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第1章 传感器的基础知识 1

1.1 传感器的定义与应用 1

1.1.1 传感器的定义 1

1.1.2 传感器的应用 2

1.2 传感器的组成与分类 4

1.2.1 传感器的组成 4

1.2.2 传感器的分类 4

1.3 传感器的特性 5

1.3.1 传感器的静态特性 5

1.3.2 传感器的动态特性 10

1.4 传感器的技术指标 15

1.5 传感器的选用 15

1.6 提高传感器性能的方法 17

1.7 传感器接口电路 19

1.8 传感器的数学模型 22

1.8.1 传感器的静态数学模型 22

1.8.2 传感器的动态数学模型 23

第2章 测量的基础知识 24

2.1 测量的定义和方法 24

2.1.1 测量的定义 24

2.1.2 测量的方法 25

2.2 测量系统 26

2.3 测量误差 28

2.3.1 测量误差的概念 28

2.3.2 测量误差的分类 28

2.4 测量的精度与分辨率 32

第3章 电阻应变式传感器 34

3.1 弹性敏感元件 34

3.1.1 弹性敏感元件的特性 34

3.1.2 弹性敏感元件的结构 35

3.2 应变式传感器的组成 38

3.3 电阻应变片的工作原理 38

3.4 电阻应变片的结构类型 40

3.5 电阻应变片的特性 41

3.6 电阻应变片的测量电路 44

3.7 电阻应变片的温度误差与补偿 47

3.7.1 温度误差产生的原因 47

3.7.2 温度补偿方式 48

3.8 应变式传感器的应用 49

3.8.1 应变式加速度传感器 49

3.8.2 应变式压力传感器 50

3.8.3 应变式力传感器 51

3.9 电位器式传感器 52

第4章 电感式传感器 53

4.1 自感式传感器 53

4.1.1 自感式传感器的工作原理 53

4.1.2 自感式传感器的测量电路 57

4.1.3 自感式传感器的应用举例 59

4.2 互感式传感器 60

4.2.1 互感式传感器的工作原理 61

4.2.2 互感式传感器的测量电路 65

4.2.3 互感式传感器的应用举例 67

4.3 电涡流式传感器 69

4.3.1 电涡流式传感器的基本结构 69

4.3.2 电涡流式传感器的工作原理 70

4.3.3 电涡流式传感器的特性和注意事项 70

4.3.4 电涡流式传感器的测量电路 74

4.3.5 电涡流式传感器的应用举例 76

第5章 电容式传感器 78

5.1 电容式传感器的工作原理 78

5.2 电容式传感器的分类 79

5.3 电容式传感器的特性 84

5.4 电容式传感器的测量电路 88

5.4.1 普通交流电桥 88

5.4.2 耦合式电感电桥 88

5.4.3 二极管双T型交流电桥 90

5.4.4 运算放大器式电路 91

5.4.5 差动脉冲宽度调制电路 91

5.4.6 调频电路 92

5.5 电容式传感器的优点及其应用举例 93

5.5.1 电容式传感器的应用优点 93

5.5.2 电容式位移传感器 93

5.5.3 压力传感器 94

5.5.4 电容式测厚传感器 96

5.5.5 电容式加速度传感器 96

5.5.6 电容式接近开关 97

第6章 磁电式传感器 98

6.1 磁电感应式传感器 98

6.1.1 磁阻元件 98

6.1.2 磁电感应式传感器的工作原理及分类 99

6.1.3 磁电感应式传感器的基本特点 101

6.1.4 磁电感应式传感器的结构特点 102

6.1.5 磁电感应式传感器的测量电路 103

6.2 霍尔式传感器 103

6.2.1 工作原理——霍尔效应 104

6.2.2 霍尔元件及其特性 105

6.2.3 集成霍尔元件 108

6.2.4 霍尔传感器的测量电路 109

6.2.5 霍尔传感器的误差及补偿方法 111

6.3 磁电式传感器的应用举例 115

6.3.1 磁电式扭矩传感器 115

6.3.2 电磁流量传感器 115

6.3.3 霍尔式位移传感器 116

6.3.4 霍尔式开关集成传感器 117

