传感器技术实用教程PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 传感器基本概念 1

1.1.1 传感器的定义与分类 1

1.1.2 传感器的命名方法 2

1.1.3 传感器的基本特性 3

1.1.4 传感器的选用 6

1.1.5 传感器的发展趋势 8

1.2 传感器的标定 10

1.2.1 标定的概念 10

1.2.2 标定的基本方法 10

1.2.3 传感器的静态标定 10

1.2.4 传感器的动态标定 11

本章小结 12

思考与练习 12

第2章 温度测量传感器 13

2.1 电阻式温度传感器 13

2.1.1 金属热电阻 13

2.1.2 半导体热敏电阻 15

2.1.3 电阻式温度传感器的测量电路 18

2.1.4 工业热电阻命名方法 20

2.1.5 电阻式温度传感器的应用 20

2.2 热电偶 24

2.2.1 工作原理及基本定律 24

2.2.2 热电偶结构 25

2.2.3 热电偶的冷端补偿方法 26

2.2.4 热电偶的测量误差 31

2.2.5 常用热电偶及热电偶命名方法 32

2.2.6 热电偶应用电路 33

2.3 集成温度传感器 35

2.3.1 集成温度传感器的分类与特点 35

2.3.2 集成温度传感器的应用 36

2.4 红外测温技术 42

2.4.1 红外测温原理 43

2.4.2 红外测温技术的应用 44

2.5 温度测量传感器性能比较 44

本章小结 46

温度测量传感器实验 46

思考与练习 48

第3章 力与压力测量传感器 49

3.1 电阻式压力传感器 49

3.1.1 金属电阻应变式传感器 49

3.1.2 压阻式传感器 54

3.1.3 电阻式压力传感器的驱动及测量电路 56

3.1.4 电阻式压力传感器的应用 60

3.2 压电式压力传感器 63

3.2.1 压电效应与压电式压力传感器 63

3.2.2 压电式压力传感器等效电路 64

3.2.3 压电式压力传感器测量电路 65

3.2.4 压电式压力传感器主要技术指标 67

3.2.5 压电式传感器的应用 68

3.3 差动变压器式传感器 69

3.3.1 差动变压器工作原理 69

3.3.2 差动变压器的主要特性 70

3.3.3 差动变压器的误差及补偿 71

3.3.4 差动变压器测量电路 72

3.3.5 差动变压器的应用 76

3.4 集成压力传感器 79

3.4.1 集成硅压力传感器 79

3.4.2 智能压力传感器 83

3.5 压磁式传感器 87

3.5.1 压磁式传感器的工作原理 88

3.5.2 压磁式传感器的测量误差 89

3.5.3 压磁式传感器测量电路 90

3.6 力与压力测量传感器性能比较 90

本章小结 91

力与压力测量传感器实验 92

思考与练习 95

第4章 位移与速度测量传感器 96

4.1 电感式位移传感器 96

4.1.1 电感位移传感器原理与分类 96

4.1.2 电感式位移传感器输出特性 98

4.1.3 电感式位移传感器测量电路 98

4.2 电涡流式传感器 99

4.2.1 电涡流式传感器工作原理 100

4.2.2 电涡流式传感器测量电路 101

4.2.3 电涡流式传感器的应用 103

4.3 电容式位移传感器 106

4.3.1 电容式位移传感器原理与分类 106

4.3.2 电容式位移传感器的特点 107

4.3.3 电容式位移传感器测量电路 108

4.3.4 电容式位移传感器的应用 111

4.4 霍尔传感器 113

4.4.1 霍尔传感器的结构与工作原理 113

4.4.2 霍尔传感器的主要参数 114

4.4.3 霍尔传感器测量电路与误差补偿 114

4.4.4 霍尔传感器的应用 117

4.5 光栅式传感器 118

4.5.1 光栅的结构与种类 118

4.5.2 光栅式传感器的工作原理 119

4.5.3 辨向与细分电路 120

4.5.4 光栅式传感器参数 121

4.5.5 光栅式传感器的应用 122

4.6 微波传感器 123

4.6.1 微波传感器的原理与分类 123

4.6.2 微波传感器的应用 124

4.7 超声波传感器 125

4.7.1 超声波及其特性 125

4.7.2 超声波传感器的工作原理、主要参数及发送与接收 125

4.7.3 超声波传感器的应用 128

4.8 位移检测传感器性能比较 131

本章小结 132

位移与速度测量传感器实验 133

思考与练习 135

第5章 角度与角位移测量传感器 137

5.1 感应同步器 137

5.1.1 感应同步器的结构与工作原理 138

5.1.2 感应同步器信号处理 140

5.1.3 感应同步器的应用 141

5.2 光电编码器 142

5.2.1 光电编码器原理与分类 142

5.2.2 光电编码器主要参数 143

5.2.3 光电编码器的应用 144

5.3 旋转变压器 146

5.3.1 旋转变压器的基本工作原理 146

5.3.2 旋转变压器信号处理 148

5.3.3 旋转变压器的应用 154

5.4 自整角机 155

