传感器原理及实际应用设计PDF电子书下载

第1章 传感器概述 1

1.1 传感器的地位与作用 1

1.2 传感器的组成和分类 2

1.3 传感器的发展趋势 3

1.4 传感器的选用原则 4

1.5 测量技术的基本知识 5

1.5.1 测量概论 5

1.5.2 测量误差与不确定度 7

思考与练习 10

第2章 传感器的一般特性 11

2.1 概述 11

2.2 传感器的特性 12

2.2.1 传感器的静态特性 12

2.2.2 传感器的动态特性 15

2.3 传感器的标定 20

2.3.1 传感器的静态标定 20

2.3.2 传感器的动态标定 21

2.3.3 压力传感器的静态标定 21

2.3.4 压力传感器的动态标定 22

思考与练习 24

第3章 电阻式传感器的原理及其应用 25

3.1 电阻应变式传感器 25

3.1.1 电阻应变片的工作原理 25

3.1.2 电阻应变片的结构和分类 27

3.1.3 电阻应变式传感器的测量电路 30

3.1.4 电阻应变片的粘贴 35

3.1.5 电阻应变式传感器的应用 36

3.1.6 基于电阻应变式传感器的电子秤实例设计 39

3.2 压阻式传感器 42

3.2.1 压阻式传感器的结构 42

3.2.2 压阻式传感器的工作原理 43

3.2.3 压阻式传感器的应用 45

思考与练习 47

第4章 电容式传感器的原理及其应用 48

4.1 电容式传感器的工作原理及分类 48

4.2 电容式传感器的测量电路 52

4.3 电容式传感器的特点及设计改善措施 57

4.3.1 电容式传感器的优缺点 57

4.3.2 电容式传感器的设计改善措施 58

4.4 电容式传感器的应用 60

4.5 基于电容式传感器在液位检测中的实例设计 64

4.6 电容式指纹识别传感器 68

思考与练习 69

第5章 电感式传感器的原理及其应用 70

5.1 概述 70

5.2 自感式传感器 71

5.2.1 自感式传感器的结构 71

5.2.2 自感式传感器的工作原理 71

5.2.3 差动式自感传感器 72

5.2.4 电感式传感器的测量电路 73

5.2.5 电感式传感器的应用电路 75

5.3 差动变压器式传感器 77

5.3.1 差动变压器的结构 77

5.3.2 差动变压器的工作原理 78

5.3.3 差动变压器的测量电路 79

5.3.4 差动变压器的应用电路 80

5.4 电涡流式传感器 81

5.4.1 电涡流式传感器的工作原理 81

5.4.2 电涡流式传感器的结构 82

5.4.3 电涡流式传感器的测量电路 82

5.4.4 电涡流式传感器的应用电路 83

思考与练习 85

第6章 压电式传感器的原理及其应用 86

6.1 压电效应和压电材料 86

6.1.1 压电效应 86

6.1.2 压电材料 89

6.2 压电元件的常用结构 91

6.3 压电式传感器的等效电路和测量电路 93

6.3.1 压电式传感器的等效电路 93

6.3.2 压电式传感器的测量电路 94

6.4 压电式传感器的应用 95

6.4.1 压电式测力传感器 96

6.4.2 压电式压力传感器 96

6.4.3 压电式加速度传感器 97

6.4.4 新材料压电传感器及其应用 98

6.4.5 高分子压电电缆的典型应用 98

思考与练习 101

第7章 霍尔传感器的原理及其应用 102

7.1 概述 102

7.1.1 霍尔元件的结构 102

7.1.2 霍尔传感器的命名方法 103

7.1.3 霍尔传感器的工作原理 103

7.1.4 霍尔传感器的特性参数 103

7.2 霍尔传感器的测量电路和误差分析 104

7.2.1 霍尔传感器的测量电路 104

7.2.2 霍尔传感器的误差分析 104

7.3 霍尔传感器的应用电路 106

思考与练习 109

第8章 光电式传感器的原理及其应用 110

8.1 概述 110

8.1.1 光的产生和常见光源 110

8.1.2 光电效应及分类 114

8.2 光电器件 115

8.2.1 光电管 115

8.2.2 光敏电阻 117

8.2.3 光敏二极管和光敏三极管 120

8.2.4 光电池 123

8.2.5 高速光电器件 125

