传感器技术及应用PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 现代电子信息系统的基本组成 1

1.2 传感器技术的发展 2

1.2.1 通过不同途径改善传感器的技术性能 2

1.2.2 传感器技术的发展新动向 3

1.3 传感器的基本概念 6

1.4 传感器的分类和命名法 8

1.4.1 传感器的分类 8

1.4.2 传感器的命名法 10

第2章 传感器的基本特性 12

2.1 传感器的静态特性及指标 12

2.1.1 传感器的静态特性 12

2.1.2 传感器的静态性能指标 13

2.2 传感器的动态特性及指标 18

2.2.1 线性传感器的传递函数 18

2.2.2 传感器的动态性能指标 19

2.3 不失真测试条件 23

2.4 传感器对典型激励的响应函数 24

2.4.1 单位脉冲输入下传感器的响应函数 24

2.4.2 单位阶跃输入下传感器的响应函数 25

2.4.3 单位斜坡输入下传感器的响应函数 26

2.4.4 传感器对任意输入的响应 27

2.5 传感器的标定与校准 28

第3章 电阻式传感器及应用 30

3.1 滑动触点式变阻器 30

3.2 电阻应变传感器 33

3.2.1 应变电阻效应 33

3.2.2 金属电阻应变传感器 34

3.2.3 半导体应变传感器 36

3.2.4 电阻应变传感器的应用 37

3.2.5 电阻应变传感器的测量电路及补偿 40

3.3 电阻式温度传感器 44

3.3.1 电阻式温度计 44

3.3.2 热敏电阻 48

3.4 气敏电阻 52

3.4.1 材料和结构 52

3.4.2 工作原理 53

3.4.3 气敏传感器的应用 53

3.5 湿敏电阻 59

3.5.1 氯化锂湿敏电阻 59

3.5.2 半导瓷湿敏电阻 60

3.5.3 高分子膜湿敏电阻 61

3.5.4 湿度传感器的应用 61

3.6 电阻式传感器的应用 63

3.6.1 分压电路 63

3.6.2 电阻／电流转换电路 64

3.6.3 电阻／频率转换电路 64

第4章 电感式传感器及应用 66

4.1 自感式传感器 66

4.1.1 结构及工作原理 66

4.1.2 等效电路 69

4.1.3 接口电路 69

4.2 互感式传感器 72

4.2.1 工作原理与类型 72

4.2.2 测量电路 76

4.3 电涡流式传感器 79

4.3.1 工作原理 79

4.3.2 测量电路 81

4.4 磁弹性测力传感器 82

4.5 压磁式互感传感器 83

4.6 电感式传感器的应用 84

第5章 电容式传感器及应用 93

5.1 基本原理与结构类型 93

5.1.1 基本原理 93

5.1.2 结构类型 93

5.2 电容式传感器的等效电路 98

5.3 接口电路 98

5.3.1 运算放大器式电路 98

5.3.2 交流电桥 99

5.3.3 二极管电桥 100

5.3.4 脉冲宽度调制电路 102

5.3.5 调频电路 104

5.4 电容式传感器的应用 105

5.5 电容式触摸屏 113

5.5.1 触摸屏简介 113

5.5.2 电容式触摸屏概述 113

第6章 压电式传感器及应用 115

6.1 压电效应 115

6.2 压电材料 117

6.3 压电式传感器的等效电路 121

6.4 压电式传感器的接口电路 122

6.4.1 电压放大器 123

6.4.2 电荷放大器 123

6.5 压电式传感器的应用 125

第7章 磁电及磁敏式传感器及应用 134

7.1 动圈式传感器 134

7.2 磁阻式传感器 137

7.3 涡流-磁电式相对加速度传感器 138

7.4 磁电式传感器的接口电路 139

7.5 磁电式传感器的灵敏度K 139

7.5.1 线圈电阻与负载电阻的匹配问题 140

7.5.2 线圈的发热问题 140

7.5.3 温度影响问题 140

7.6 磁敏式传感器 141

7.6.1 磁敏电阻 141

7.6.2 磁敏二极管 142

7.6.3 磁敏三极管 145

7.6.4 霍尔传感器 147

7.7 磁电式传感器的应用 152

7.8 磁敏式传感器的应用 153

第8章 热电偶传感器及应用 162

8.1 热电效应 162

8.2 热电偶的基本定律 163

8.2.1 中间温度定律 163

8.2.2 中间导体定律 163

8.2.3 标准电极定律 164

8.2.4 均质导体定律 164

8.3 热电偶类型和热电偶材料 165

8.4 热电偶的结构形式 167

