传感器原理及应用 第2版PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1传感器的作用和地位 1

1.1.1什么是传感器 1

1.1.2传感器的作用 2

1.2传感器现状和发展趋势 3

1.2.1传感器现状 3

1.2.2传感器的发展 4

1.3传感器的定义、组成、分类及图形符号 5

1.3.1传感器定义 5

1.3.2传感器组成 6

1.3.3传感器分类 6

1.3.4传感器图形符号与命名方法 7

思考题 8

第2章 传感器的基本特性 9

2.1传感器的静态特性 9

2.1.1线性度 10

2.1.2迟滞 11

2.1.3重复性 12

2.1.4灵敏度 12

2.1.5漂移和稳定性 13

2.1.6分辨率和阈值 13

2.2传感器的动态特性 14

2.2.1传感器动态误差 14

2.2.2传递函数 15

2.2.3一阶传感器系统 17

2.2.4二阶传感器系统 19

思考题 21

第3章 电阻式传感器 22

3.1金属丝电阻应变片 22

3.1.1金属丝电阻应变片结构和种类 22

3.1.2金属丝电阻应变片工作原理 23

3.1.3金属丝电阻应变片的主要特性 24

3.2电阻应变片测量电路 26

3.2.1直流电桥 27

3.2.2交流电桥 29

3.2.3电阻应变仪原理 31

3.2.4相敏检波电路 33

3.3电阻式传感器的应用 34

3.3.1测力与称重传感器 34

3.3.2膜片式压力传感器 36

3.3.3应变式加速度传感器 37

3.3.4电子秤 38

3.4半导体压阻式传感器 39

3.4.1压阻效应 39

3.4.2压阻式传感器 40

思考题 41

第4章 电容式传感器 43

4.1电容式传感器概述 43

4.1.1工作原理 43

4.1.2结构类型 43

4.2电容式传感器的输出特性 44

4.2.1变极距型 44

4.2.2平板变面积型 46

4.2.3变介电常数型 47

4.3测量电路 48

4.3.1电容式传感器等效电路 48

4.3.2转换电路 49

4.4应用举例 53

4.4.1压差式电容压力传感器 54

4.4.2电容测厚仪 55

4.4.3力平衡式加速度传感器 55

4.4.4电容传声器测声 56

思考题 57

第5章 电感式传感器 58

5.1变磁阻式传感器（自感式） 58

5.1.1工作原理 58

5.1.2输出特性 59

5.1.3差动变间隙式传感器结构原理 60

5.1.4测量转换电路 60

5.1.5变磁阻式传感器的应用 62

5.2差动变压器式传感器（互感式） 63

5.2.1螺线管式差动变压器工作原理 63

5.2.2基本特性 64

5.2.3零点残余电压 65

5.2.4测量电路 66

5.2.5应用举例 67

5.3电涡流式传感器 68

5.3.1工作原理 68

5.3.2等效电路分析 68

5.3.3涡流的分布和强度 69

5.3.4测量电路 70

5.3.5电涡流传感器的应用 72

思考题 74

第6章 磁电、磁敏式传感器 75

6.1磁电感应式传感器（电动式） 75

6.1.1工作原理和结构形式 75

6.1.2基本特性 76

6.1.3测量电路 77

6.1.4应用 78

6.2霍尔传感器 79

6.2.1霍尔效应 80

6.2.2霍尔元件 81

6.2.3霍尔元件的应用 82

6.2.4集成霍尔传感器 84

6.3磁敏元件 86

6.3.1磁敏电阻器 86

6.3.2磁敏晶体管 90

思考题 93

第7章 压电元件与超声波传感器 94

7.1压电效应 94

7.1.1正压电效应 94

7.1.2逆压电效应 94

7.2压电材料 95

7.2.1石英晶体 95

7.2.2压电陶瓷 96

7.2.3聚偏氟乙烯压电材料 98

7.3测量电路 98

7.3.1压电元件结构 98

7.3.2压电传感器等效电路 99

7.3.3压电传感器测量电路 100

7.4压电传感器的应用 102

7.4.1压电加速度计传感器 103

7.4.2压电式玻璃破碎报警器 103

7.4.3压电引信 103

7.5超声波传感器 104

7.5.1超声波及其物理性质 104

7.5.2超声波传感器结构原理 106

7.5.3超声波传感器的应用 107

思考题 113

第8章 光电效应及光电器件 114

8.1光电效应 114

8.1.1外光电效应 114

8.1.2内光电效应 115

8.2光电器件 116

8.2.1光电管 116

8.2.2光电倍增管 116

8.2.3光敏电阻 118

8.2.4光敏二极管和光敏三极管 120

8.2.5光电池 123

8.2.6其他特性的光电器件 125

8.2.7半导体色敏传感器 126

8.3光电器件应用实例 127