5.4.1 自整角机的工作原理 156

5.4.2 自整角机主要参数 158

5.4.3 自整角机—数字信号转换器 159

5.4.4 自整角机的应用 161

5.5 角度与角位移测量传感器性能比较 163

本章小结 164

角度与角位移测量传感器实验 165

思考与练习 169

第6章 磁场与成分参数测量传感器 170

6.1 磁敏电阻传感器 170

6.1.1 磁敏传感器的工作原理与结构 170

6.1.2 磁敏电阻常用型号 172

6.1.3 磁敏电阻的应用 173

6.2 集成磁场传感器 174

6.2.1 线性集成磁场传感器 175

6.2.2 磁场角度集成传感器 175

6.2.3 集成磁场传感器的应用 176

6.3 磁敏二极管和磁敏晶体管 178

6.3.1 磁敏二极管工作原理和主要特性 178

6.3.2 磁敏晶体管工作原理和主要特性 181

6.3.3 磁敏二极管和磁敏晶体管常用型号 183

6.3.4 磁敏二极管和磁敏晶体管的应用 184

6.4 气敏传感器 186

6.4.1 气敏传感器基本概念 186

6.4.2 电阻型半导体气敏传感器 186

6.4.3 气敏传感器常用型号 188

6.4.4 气敏传感器的应用 189

6.5 湿敏传感器 191

6.5.1 湿敏传感器的基本概念及分类 191

6.5.2 湿敏电阻的类型及工作原理 193

6.5.3 湿敏传感器常用型号 196

6.5.4 湿敏传感器的应用 197

本章小结 199

磁场与成分参数检测传感器实验 200

思考与练习 201

第7章 光学测量传感器 203

7.1 概述 203

7.1.1 热辐射光源 203

7.1.2 气体放电光源 204

7.1.3 发光二极管 204

7.1.4 激光器 205

7.2 光电效应 205

7.2.1 外光电效应 205

7.2.2 内光电效应 206

7.3 光敏电阻 206

7.3.1 光敏电阻的工作原理和结构 206

7.3.2 光敏电阻的特性和参数 207

7.3.3 光敏电阻器的分类和常用型号 209

7.3.4 光敏电阻器性能检测 210

7.3.5 光敏电阻器的应用 210

7.3.6 光敏电阻的特点及使用注意事项 213

7.4 光敏二极管和光敏晶体管 214

7.4.1 光敏二极管和光敏晶体管的结构和工作原理 214

7.4.2 光敏二极管和光敏晶体管的参数和特性 215

7.4.3 常用光敏二极管和光敏晶体管型号及参数 217

7.4.4 光敏二极管和光敏晶体管的简易测试方法 219

7.4.5 光敏二极管和光敏晶体管的应用 220

7.4.6 光敏二极管和光敏晶体管的特点及应用注意事项 222

7.5 光耦合器 222

7.5.1 光耦合器的结构与原理 222

7.5.2 光耦合器的主要参数 223

7.5.3 常用光耦合器型号及参数 224

7.5.4 光耦合器简易测试方法 225

7.5.5 光耦合器的应用 226

7.6 光电池 228

7.6.1 光电池原理与结构 228

7.6.2 光电池特性及参数 229

7.6.3 部分常用光电池的型号参数 230

7.6.4 光电池的应用 231

7.7 光纤传感器 232

7.7.1 光纤传感器基本理论 232

7.7.2 光纤传感器分类 234

7.7.3 光纤传感器的应用 234

7.7.4 光纤传感器的特点 236

7.8 CCD图像传感器 237

7.8.1 CCD图像传感器的基本理论 238

7.8.2 CCD图像传感器主要特性参数 241

7.8.3 CCD图像传感器的应用 241

本章小结 243

光学测量传感器实验 243

思考与练习 246

第8章 传感器的补偿和抗干扰技术 247

8.1 传感器的补偿技术 247

8.1.1 非线性误差及补偿 247

8.1.2 温度误差及补偿 250

8.2 传感器的抗干扰技术 252

8.2.1 干扰的分类 252

8.2.2 干扰的耦合方式 255

8.2.3 抑制干扰的措施 256

本章小结 260

思考与练习 261

第9章 智能家居环境监测系统传感器设计 262

9.1 智能家居安防系统传感器设计 262

9.1.1 家居防盗报警系统传感器设计 262

9.1.2 无线门磁传感器系统设计 270

9.2 家居有害气体检测报警系统设计 271

9.2.1 常用气敏传感器的分类及工作原理 271

9.2.2 基于QM-N5型气敏元件的家居有害气体检测报警电路设计 272

9.3 火灾报警系统传感器选择与设计 273

9.3.1 常用的火灾探测器种类及原理介绍 273

9.3.2 火灾探测器的选择 274

9.3.3 离子感烟探测器设计 275

9.3.4 光电感烟探测器设计 277

9.4 家居温湿度检测传感器系统设计 280

9.4.1 常用温度测量传感器及原理 280

9.4.2 常用湿度测量方法及传感器介绍 281

9.4.3 用SHT11传感器构建温度测量系统 282

本章小结 288

附录 289

附录A 常用热电阻分度表 289

附录B 常用热电偶分度表 293

参考文献 312