正确选择 15

1．5．2 传感器的合理使用 17

思考题与习题 17

第2章 电阻与电容式传感器技术 18

2．1 电阻应变式传感器 18

2．1．1 电阻应变效应 18

2．1．2 电阻应变片 20

2．1．3 电阻应变片的温度补偿 22

2．1．4 测量电路 22

2．1．5 电阻应变式传感器的应用 29

2．2 压阻式传感器 37

2．2．1 半导体电阻应变片 37

2．2．2 压阻式传感器 38

2．2．3 压阻式传感器在压力测量中的应用 40

2．3 电位器式传感器 42

2．3．1 线绕式电位器传感器 42

2．3．2 非线绕式电位器传感器 46

2．4 电容式传感器 47

2．4．1 电容式传感器的工作原理及结构形式 48

2．4．2 电容式传感器的等效电路 55

2．4．3 测量电路 56

2．4．4 电容式传感器的应用 60

思考题与习题 63

第3章 自感与压电式传感器技术 64

3．1 自感式传感器 64

3．1．1 自感式传感器的工作原理及分类 64

3．1．2 自感式传感器输出特性 66

3．1．3 差动自感传感器的原理 66

3．1．4 自感式位移传感器 68

3．2 差动变压器 69

3．2．1 差动变压器工作原理及特性 69

3．2．2 差动变压器测量电路 71

3．2．3 微小位移测量 72

3．3 电涡流传感器 72

3．3．1 电涡流效应 73

3．3．2 高频反射式涡流传感器 73

3．3．3 低频透射式涡流传感器 76

3．3．4 电涡流式传感器的应用 77

3．4 感应同步器 78

3．4．1 感应同步器的结构 78

3．4．2 感应同步器的工作原理 81

3．4．3 感应同步器的电气参数 82

3．5 压电式传感器 82

3．5．1 压电式传感器的工作原理 82

3．5．2 压电式传感器的连接形式及等效电路 87

3．5．3 压电式传感器的测量电路 89

3．5．4 压电式传感器应用举例 91

3．6 石英晶体谐振式传感器 93

3．6．1 石英晶体谐振式温度传感器 93

3．6．2 压电汞蒸气探测器 95

3．7 声表面波传感器 95

3．7．1 声表面波传感器的工作原理 95

3．7．2 声表面波压力传感器 96

3．7．3 声表面波电力传感器 97

思考题与习题 98

第4章 磁敏与磁电式传感器技术 99

4．1 磁敏传感器 99

4．1．1 磁敏电阻 99

4．1．2 磁敏二极管 103

4．1．3 磁敏晶体管 106

4．2 磁电感应式传感器 109

4．2．1 磁电感应式传感器的工作原理及测量电路 109

4．2．2 磁电感应式传感器的灵敏度 110

4．2．3 磁电感应式传感器的应用 112

4．3 霍尔式传感器 114

4．3．1 霍尔式传感器的工作原理与特性 114

4．3．2 霍尔元件的误差及其补偿 119

4．3．3 霍尔式传感器的应用 122

4．4 磁场检测 124

4．4．1 电磁感应法测磁场 124

4．4．2 磁通门磁强计测量磁场 126

思考题与习题 128

第5章 光电式传感器技术 130

5．1 光电效应及光电器件 130

5．1．1 外光电效应及器件 130

5．1．2 内光电效应及器件 132

5．1．3 阻挡层光电效应及器件 134

5．1．4 光电式转速计 138

5．2 光栅式传感器 140

5．2．1 光栅的基本结构 140

5．2．2 光栅传感器的工作原理 141

5．3 码盘式传感器 144

5．3．1 光电码盘式传感器的工作原理 144

5．3．2 光电码盘 145

5．3．3 光电码盘的应用 149

5．4 激光式传感器 149

5．4．1 激光的特性和稳频方法 149

5．4．2 激光干涉传感器测长原理 151

5．5 光纤传感器 152

5．5．1 光纤传感器工作原理 152

5．5．2 光纤温度传感器 153

5．5．3 光纤压力传感器 155

5．6 图像传感器 157

5．6．1 CCD的基本工作原理 157

5．6．2 CCD器件 160

5．6．3 光电位置传感器（PSD） 162

5．6．4 数码照相机 164

思考题与习题 167

第6章 热电式传感器技术 168

6．1 热电阻式温度传感器 168

6．1．1 金属热电阻传感器 168

6．1．2 半导体热敏电阻传感器 170

6．2 PN结型温度传感器 174

