传感器实用电路设计与制作PDF电子书下载

第1章　传感器电路基础知识 1

1.1　传感器电路设计须知 1

1.1.1 传感器 1

目录 1

1.1.2　传感器最好具有较小的参数分散性 4

1.1.3 怎样处理参数的温度漂移现象 7

1.1.4 为了能够用电池供电必须降低消耗电流 7

1.1.5　传感器的互换性越好调试起来就越方便 8

1.2.1 驱动传感器所必需的电路 9

1.2　传感器的驱动电路与电路元器件 9

1.2.2 传感器的特征电路 10

1.2.3 制作电路所必备的元器件 10

第2章　热电偶的使用方法 13

2.1 热电偶的原理与测量方法 14

2.1.1 热电偶产生与温差成比例的热电动势 14

2.1.2 热电偶的最高使用温度因芯线粗细而异 17

2.1.3 热电偶如果直接以裸线使用其寿命会缩短 18

2.1.4 补偿线的使用方法 20

2.2　热电偶的基本电路 23

2.2.1 热电偶的放大电路 23

2.2.2 线性化电路 25

2.2.3 用运算放大器集成电路制作平方律电路 25

2.2.4 基准接点补偿电路 28

2.2.5 用2端式温度传感器集成电路测量基准接点的温度 29

2.3　用热电偶制作测温电路 32

2.3.1 用J型热电偶制作温度计（两个量程：0～300℃和300～600℃） 32

2.3.2 用K型热电偶制作温度计（两个量程、总测温范围为0～1000℃） 37

专栏2.1 热电偶的精度 41

专栏2.2　求解热电偶近似表达式的程序 43

2.4　使用温度传感器的RMS-DC转换器 48

2.4.1 交流电压的平均值与有效值 48

2.4.2 热转换型RMS-DC转换器集成电路 LT1088 49

2.4.3 RMS-DC转换器的基本电路 51

2.4.4 实际的特性 53

3.1.1 利用铂电阻的电阻值随温度变化的规律 测量温度 57

3.1 铂电阻 57

第3章　铂电阻的使用方法 57

3.1.2　JIS（日本工业标准）与DIN（德国工业标准）中的铂电阻 58

3.1.3 温度系数的分散性会极大地影响测量精度 60

3.2　铂电阻的基本电路 60

3.2.1 恒电流工作 60

3.2.2 恒电压工作 66

3.3　用铂电阻制作温度测量电路 68

3.3.1 制作测温范围为0～200℃的DMM用温度计探头 68

3.3.2 制作测温范围为0～500℃的DMM用温度计探头 72

3.3.3 用电流为4～20 mA的环形电路测量0～600℃的温度 73

3.3.4 制作测温范围为0～600℃的带有线性化电路的环形电流电路 78

专栏3.1 在需要延长传感器的长度时将其制作成3线式连线 82

专栏3.2 铂电阻的散热常数与测量误差 84

第4章　光敏传感器的使用方法 86

4.1 光敏传感器的种类与特征 86

4.1.1 光敏二极管的短路电流与开路电压 86

4.1.3 光敏二极管的分光灵敏度 90

4.1.2 光敏二极管的暗电流 90

4.1.4 光敏二极管的响应速度 92

4.1.5 光敏三极管的特征 93

4.1.6 光敏三极管的分光灵敏度与响应速度 94

4.2　光敏传感器的基本电路 95

4.2.1 光敏二极管的基础是照度测量 95

4.2.2 用BS500B作光敏二极管 95

4.2.3 简单的照度计电路 96

4.3.1 用TFA1001W作光敏传感器 98

4.3　用光敏传感器制作便携式照度计 98

4.3.2 为了拓宽动态范围而采用对数输出型 100

专栏4.1 辐射量与测光量 102

专栏4.2 观察红外遥控器的波形 104

专栏4.3 热释电红外传感器 107

4.4　用热电堆进行非接触式温度测量 110

4.4.1 非接触式温度计电路的设计 110

4.4.2 4次方根运算电路的制作方法 115

5.1.1 霍尔效应传感器是一个四端器件 119

5.1　霍尔效应传感器的工作原理与特征 119

