传感器及应用PDF电子书下载

第1章 测量技术概述 1

1.1 自动检测技术概述 1

1.1.1 自动检测技术的重要性 1

1.1.2 自动检测系统的组成 1

1.2 传感器的定义、组成和分类 1

1.2.1 传感器的定义 1

1.2.2 传感器的组成 2

1.2.3 传感器的分类 3

1.3 传感器的作用、地位及发展趋势 3

1.3.1 传感器的作用与地位 3

1.3.2 传感器的发展趋势 4

1.4 传感器的特性 5

1.4.1 静态特性 5

1.4.2 动态特性 6

1.5 测量方法 7

1.5.1 直接测量与间接测量 7

1.5.2 偏差式测量、零位式测量和微差式测量 8

1.6 测量误差 8

1.6.1 误差的基本概念 8

1.6.2 误差的分类 9

思考题与习题1 13

第2章 电阻式传感器 14

2.1 电阻应变式传感器 14

2.1.1 电阻应变片的工作原理 14

2.1.2 电阻应变片的种类、特点及粘贴技术 15

2.1.3 电阻应变片的主要特性 18

2.1.4 应变片的温度误差及补偿 19

2.1.5 电阻应变片的测量电路 21

2.1.6 电阻应变式传感器应用 22

2.2 压阻式传感器 24

2.2.1 压阻效应 24

2.2.2 压阻式传感器的应用 25

2.3 电位计式传感器 25

2.3.1 线绕电位计 25

2.3.2 非线绕电位计 26

思考题与习题2 27

第3章 电容式传感器 28

3.1 电容式传感器的工作原理、类型及特性 28

3.1.1 电容式传感器的工作原理与类型 28

3.1.2 变面积型电容式传感器 29

3.1.3 变极距型电容式传感器 30

3.1.4 变介质型电容式传感器 32

3.2 电容式传感器的等效电路 34

3.3 电容式传感器的测量电路 34

3.3.1 调频测量电路 34

3.3.2 运算放大器式电路 35

3.3.3 电桥电路 36

3.3.4 脉冲宽度调制电路 37

3.4 实际中存在的问题及解决办法 38

3.4.1 温度对结构尺寸的影响 38

3.4.2 漏电阻的影响 38

3.4.3 边缘效应与寄生参量的影响 38

3.5 电容式传感器的应用 39

思考题与习题3 42

第4章 电感式传感器 43

4.1 自感式传感器 43

4.1.1 自感式传感器工作原理 43

4.1.2 测量电路 45

4.1.3 电感式传感器的误差因素分析 47

4.1.4 电感式传感器的应用 48

4.2 差动变压器式传感器 49

4.2.1 结构和工作原理 49

4.2.2 基本特性 50

4.2.3 测量电路 54

4.2.4 差动变压器设计 55

4.2.5 差动变压器的应用 55

4.3 电涡流式传感器 57

4.3.1 工作原理 57

4.3.2 基本特性 57

4.3.3 测量电路 58

4.3.4 电涡流式传感器的应用 60

思考题与习题4 63

第5章 压电式传感器 65

5.1 压电式传感器的工作原理 65

5.1.1 压电效应 65

5.1.2 石英晶体 65

5.1.3 压电陶瓷 67

5.2 压电材料与压电元件的结构 68

5.2.1 压电材料 68

5.2.2 压电元件的结构 70

5.3 压电式传感器的信号调理电路 72

5.3.1 压电式传感器的等效电路 72

5.3.2 压电式传感器的测量电路 73

5.4 压电式传感器的应用 75

5.4.1 压电式测力传感器 75

5.4.2 压电式加速度传感器 76

5.4.3 压电式玻璃破碎报警器 77

5.4.4 集成压电式传感器 78

思考题与习题5 78

第6章 磁电式传感器 79

6.1 磁电式传感器的工作原理 79

6.2 磁电式传感器的类型及结构 79

6.2.1 变磁阻式磁电传感器 79

6.2.2 恒定磁阻式磁电传感器 81

6.3 磁电式传感器的基本特性 81

6.3.1 非线性误差 81

6.3.2 温度误差 82

6.4 磁电式传感器的应用 82

6.4.1 磁电式转速传感器 82

6.4.2 磁电式扭矩传感器 82

6.4.3 磁电式振动速度传感器 83

