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第1章 传感器基础知识 1

1.1 传感器的定义 1

1.2 传感器的组成 1

1.3 传感器的分类 2

1.4 传感器的基本特性 3

1.4.1 传感器的静态特性 3

1.4.2 传感器的动态特性 6

1.5 传感器的选择 9

1.6 传感器的应用 11

1.7 传感器的发展趋势 11

思考与练习 14

第2章 温度传感器 15

2.1 温标 15

2.2 温度传感器的分类 16

2.3 热电偶温度传感器 18

2.3.1 热电偶的工作原理 18

2.3.2 热电偶回路的性质 20

2.3.3 热电偶的常用材料 22

2.3.4 常用热电偶的结构 24

2.3.5 冷端处理及补偿 26

2.3.6 热电偶的选择与使用 28

2.3.7 热电偶的典型应用 30

2.4 热电阻温度传感器 32

2.4.1 热电阻的工作原理 32

2.4.2 热电阻的结构 34

2.4.3 热电阻测量电路 35

2.4.4 热电阻的典型应用 36

2.5 热敏电阻温度传感器 36

2.5.1 热敏电阻的分类 36

2.5.2 热敏电阻的结构 37

2.5.3 热敏电阻的特点 38

2.5.4 热敏电阻的基本参数 38

2.5.5 热敏电阻的特性 41

2.5.6 热敏电阻的典型应用 45

2.6 集成温度传感器 45

2.6.1 电压输出型集成温度传感器 45

2.6.2 电流输出型集成温度传感器 46

2.6.3 数字输出型集成温度传感器 48

2.7 温度监控系统设计 52

2.7.1 温度监控系统的体系结构 52

2.7.2 温度监控系统的硬件设计 53

2.7.3 温度监控系统的软件设计 57

2.7.4 温度监控系统的源程序 62

思考与练习 69

第3章 力敏传感器 70

3.1 力敏传感器的分类 70

3.2 电阻应变式力敏传感器 71

3.2.1 电阻应变式力敏传感器的原理与结构 71

3.2.2 电阻应变式力敏传感器的接口电路 73

3.2.3 电阻应变式力敏传感器的典型应用 75

3.3 压阻式力敏传感器 77

3.3.1 压阻式力敏传感器的原理与结构 77

3.3.2 压阻式力敏传感器的接口电路 78

3.3.3 压阻式力敏传感器的典型应用 79

3.4 电感式力敏传感器 79

3.4.1 电感式力敏传感器的原理与结构 80

3.4.2 电感式力敏传感器的接口电路 83

3.4.3 电感式力敏传感器的典型应用 84

3.5 电容式力敏传感器 84

3.5.1 电容式力敏传感器的原理与结构 84

3.5.2 电容式力敏传感器的接口电路 86

3.5.3 电容式力敏传感器的典型应用 88

3.6 压电式力敏传感器 88

3.6.1 压电式力敏传感器的原理与结构 89

3.6.2 压电式力敏传感器的接口电路 90

3.6.3 压电式力敏传感器的典型应用 94

3.7 数字气压计的设计 95

3.7.1 数字气压计的系统结构 95

3.7.2 数字气压计的硬件设计 95

3.7.3 数字气压计的软件设计 99

3.7.4 数字气压计的源程序 100

思考与练习 103

第4章 光电传感器 104

4.1 光及其表示 104

4.2 光电管及光电倍增管 106

4.2.1 光电管 106

4.2.2 光电倍增管 108

4.3 光敏电阻 110

4.3.1 光敏电阻的原理与结构 110

4.3.2 光敏电阻的特性 111

4.3.3 光敏电阻的应用 112

4.4 光敏二极管 113

4.4.1 光敏二极管的原理与结构 113

4.4.2 光敏二极管的应用 114

4.5 光敏三极管 115

4.5.1 光敏三极管的原理与结构 115

4.5.2 光敏三极管的特性 116

4.5.3 光敏三极管的应用 118

4.6 光电池 119

4.6.1 光电池的原理及结构 119

4.6.2 光电池的特性 120

4.6.3 光电池的应用 122

4.7 光电耦合器 122

4.7.1 光电耦合器的结构 123

4.7.2 光电耦合器的组合形式 123

4.7.3 光电耦合器的应用 123

4.8 红外线传感器 124

4.8.1 红外线传感器的分类 126

4.8.2 红外线传感器的原理与结构 127

4.8.3 红外线传感器的应用 130

4.9 光照度测试仪 135

4.9.1 光照度测试仪的系统结构 135