6.3.5 霍尔转速传感器 118

第7章 压电式传感器 119

7.1 压电效应 119

7.2 压电材料 120

7.3 压电式传感器的等效电路 122

7.3.1 压电元件的等效电路 122

7.3.2 压电式传感器的实际等效电路 123

7.4 压电式传感器的测量电路 124

7.4.1 电压放大器（阻抗变换器） 124

7.4.2 电荷放大器 125

7.5 压电式传感器的应用举例 126

7.5.1 压电式玻璃破碎报警器 126

7.5.2 压电式加速度传感器 127

7.5.3 压电式测压传感器 128

7.5.4 压电式传感器在管道测漏中的应用 129

第8章 光电式传感器 130

8.1 光电效应 130

8.2 光电器件 131

8.2.1 光敏电阻 131

8.2.2 光敏晶体管及其基本特性 133

8.2.3 光电管和光电倍增管 137

8.2.4 光电池 138

8.3 光电传感器的组成与分类 140

8.3.1 光电传感器的组成 140

8.3.2 光电传感器的分类 141

8.4 光电式传感器的应用举例 142

8.4.1 光电开关 142

8.4.2 条形码扫描笔 142

8.4.3 光电转速计 143

8.4.4 烟尘浊度监测仪 143

8.5 光纤传感器 144

8.5.1 光纤的结构和种类 144

8.5.2 光纤的导光原理 146

8.5.3 光纤传感器的组成与分类 147

8.5.4 光的调制与解调技术 148

8.5.5 光纤传感器的应用举例 149

第9章 热电式传感器 155

9.1 热电偶传感器 155

9.1.1 热电偶的测温原理 155

9.1.2 热电偶的分类 159

9.1.3 热电偶的常用材料 162

9.1.4 热电偶的冷端补偿法 163

9.1.5 热电偶测量线路 165

9.1.6 热电偶的应用举例 168

9.2 热电阻传感器 168

9.2.1 热电阻测温原理 169

9.2.2 常用热电阻温度特性 170

9.2.3 热电阻传感器的结构 171

9.2.4 热电阻传感器的应用 172

9.3 热敏电阻传感器 173

9.3.1 热敏电阻的类型和结构 173

9.3.2 热敏电阻的参数与特性 175

第10章 超声波传感器 179

10.1 超声波检测原理 179

10.2 超声波传感器 181

10.2.1 超声波传感器的类型 181

10.2.2 超声波传感器的结构 182

10.3 超声波探头电路 184

10.4 超声波传感器的主要参数 186

10.5 超声波传感器的应用举例 187

10.5.1 超声波流量计 187

10.5.2 超声波物位传感器 189

10.5.3 超声波探伤 190

10.5.4 超声波诊断仪 190

10.5.5 超声波测厚仪 192

10.5.6 超声波空化作用 194

第11章 其他重要传感器 196

11.1 微波传感器 196

11.1.1 微波传感器的测量原理 196

11.1.2 微波传感器的构成及特点 197

11.1.3 微波传感器的应用举例 198

11.2 湿敏传感器和气敏传感器 202

11.2.1 湿敏传感器 202

11.2.2 气敏传感器 204

11.3 感应同步器和磁栅传感器 207

11.3.1 感应同步器 207

11.3.2 磁栅传感器 211

11.4 光栅传感器 213

11.5 红外线传感器 219

11.5.1 红外辐射 219

11.5.2 红外传感器的分类 220

11.5.3 红外传感器的组成 221

11.5.4 红外传感器的应用 222

11.6 激光传感器 224

11.6.1 激光的概念 224

11.6.2 激光传感器的应用 226

第12章 新型传感器 228

12.1 智能传感器 228

12.1.1 智能传感器的实现途径 228

12.1.2 集成化智能传感器的形式 229

12.1.3 智能传感器的应用 230

12.2 谐振式传感器 233

12.2.1 谐振式传感器的工作原理 233

12.2.2 谐振式传感器的应用举例 234

参考文献 238