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第0章 绪论 1

0.1 传感器技术的由来、现状与发展 1

0.2 传感技术的基本概念 2

0.3 课程性质及主要任务 2

第1章 传感器简论 3

1.1 传感器的基本概念 3

1.2 传感器的组成与分类 3

1.2.1 传感器的组成 3

1.2.2 传感器的分类 4

1.3 传感器的基本特性 5

1.3.1 传感器的静态特性 5

1.3.2 传感器的动态特性 7

习题 8

第2章 传感器测量电路 9

2.1 传感器测量电路的作用 9

2.1.1 测量电路的基本概念及要求 9

2.1.2 测量电路的作用 9

2.1.3 测量电路的要求 10

2.2 传感器测量电路的类型及组成 10

2.2.1 模拟电路 10

2.2.2 开关型测量电路 11

2.2.3 数字式测量电路 11

2.3 噪声与抗干扰技术 13

2.3.1 噪声源 14

2.3.2 耦合通道 14

2.3.3 抗干扰技术 15

习题 17

第3章 电阻式传感器 18

3.1 电阻应变片式传感器 18

3.1.1 应变效应 18

3.1.2 应变片的结构类型与主要参数 18

3.1.3 应变片的粘贴 20

3.1.4 测量转换电路 21

3.1.5 温度误差及补偿 22

3.1.6 电阻应变片式传感器的集成与应用 23

3.2 气敏电阻传感器 26

3.2.1 基本概念 26

3.2.2 工作原理 26

3.2.3 结构特性 26

3.2.4 气敏传感器的应用 27

3.3 湿敏电阻传感器 29

3.3.1 基本概念 29

3.3.2 工作原理 29

3.3.3 结构特性 29

3.3.4 测量电路与应用 30

3.4 热电阻式传感器 31

3.4.1 基本概念 31

3.4.2 工作原理 32

3.4.3 热电阻的主要参数与特性 34

3.4.4 热电阻传感器的应用 35

3.5 热敏电阻 35

3.5.1 基本概念 35

3.5.2 工作原理 35

3.5.3 热敏电阻的主要特性与技术参数 36

3.5.4 热敏电阻的应用 37

习题 38

第4章 电容式传感器 39

4.1 电容式传感器的工作原理及结构形式 39

4.1.1 变面积型电容式传感器 39

4.1.2 变极距型电容式传感器 40

4.1.3 变介电常数型电容式传感器 41

4.2 电容式传感器测量转换电路 42

4.2.1 交流电桥电路 42

4.2.2 调频电路 42

4.2.3 脉冲宽度调制电路 43

4.3 电容式传感器的应用 44

4.3.1 压力测量 44

4.3.2 电容测厚仪 44

4.3.3 电容式料位传感器 45

4.3.4 电容式接近开关 45

习题 46

第5章 电感式传感器 47

5.1 自感式传感器 47

5.1.1 变间隙式电感传感器 47

5.1.2 变截面积式电感传感器 47

5.1.3 螺线管式电感传感器 48

5.1.4 差分式电感传感器 48

5.1.5 测量转换电路 49

5.2 差分变压器式传感器 50

5.2.1 工作原理 50

5.2.2 测量转换电路 50

5.3 电感式传感器的应用 52

5.3.1 位移测量 52

5.3.2 力和压力的测量 52

5.3.3 液位测量 53

习题 53

第6章 压电式传感器 54

6.1 压电式传感器的工作原理 54

6.1.1 压电效应 54

6.1.2 压电材料 56

6.2 压电式传感器的测量转换电路 58

6.2.1 压电式传感器的等效电路 58

6.2.2 压电式传感器的测量电路 59

6.2.3 压电传感器的串联与并联 60

6.3 压电式传感器的结构与应用 61

6.3.1 压电式力传感器 61

6.3.2 压电式加速度传感器 61

习题 62

第7章 霍尔式传感器 63

7.1 霍尔元件的基本工作原理 63

7.1.1 霍尔效应 63

7.1.2 霍尔元件的基本结构和特性参数 64

7.1.3 基本误差及其补偿 66

7.1.4 霍尔元件的应用电路 68