4.9.2 光照度测试仪的硬件设计 135

4.9.3 光照度测试仪的软件设计 136

4.9.4 光照度测试仪的数据处理 136

4.9.5 光照度测试仪的源程序 138

思考与练习 143

第5章 磁敏传感器 144

5.1 磁敏传感器的分类 144

5.2 霍尔传感器 145

5.2.1 霍尔元件 145

5.2.2 线性霍尔集成传感器 148

5.2.3 开关型霍尔集成传感器 150

5.2.4 霍尔传感器的应用 151

5.3 磁敏电阻 154

5.3.1 磁敏电阻的原理与结构 154

5.3.2 磁阻元件的特性 156

5.3.3 磁敏电阻的应用 157

5.4 磁敏二极管 158

5.4.1 磁敏二极管的原理与结构 158

5.4.2 磁敏二极管的特性 159

5.4.3 磁敏二极管的应用 161

5.5 磁敏三极管 163

5.5.1 磁敏三极管的原理与结构 163

5.5.2 磁敏三极管的特性 164

5.5.3 磁敏三极管的应用 166

5.6 霍尔测速仪的设计 166

5.6.1 霍尔测速仪的系统结构 166

5.6.2 霍尔测速仪的硬件设计 167

5.6.3 霍尔测速仪的软件设计 168

5.6.4 霍尔测速仪的源程序 169

思考与练习 173

第6章 气体传感器 174

6.1 气体传感器的分类 174

6.2 气体传感器的特性 176

6.3 气敏电阻 177

6.3.1 烧结型二氧化锡气敏元件 178

6.3.2 厚膜型二氧化锡气敏元件 179

6.3.3 薄膜型二氧化锡气敏元件 179

6.4 气敏二极管 180

6.4.1 结型气敏二极管 180

6.4.2 MOS型气敏二极管 180

6.5 MOSFET型气敏器件 181

6.5.1 MOSFET型气敏器件的原理与结构 181

6.5.2 MOSFET型气敏元件的特性 182

6.6 气体传感器的应用 183

6.7 气体检测仪的设计 185

6.7.1 气体检测仪的系统结构 185

6.7.2 气体检测仪的硬件设计 186

6.7.3 气体检测仪的软件设计 189

6.7.4 检测仪的源程序 191

思考与练习 194

第7章 湿度传感器 195

7.1 湿度及其表示 195

7.2 湿度传感器的分类 196

7.3 湿敏电阻 197

7.3.1 电解质湿敏电阻 197

7.3.2 高分子湿敏电阻 198

7.3.3 陶瓷湿敏电阻 199

7.4 湿敏电容 199

7.4.1 陶瓷湿敏电容 200

7.4.2 高分子湿敏电容 200

7.5 其他湿度传感器简介 201

7.6 湿度传感器的特性 203

7.7 湿度传感器的选择 205

7.8 湿度传感器的使用注意事项 206

7.9 湿度传感器的应用 207

7.10 温湿度监控器的设计 209

7.10.1 温湿度监控器的系统结构 210

7.10.2 温湿度监控器的硬件设计 210

7.10.3 温湿度监控器的软件设计 213

7.10.4 温湿度监控器的源程序 215

思考与练习 230

第8章 声音传感器 231

8.1 声音简介 231

8.2 话筒 232

8.2.1 阻抗变换型话筒 232

8.2.2 压电式话筒 232

8.2.3 电容式话筒 233

8.2.4 驻极体话筒 233

8.2.5 动圈式话筒 234

8.2.6 话筒的特性 234

8.3 扬声器 236

8.3.1 电动式扬声器 237

8.3.2 电磁式扬声器 237

8.3.3 静电式扬声器 237

8.3.4 压电式扬声器 238

8.3.5 扬声器的特性 239

8.4 超声波传感器 240

8.4.1 超声波传感器的原理与结构 241

8.4.2 超声波效应 242

8.4.3 超声波传感器的典型应用 244

8.5 超声测距仪的设计 248

8.5.1 超声波测距仪的系统结构 248

8.5.2 超声波测距仪的硬件设计 248

8.5.3 超声波测距仪的软件设计 250

8.5.4 超声波测距仪的源程序 252

思考与习题 258

第9章 智能传感器 259

9.1 智能传感器的组成 259

9.2 智能传感器的特点 260

9.3 智能化的实现途径 262

9.3.1 集成化 263

9.3.2 软件化 266

9.3.3 网络化 267

9.3.4 多传感器的信息融合 270

9.4 典型智能传感器简介 276

思考与练习 279

参考文献 281