思考题与习题6 84

第7章 热电式传感器 85

7.1 热电偶传感器 85

7.1.1 热电效应及测温原理 85

7.1.2 热电回路的基本定律 87

7.1.3 热电偶的材料、类型及结构 88

7.1.4 热电偶的冷端温度补偿 91

7.1.5 热电偶的实用测温电路 94

7.2 热电阻传感器 95

7.2.1 金属热电阻 95

7.2.2 半导体热敏电阻 97

思考题与习题7 100

第8章 光电式传感器 101

8.1 光电效应 101

8.1.1 外光电效应 101

8.1.2 内光电效应 102

8.2 光电器件 102

8.2.1 光电管 102

8.2.2 光电倍增管 103

8.2.3 光敏电阻 104

8.2.4 光敏二极管和光敏三极管 106

8.2.5 光电池 109

8.3 光源及光学元件 111

8.3.1 光源 111

8.3.2 光学元件和光路 112

8.4 光电式传感器的应用 112

8.4.1 光电式带材跑偏仪 112

8.4.2 光电式转速计 113

8.4.3 烟尘浊度连续监测仪 113

8.4.4 光电耦合器 114

8.5 光纤传感器 115

8.5.1 光导纤维导光的基本原理 115

8.5.2 光纤传感器的结构和类型 116

8.5.3 光纤传感器的应用 117

思考题与习题8 119

第9章 霍尔传感器 120

9.1 霍尔传感器工作原理 120

9.1.1 霍尔效应 120

9.1.2 霍尔元件的基本结构和主要技术参数 121

9.1.3 基本误差及其补偿 122

9.1.4 霍尔元件的应用电路 124

9.2 集成霍尔器件 124

9.2.1 霍尔线性集成器件 125

9.2.2 霍尔开关集成器件 127

9.3 霍尔传感器的应用 127

9.3.1 霍尔式位移传感器 127

9.3.2 霍尔加速度传感器 127

9.3.3 霍尔电流传感器 128

9.3.4 霍尔功率传感器 129

9.3.5 霍尔计数装置 130

9.3.6 霍尔转速传感器 130

9.3.7 霍尔开关电子点火器 131

思考题与习题9 131

第10章 超声波传感器 132

10.1 超声波及其基本特性 132

10.1.1 超声波的波型及波速 132

10.1.2 超声波的反射和折射 133

10.1.3 声波的衰减 133

10.1.4 超声波与介质的相互作用 134

10.2 超声波传感器 134

10.3 超声波传感器的应用 135

10.3.1 超声波测厚 135

10.3.2 超声波流量计 135

10.3.3 超声波液位检测与控制 137

10.3.4 超声波探伤 138

10.3.5 医用超声检测 138

思考题与习题10 139

第11章 传感器在工程监测中的应用 140

11.1 传感器的选择 140

11.2 温度测量 141

11.2.1 温度概述 141

11.2.2 膨胀式温度传感器 142

11.3 压力测量 143

11.3.1 压力概述 143

11.3.2 液柱式压力计 143

11.3.3 弹性式压力表 144

11.4 流量测量 147

11.4.1 流量概述 147

11.4.2 差压式流量传感器 148

11.4.3 涡轮流量传感器 149

11.4.4 容积式流量计 150

11.4.5 电磁流量计 152

11.4.6 转子流量计 152

11.4.7 质量流量的测量 153

11.5 物位测量 154

11.5.1 浮力式液位传感器 154

11.5.2 压力式液位计 155

11.6 机械量测量 156

11.6.1 位移测量概述 156

11.6.2 位移测量传感器的类型 157

思考题与习题11 160

附录A 铂铑10-铂热电偶分度表 161

附录B 镍铬-镍硅（镍铝）热电偶分度表 164

附录C 镍铬-考铜热电偶分度表 168

附录D 铂铑30-铂铑6热电偶分度表 171

附录E 铂热电阻分度表（R0=46Ω） 176

附录F 铂热电阻分度表（R0=100Ω） 179

附录G 铜热电阻分度表（R0=50Ω） 182

参考文献 183