7.2 霍尔集成电路 69

7.2.1 霍尔线性集成器件 69

7.2.2 霍尔开关集成器件 71

7.3 霍尔传感器的应用 71

7.3.1 霍尔式位移传感器 72

7.3.2 霍尔电流传感器 72

7.3.3 霍尔功率传感器 72

7.3.4 霍尔转速传感器 73

7.3.5 霍尔式无触点汽车电子点火装置 74

习题 75

第8章 热电偶传感器 76

8.1 热电效应及测温原理 76

8.1.1 接触电势 76

8.1.2 温差电势 77

8.1.3 总电势 78

8.2 热电偶的基本定律 78

8.2.1 均质导体定律 78

8.2.2 中间温度定律 78

8.2.3 中间导体定律 79

8.3 热电极的材料及热电偶的类型结构 79

8.3.1 热电极材料 79

8.3.2 热电偶类型 79

8.4 热电偶的冷端温度补偿 82

8.4.1 补偿导线法 82

8.4.2 0℃恒温器 83

8.4.3 冷端温度校正法 83

8.5 热电偶的实用测温电路 85

8.5.1 测量某点温度的基本电路 85

8.5.2 温差测量线路 86

8.5.3 热电偶串联测量线路 86

8.5.4 热电偶并联测量线路 87

8.5.5 热电偶炉温测量系统 87

习题 88

第9章 光电式传感器 89

9.1 光电效应 89

9.1.1 外光电效应 89

9.1.2 内光电效应 90

9.2 光电器件 91

9.2.1 光电管 91

9.2.2 光电倍增管及其基本特性 92

9.2.3 光敏电阻 93

9.2.4 光敏二极管 95

9.2.5 光敏三极管 97

9.2.6 光敏晶闸管 99

9.2.7 光电池 100

9.3 光电式传感器的应用 103

9.3.1 光电式浊度仪 103

9.3.2 光电式转速表 104

9.3.3 路灯光电控制器 105

9.3.4 火焰探测报警器 106

9.3.5 光电式带材跑偏检测装置 106

习题 107

第10章 数字式传感器 108

10.1 光栅式传感器 108

10.1.1 光栅的结构和类型 108

10.1.2 光栅的基本工作原理 109

10.2 光电编码器 113

10.2.1 增量式光电编码器 114

10.2.2 绝对式光电编码器 115

10.2.3 光电编码器的应用 117

10.3 磁栅式传感器 118

10.3.1 磁栅的组成及类型 118

10.3.2 磁栅传感器的工作原理 119

10.3.3 磁栅式传感器的应用 122

10.4 感应同步器 123

10.4.1 感应同步器的结构和类型 123

10.4.2 感应同步器的工作原理 124

10.4.3 感应同步器在数控机床闭环系统中的应用 126

习题 127

第11章 新型传感器 128

11.1 集成温度传感器及应用 128

11.1.1 集成温度传感器的测温原理 128

11.1.2 集成温度传感器的类型 129

11.2 磁敏传感器 136

11.2.1 磁敏电阻 136

11.2.2 磁敏二极管 139

11.2.3 磁敏三极管 141

11.2.4 磁敏式传感器的应用 142

11.3 光纤传感器 143

11.3.1 光纤的结构 143

11.3.2 光纤传感器的原理及分类 143

11.3.3 光纤传感器的特点 143

11.3.4 光纤传感器的应用举例 144

11.4 传感器在机器人中的应用 145

11.4.1 机器人传感器的分类 145

11.4.2 触觉传感器 146

习题 150

第12章 传感器实验 151

12.1 电阻式传感器 151

12.2 电容式传感器 153

12.3 电感式传感器 154

12.4 电涡流式传感器 156

12.5 压电式传感器 157

12.5.1 压电式传感器的动态响应 157

12.5.2 压电传感器的引线电容对电压放大器的影响 158

12.6 霍尔式传感器 159

12.7 热电偶传感器 161

12.8 光电式传感器 163

12.9 数字式传感器 165

附录 实验仪使用说明 167

参考文献 171