6．2．1 二极管温度传感器 174

6．2．2 晶体管温度传感器 176

6．3 热电偶传感器 178

6．3．1 热电偶测温原理 178

6．3．2 热电极材料及常用热电偶 182

6．3．3 热电偶的结构 185

6．3．4 热电偶冷端温度补偿 186

6．3．5 热电偶常用测温线路 189

6．4 辐射式温度传感器 191

6．4．1 辐射测温的物理基础 191

6．4．2 辐射测温方法 192

6．5 薄膜热传感器 195

6．5．1 金属薄膜热电阻 195

6．5．2 多晶硅薄膜热电阻 197

6．6 集成温度传感器 198

6．6．1 集成温度传感器工作原理及分类 198

6．6．2 电压型集成温度传感器μPC616A／C 199

6．6．3 电流型集成温度传感器AD590 200

6．6．4 数字输出型传感器DS18B20 202

思考题与习题 204

第7章 波与核辐射式传感器技术 206

7．1 微波式传感器 206

7．1．1 微波式传感器的组成及工作原理 206

7．1．2 微波式传感器测物位与液位 207

7．1．3 微波式传感器测厚度 208

7．2 超声波式传感器 209

7．2．1 超声波检测原理 209

7．2．2 超声波传感器工作原理 211

7．2．3 超声波传感器测物位 213

7．2．4 超声波传感器测厚度 215

7．3 核辐射式传感器 217

7．3．1 核辐射的物理基础 217

7．3．2 核辐射式传感器的组成 218

7．3．3 核辐射厚度传感器 222

7．3．4 核辐射液位传感器 222

思考题与习题 223

第8章 化学与生物式传感器技术 224

8．1 气敏传感器 224

8．1．1 半导体气敏传感器 225

8．1．2 薄膜气敏传感器 227

8．1．3 红外吸收式气敏传感器 229

8．2 湿敏传感器 235

8．2．1 湿敏传感器的分类与特性分析 235

8．2．2 干湿球湿度计 237

8．2．3 氯化锂湿敏电阻传感器 238

8．2．4 半导体陶瓷湿敏电阻传感器 239

8．2．5 湿敏传感器的应用 242

8．3 液体浓度的检测 242

8．3．1 溶液的电导率与浓度的关系 242

8．3．2 电导检测器及测量电路 243

8．4 生物传感器 243

8．4．1 生物传感器的工作原理和分类 243

8．4．2 酶传感器 245

8．4．3 微生物传感器 248

8．4．4 仿生传感器 250

思考题与习题 253

第9章 多传感器信息融合技术 254

9．1 多传感器信息融合的定义及特点 254

9．1．1 多传感器信息融合的定义 254

9．1．2 多传感器信息融合的特点 255

9．2 多传感器信息融合系统的分类 256

9．2．1 检测级融合 256

9．2．2 位置级融合 258

9．2．3 属性级融合 259

9．2．4 态势评估与威胁估计 261

9．3 身份识别的多传感器信息融合 262

9．3．1 身份识别融合算法的分类 262

9．3．2 特征及其提取 263

9．3．3 身份识别融合算法 264

9．4 多传感器目标检测 271

9．4．1 集中式目标检测 271

9．4．2 分布式目标检测 271

9．5 信息融合技术的应用 273

9．5．1 信息融合的民事应用领域 273

9．5．2 信息融合技术在军事上的应用 274

思考题与习题 275

第10章 传感器电路的抗干扰技术 276

10．1 传感器接口电路常见的干扰 276

10．1．1 噪声与干扰 276

10．1．2 常见的干扰 276

10．1．3 常模干扰和共模干扰 277

10．2 干扰信号的传播途径 279

10．2．1 直接耦合 279

10．2．2 公共阻抗耦合 279

10．2．3 电容耦合 280

10．2．4 辐射耦合 281

10．2．5 电磁感应耦合 281

10．3 硬件电路的抗干扰技术 281

10．3．1 接地技术 281

10．3．2 屏蔽技术 283

10．3．3 光电耦合器隔离技术 284

10．3．4 滤波技术 284

10．3．5 印刷电路板的抗干扰设计 285

10．4 软件干扰抑制技术 286

10．4．1 数字滤波 286

10．4．2 冗余技术 288

10．4．3 拦截技术 288

10．4．4 软件“看门狗”技术 289

思考题与习题 289

参考文献 290