8.3.1遥控器检测电路 127

8.3.2光敏电阻脉搏测量计 127

8.3.3光电鼠标 128

8.3.4光电开关用于智能电动小车 129

8.3.5红外报警器 130

8.4光栅式传感器 131

8.4.1莫尔条纹 131

8.4.2光栅测量装置 133

思考题 135

第9章 新型光电传感器 137

9.1新型固态光电传感器 137

9.1.1普通光敏器件阵列 137

9.1.2 PSD光电位置传感器 139

9.1.3 SSPD自扫描光电二极管阵列 140

9.2 CCD（电荷藕合器件） 143

9.2.1 CCD工作原理及特性 143

9.2.2 CCD器件 146

9.2.3 CCD传感器的应用 150

9.3光纤传感器 152

9.3.1光纤的结构和传光原理 153

9.3.2几个重要参数 153

9.3.3光波调制技术 155

9.3.4光纤传感器的应用 158

思考题 161

第10章 半导体式化学传感器 163

10.1气敏传感器 163

10.1.1电阻型半导体气敏传感器 164

10.1.2非电阻型半导体气敏器件 167

10.1.3气敏传感器的应用 168

10.2湿敏传感器 171

10.2.1湿度及其表示方法 171

10.2.2氯化锂湿敏电阻 172

10.2.3半导体陶瓷湿敏电阻 173

10.2.4湿度传感器的特性参数 173

10.2.5湿度传感器的应用 174

10.3离子敏传感器 176

10.3.1 MOSFET场效应晶体管 176

10.3.2离子敏传感器工作原理 177

10.3.3离子敏传感器测量电路 177

10.3.4离子敏传感器的应用 177

思考题 178

第11章 射线式传感器 179

11.1核辐射物理基础 179

11.1.1放射性同位素 180

11.1.2核辐射与物质间的相互作用 180

11.2射线式传感器 181

11.2.1辐射源 182

11.2.2核辐射探测器 182

11.3射线式传感器的应用 187

11.3.1测厚 187

11.3.2物位测量 188

11.3.3流量测量 188

11.3.4烟雾报警器（电离室） 188

11.3.5探伤 189

11.3.6 X射线荧光分析仪 189

11.3.7 CT技术 190

11.3.8核子秤 192

思考题 192

第12章 热电式传感器 193

12.1温度传感器的分类及温标 193

12.1.1温度传感器分类方法 193

12.1.2温度单位 194

12.2热电偶 194

12.2.1工作原理和热电效应 194

12.2.2热电偶基本定律 197

12.2.3热电偶的分类和结构 198

12.2.4热电偶测量电路及应用 199

12.3热电阻与热敏电阻 200

12.3.1热电阻 200

12.3.2热敏电阻 201

12.3.3应用举例 202

12.4集成温度传感器 203

12.4.1测温原理 203

12.4.2 PTAT集成温度传感器信号输出方式 204

12.5红外传感器 206

12.5.1红外辐射 206

12.5.2红外探测器 207

12.5.3红外传感器的应用 209

思考题 212

第13章 集成智能传感器 214

13.1概述 214

13.1.1基本特点 214

13.1.2发展趋势 215

13.1.3主要产品 217

13.2单片智能温度传感器 217

13.2.1基于1-Wire总线的 DS18B20 型智能温度传感器 217

13.2.2基于 SMBus 的 MAX6654 型智能温度传感器 220

13.3集成湿度传感器 221

13.3.1 HM1500/HM1520型电压输出式集成湿度传感器 222

13.3.2 HTF3223型频率/温度输出式集成湿度传感器 224

13.3.3 SHT10型数字湿度/温度传感器 225

13.4单片硅压力传感器 227

13.4.1 MPX2100/4100/5100/5700 系列集成硅压力传感器 227

13.4.2 ST3000 系列智能压力传感器 229

13.4.3 PPT系列网络化智能压力传感器 231

13.5单片集成磁场传感器 234

13.5.1 HMC系列集成磁场传感器 235

13.5.2 AD22151型线性输出集成磁场传感器 237

13.6电容式集成传感器 240

13.6.1硅电容式集成传感器 240

13.6.2新型电容式指纹传感器 243

思考题 245

第14章 实验指南与综合练习 246

14.1传感器实验 246

14.1.1基本实验 247

14.1.2设计型实验 259

14.1.3综合性工程实验 263

14.2综合练习 267

14.2.1填空 267

14.2.2选择填空 269

14.2.3分析与计算 269

14.2.4简述题 271

参考文献 273