8.3 光电式传感器的测量电路及应用 126

8.3.1 光电式传感器的测量转换电路 126

8.3.2 光电式传感器的应用 128

8.4 图像传感器 133

8.4.1 CCD图像传感器 133

8.4.2 CMOS图像传感器 137

8.4.3 图像传感器的应用 138

8.5 光纤传感器 141

8.5.1 光纤传感器的结构和工作原理 141

8.5.2 光纤传感器的分类及应用 143

思考与练习 145

第9章 温度传感器的原理及其应用 146

9.1 概述 146

9.1.1 温度传感器的类型和特点 146

9.1.2 温度传感器的应用 147

9.1.3 温度传感器的发展 147

9.2 金属热电阻 148

9.2.1 金属热电阻的结构 149

9.2.2 金属热电阻的工作原理 150

9.2.3 金属热电阻的应用电路 152

9.3 热敏电阻 153

9.3.1 热敏电阻的结构 153

9.3.2 热敏电阻的温度特性 154

9.3.3 热敏电阻的主要参数和优点 155

9.3.4 热敏电阻的应用电路 155

9.4 热电偶 158

9.4.1 热电偶的分类与结构 158

9.4.2 热电偶的工作原理 159

9.4.3 热电偶的参数 160

9.4.4 热电偶的特点 161

9.4.5 热电偶的冷端温度补偿 162

9.4.6 热电偶的应用电路 164

9.4.7 热电偶安装注意事项 165

9.5 红外传感器 166

9.5.1 红外传感器的分类 166

9.5.2 红外传感器的工作原理与结构 166

9.5.3 红外传感器的应用电路 167

9.6 集成温度传感器 169

9.6.1 集成温度传感器的分类 169

9.6.2 集成温度传感器LM35 169

9.6.3 集成温度传感器AD590 170

9.6.4 精密温度传感器LM135、235、335 172

9.6.5 智能化风扇集成控制电路ADT7460 173

9.6.6 其他集成温度传感器 173

思考与练习 174

第10章 其他传感器的工作原理及其应用 175

10.1 气敏传感器的工作原理及其应用 175

10.1.1 概述 175

10.1.2 气敏传感器的测量电路 177

10.1.3 气敏传感器的应用电路 178

10.2 湿度传感器的工作原理及其应用 180

10.2.1 概述 180

10.2.2 陶瓷湿度传感器 181

10.2.3 高分子湿度传感器 181

10.2.4 湿度传感器的应用 182

10.3 超声波传感器的工作原理及其应用 184

10.3.1 概述 184

10.3.2 超声波传感器的原理及结构 185

10.3.3 超声波探头及耦合技术 186

10.3.4 超声波传感器的应用电路 187

10.4 智能传感器及其应用 189

10.4.1 智能传感器的概述 189

10.4.2 智能传感器实现的途径 191

10.4.3 智能传感器的应用 193

思考与练习 198

第11章 传感器技术的综合应用 199

11.1 传感器在家用电器及安全防范中的应用 199

11.1.1 传感器在家用电器中的应用 199

11.1.2 传感器在防盗报警系统中的应用 204

11.1.3 传感器在火灾探测报警系统中的应用 213

11.2 传感器在现代汽车中的应用 220

11.2.1 汽车传感器的特点 220

11.2.2 压力与流量传感器的应用 221

11.2.3 温度传感器的应用 229

11.2.4 转速传感器的应用 234

11.2.5 加速度和振动传感器的应用 237

11.2.6 位置传感器的应用 240

11.2.7 传感器在汽车中的其他应用 249

11.3 传感器使用的几项关键技术 251

11.3.1 传感器的匹配技术 251

11.3.2 抗干扰的处理方法 253

思考与练习 255

第12章 传感器及其应用技术实验 256

12.1 电阻应变片的认识与粘贴技术 256

12.2 涡流传感器的原理及应用实验 259

12.3 霍尔传感器的原理及应用实验 261

12.4 光电传感器的原理及应用实验 264

12.5 温度传感器的原理及应用实验 267

附录 Pt100温度传感器分度表 271

参考文献 274