8.4.1 普通型热电偶 167

8.4.2 铠装热电偶 168

8.4.3 薄膜热电偶 169

8.5 热电偶的误差及补偿措施 169

8.5.1 热电偶的冷端误差及其补偿 169

8.5.2 热电偶的动态误差及时间常数 172

8.5.3 热电偶测温线路 173

第9章 超声波传感器及应用 174

9.1 超声波及其物理性质 174

9.2 超声波传感器 176

9.2.1 以固体为传导介质的超声波探头 176

9.2.2 以空气为传导介质的超声波探头 178

9.2.3 耦合剂 179

9.2.4 超声波传感器的主要性能指标 179

9.3 超声波传感器的发射／接收电路 179

9.3.1 超声波传感器的发射电路 179

9.3.2 超声波传感器的接收电路 181

9.4 集成超声波传感器 182

9.5 超声波传感器的应用 183

9.5.1 应用注意事项 183

9.5.2 超声波测厚 184

9.5.3 超声波测量液位和物位 184

9.5.4 超声防盗报警器 185

9.5.5 超声探伤 186

9.5.6 超声测距仪 188

第10章 光电式传感器及应用 195

10.1 光电效应 195

10.1.1 外光电效应 195

10.1.2 内光电效应 196

10.1.3 光生伏特效应 196

10.2 光电器件 197

10.2.1 光敏电阻 197

10.2.2 光敏晶体管 200

10.2.3 光电管 205

10.2.4 光电倍增管 206

10.2.5 光电池 208

10.2.6 光电耦合器件 211

10.3 光源及光学元件 213

10.4 光电传感器的应用 214

10.4.1 基本应用电路 214

10.4.2 模拟式光电传感器的应用 216

10.4.3 脉冲式光电传感器的应用 220

10.4.4 光电池的应用 223

第11章 新型传感器 225

11.1 固态图像传感器及应用 225

11.1.1 结构及工作原理 225

11.1.2 线阵列固态图像传感器 227

11.1.3 面阵列固态图像传感器 228

11.1.4 固态图像传感器的应用 228

11.1.5 CMOS图像传感器 232

11.2 红外传感器及应用 234

11.2.1 红外线及其特性 234

11.2.2 红外探测器 236

11.2.3 热释电探测器 237

11.2.4 红外传感器的应用 238

11.3 光纤传感器 245

11.3.1 光导纤维的结构和传光原理 245

11.3.2 光纤传感器的基本原理和类型 248

11.3.3 光纤传感器的应用 250

11.4 数字式传感器及应用 254

11.4.1 编码器 254

11.4.2 频率式传感器 257

11.4.3 光栅传感器 261

11.5 微型传感器及应用 267

11.5.1 微型传感器概述 267

11.5.2 电容式微型传感器及应用 267

11.5.3 电感式微型传感器及应用 270

11.5.4 热敏电阻式微型传感器及应用 271

11.5.5 压阻式微型传感器及应用 272

11.6 集成智能传感器及应用 273

11.6.1 集成智能传感器概述 273

11.6.2 智能传感器的功能 276

11.6.3 智能传感器的应用 277

第12章 传感器的综合应用 284

12.1 数字式压力测量仪 284

12.1.1 压力传感器的基本结构和特性 284

12.1.2 温度补偿 284

12.1.3 传感器放大电路 285

12.1.4 A/D转换器 286

12.1.5 电路装调及压力连接 286

12.1.6 校准 286

12.2 近红外光谱品质检测系统的设计 287

12.2.1 近红外光谱品质检测原理 287

12.2.2 近红外光谱品质检测系统的具体设计 287

12.2.3 近红外光谱品质检测实例分析 290

12.3 智能温度测量装置 290

12.3.1 单线总线技术与DS18B20温度传感器 290

12.3.2 DS18B20数字温度计 300

12.3.3 由DS18B20构成的智能温度测量装置 308

12.4 传感器在现代汽车中的应用 310

12.4.1 概述 310

12.4.2 汽车传感器的分类 312

12.4.3 传感器在汽车发动机控制系统中的应用 313

12.4.4 传感器在汽车底盘电子控制系统中的应用 317

12.4.5 传感器在车身上的应用 319

12.4.6 传感器在汽车导航系统中的应用 322

参考文献 323