第5章 霍尔效应传感器的使用方法 119

5.1.2 霍尔效应传感器的输出电压与磁场强度成正比 120

5.1.3 霍尔效应传感器的线性度 121

5.1.4 GaAs霍尔效应传感器与InSb霍尔效应传感器的特征　 122

5.2　霍尔效应传感器的基本电路 124

5.2.1 简单的恒电压工作电路 125

5.2.2 适于高精度测量的恒电流工作电路 126

5.2.3 作为霍尔效应传感器放大电路基础的差动放大器 127

5.2.4　用来测量变压器的漏磁 129

5.3　霍尔效应传感器的使用 130

5.3.1 制作通用型高斯计 130

5.3.2 磁极检测器的制作 133

专栏5.1　使用InSb霍尔效应传感器时应当注意其自加热效应 136

5.4　关于霍尔效应传感器的不平衡电压 137

5.4.1 最好选择不平衡电压小的霍尔效应传感器 137

5.4.2 不平衡电压不稳定时应当考虑是不是产生了热电动势 137

5.4.3 使用交流电流作为控制电流可消除热电动势 139

5.4.4 关于霍尔效应传感器的噪声 141

第6章　磁敏电阻器的使用方法 143

6.1 磁敏电阻器的工作原理与特征 143

6.1.1 半导体磁敏电阻器的特征 144

6.1.2　铁磁体磁敏电阻器的特征 146

6.2　磁敏电阻器的基本电路与输出波形 148

6.2.1 半导体磁敏电阻器的基本电路与输出波形 148

6.2.2 铁磁体磁敏电阻器的基本电路与输出波形 152

6.3.1 非接触式交流电流检测器的制作 157

6.3　磁敏电阻器的使用 157

专栏6.1 磁学单位 160

第7章 压力传感器的使用方法 164

7.1 压力传感器的特征与基本电路 164

7.1.1 半导体应变片的灵敏度高 164

7.1.2 用半导体应变片制作半导体压力传感器 166

7.1.3 压力传感器的工作模式 167

7.1.4 零点的温度特性 168

7.1.5　表压压力传感器与绝对压力传感器 169

7.2.1 恒电流工作的压力传感器的基本电路 170

7.2 半导体压力传感器的基本电路 170

7.2.2 恒电压工作的压力传感器的基本电路 175

7.3 半导体压力传感器的应用 177

7.3.1 数字显示流体压力计的制作 177

7.3.2 模拟显示流体压力计的制作 180

7.3.3 汽车用压力检测器的制作 181

7.3.4 可以显示高度的气压计的制作 184

7.3.5 高度计的制作 187

专栏7.1 与压力传感器相关的术语 189

第8章 交流电流传感器的使用方法 191

8.1 非接触式电流传感器的原理与测量方法 191

8.1.1 利用电阻器上的电压降 191

8.1.2 变流器型电流传感器 192

8.2　交流电流传感器的基本电路 193

8.2.1 用电阻器将交流电流转换为交流电压 194

8.2.2 交流电流传感器的输出波形 195

8.2.3 负载电阻值的选取方法 195

8.2.4 用运算放大器构成的电流-电压转换电路 197

8.3　交流电流传感器的使用 198

8.3.1 制作烙铁（包括电熨斗）使用的报警电路（烙铁警铃） 198

8.3.2 制作电脑电源忘记切断的报警电路 200

8.3.3 制作音响电路用的峰值功率计 204

8.3.4 桌面插头式功率计的制作 214

专栏8.1 提高交流电流传感器灵敏度的方法 217

专栏8.2 交流电流传感器的输出端不可开路 217

专栏8.3 真正显示有效值的交流电流探头 218

第9章 超声波传感器的使用方法 221

9.1 超声波传感器的工作原理与种类 222

9.1.1 超声波传感器的等效电路 222

9.1.2 超声波传感器的种类 225

9.2 超声波传感器的基本电路 230

9.2.1 超声波传感器的驱动电路 230

9.2.2 超声波传感器的接收电路 233

9.3 超声波传感器的使用 236

附录　3？位A-D转换器的使用方法 242