传感器原理及应用PDF电子书下载

第1章 传感器的基本概念与特性 1

1.1基本概念 1

1.1.1传感器的定义 1

1.1.2传感器的组成 2

1.2传感器的分类 3

1.3传感器的作用和发展 4

1.3.1传感器的作用 4

1.3.2传感器的发展 5

1.4传感器的一般特性 6

1.4.1灵敏度 7

1.4.2分辨力 7

1.4.3线性度 8

1.4.4稳定性 10

1.4.5电磁兼容性 10

本章小结 10

习题 10

第2章 电阻式应变传感器 12

2.1工作原理 12

2.1.1应变效应 12

2.1.2应变片的结构、种类及其粘贴 14

2.2温度误差及补偿 16

2.2.1温度误差 17

2.2.2温度误差的补偿方法 17

2.3测量转换电路 20

2.3.1单臂半桥工作方式 21

2.3.2双臂半桥工作方式 22

2.3.3全桥工作方式 22

2.4应用举例 23

2.4.1应变式压力传感器 23

2.4.2应变式加速度传感器 25

2.4.3应变式荷重传感器 26

本章小结 27

习题 28

实验、实训建议 30

第3章 电容式传感器 32

3.1电容式传感器的工作原理及特性 32

3.1.1变极距型电容式传感器 33

3.1.2变面积型电容式传感器 34

3.1.3变介电常数型电容式传感器 35

3.1.4差动电容式传感器 35

3.1.5电容式传感器的性能改善 36

3.2电容式传感器的测量电路 37

3.2.1变压器电桥电路 38

3.2.2运算放大器电路 38

3.2.3环形二极管充放电电路 38

3.2.4调频电路 39

3.3电容式传感器的应用 40

3.3.1电容测厚传感器 40

3.3.2电容式湿敏传感器 40

3.3.3电容式油量表 42

3.3.4电容式接近开关 43

本章小结 44

习题 44

实验、实训建议 47

第4章 电感式传感器 49

4.1自感式传感器 49

4.1.1变气隙型电感式传感器 50

4.1.2截面型电感式传感器 51

4.1.3测量电路 51

4.2差动变压器式（互感式）传感器 52

4.2.1差动变压器式传感器的结构与工作原理 52

4.2.2差动变压器式传感器的输出特性 54

4.2.3差动变压器式传感器的测量电路 55

4.3电涡流式传感器 58

4.3.1电涡流式传感器的基本原理 59

4.3.2电涡流式传感器的种类 59

4.4电感式传感器的应用 60

4.4.1压力测量 60

4.4.2位移测量 61

4.4.3电感式圆度计 63

本章小结 63

习题 64

实验、实训建议 64

第5章 压电式传感器 66

5.1压电式传感器的原理 66

5.1.1压电效应及其可逆性 66

5.1.2石英晶体的压电效应 67

5.1.3压电陶瓷的压电效应 69

5.2压电材料 70

5.2.1石英晶体 71

5.2.2压电陶瓷 71

5.2.3新型压电材料 72

5.3压电式传感器的等效电路 72

5.4压电式传感器的测量电路 73

5.4.1压电元件的连接 73

5.4.2压电式传感器的测量电路 74

5.5压电式传感器的应用 76

本章小结 78

习题 78

实验、实训建议 79

第6章 霍尔传感器 80

6.1工作原理 80

6.1.1霍尔元件的结构 80

6.1.2霍尔式传感器的工作原理 81

6.2霍尔集成电路 82

6.2.1霍尔集成电路的特点 82

6.2.2霍尔集成电路的类型 82

6.3霍尔式位移传感器 83

6.3.1霍尔位移传感器的工作原理 83

6.3.2霍尔位移传感器的特性及应用 84

本章小结 87

习题 87

实验、实训建议 89

第7章 光电式传感器 90

7.1光电效应及光电元件 90

7.1.1光电效应的分类 90

7.1.2光电元件及其特性 90

7.2光电元件的基本应用电路 97

7.2.1光敏电阻基本应用电路 97

7.2.2光敏二极管应用电路 98

7.2.3光敏三极管应用电路 98

7.3光电式传感器的应用 99

7.3.1灯光亮度自动控制器 99

7.3.2邮政信函过戳装置 100

7.3.3主回路与控制回路的隔离电路 100

7.4图像传感器简介 101

本章小结 102

习题 102

实验、实训建议 103

第8章 光纤传感器 104

8.1光纤的基本概念 104

8.1.1光的全反射 104

8.1.2光纤的结构及分类 104

8.2光纤传感器的分类及特性 105

8.2.1光纤传感器的分类 105

8.2.2光纤传感器的优缺点 106

8.3光纤传感器的应用举例 106

8.3.1光纤液位传感器 106

8.3.2光纤加速度传感器 107

8.3.3光纤温度传感器 108

8.3.4光纤流量与流速传感器 109

本章小结 111

习题 111

实验、实训建议 111

第9章 温度传感器 114

9.1温度测量的基本概念 114

9.1.1温度的基本概念 114

9.1.2温度测量及传感器分类 116

9.2热电偶传感器的工作原理 117

9.2.1热电效应 118

9.2.2基本定律 120

9.3热电偶的材料及结构 121

9.3.1热电极材料 121

9.3.2热电偶的结构和常用热电偶 123

9.4热电偶的应用 126

9.4.1热电偶冷端的延长 126

9.4.2热电偶温度补偿的技术处理 127

9.5热电阻传感器及其应用 130

9.5.1金属热电阻传感器 130

9.5.2半导体热敏电阻传感器 132

9.6集成温度传感器 135

9.6.1集成温度传感器的测温原理 135

9.6.2集成温度传感器的类型 136

本章小结 137

习题 137

实验、实训建议 138

第10章 气敏传感器、湿度传感器及其应用 140

10.1气敏传感器 140

10.1.1电阻型半导体气敏传感器 140

10.1.2气敏传感器的应用 143

10.2湿度传感器 145

10.2.1湿度的定义及其表示方法 145

10.2.2湿度传感器的基本原理和分类 146

10.2.3湿敏元件的主要特性参数 146

10.2.4半导体及陶瓷湿度传感器 147

10.2.5有机物及高分子聚合物湿度传感器 149

本章小结 151

习题 151

第11章 数字式传感器 152

11.1数字编码器 152

11.1.1增量式编码器 152

11.1.2绝对式光电编码器 153

11.2感应同步器 153

11.2.1感应同步器的结构和工作原理 154

11.2.2信号处理方式 156

11.2.3直线式感应同步器的接长与定尺激励方式 157

11.2.4感应同步器的绝对坐标测量系统 158

11.2.5误差分析 158

11.3光栅传感器 159

11.3.1光栅传感器的结构和原理 159

11.3.2光栅传感器的测量电路 161

11.3.3光栅传感器的应用 163

11.4磁栅传感器 164

11.4.1磁栅传感器的结构 164

11.4.2磁栅传感器的工作原理 164

本章小结 165

习题 165

第12章 智能传感器 166

12.1智能传感器发展的历史背景 166

12.1.1传输数字信号 166

12.1.2标准化 166

12.1.3智能化 166

12.2智能传感器的概念及其功能特点 167

12.3智能传感器的实现 168

12.3.1非集成化实现 168

12.3.2集成化实现 169

12.3.3混合实现 170

本章小结 171

部分习题参考答案 172

附录A 176

附录B 179

参考文献 180