传感器及其接口技术PDF电子书下载

目录 1

第一章 传感器接口技术电路基础 1

第一节 放大、滤波、比较和波形发生电路 1

一、测量放大器 1

二、滤波器 3

三、电压比较器 7

四、波形发生器 10

第二节 恒压源和恒流源 12

一、恒压源 12

二、恒流源 15

第三节 桥路分析 18

一、直流电桥 18

二、交流电桥 21

第四节 桥路信号的拾取 23

一、单运放检测电路 23

二、差分输入数据放大器检测电路 24

第五节 信号传送方式 25

一、四线式传送方式 25

二、二线式传送方式 26

三、三线式传送方式 27

第六节 转换电路 27

一、电压—电流转换电路 27

二、电流—电流转换电路 28

三、电荷—电压变换电路 30

四、电阻—电压变换电路 31

五、用ICL8038制作高质量的电压—频率变换器 32

六、电容量—脉冲率变换电路 33

七、脉冲率—电压变换电路 35

第七节 模数转换电路 38

一、双积分A/D转换原理 38

二、31/2位A/D转换器 39

一、荧光数码管显示 44

第八节 数字显示 44

二、液晶显示（LCD） 45

三、发光二极管显示（LED） 46

第二章 传感器特性 48

第一节 传感器特性 48

一、关于输入量的特性 49

二、关于输入输出关系的静态响应特性 49

三、动态响应特性 51

第二节 线性化 53

一、线性化的概念 53

二、数字线性化 53

三、模拟线性化 55

第三节 温度补偿 68

第四节 传感器接口电路设计 69

一、设计传感器接口电路需解决的问题 69

二、传感器接口电路设计实例 70

第三章 压力传感器及其接口技术 74

第一节 压阻效应 74

一、压阻效应 74

二、压阻系数 75

第二节 压力敏感器件 76

一、半导体应变片的特点 76

二、半导体应变片的种类 77

三、半导体应变片的结构形式 78

第三节 压敏电阻电桥的特性及补偿 78

一、零位失调及温漂 78

二、灵敏度的温漂及补偿 79

三、非线性度及补偿 79

第四节 集成压力传感器 80

第五节 压力传感器接口技术 80

一、半导体压力传感器接口电路 81

二、压力变换器的传感器电路 82

三、压力变换器电路 83

四、袖珍式数字气压表电路 84

五、扩散硅压力变送器电路 86

六、设计实例 86

七、振动式汽车防盗继电器 89

八、制作数字式压力计 90

九、制作模拟显示器 92

十、制作有高度显示的气压计 92

十一、制作高度计 94

第四章 温度传感器及其接口技术 96

第一节 温度传感器分类 96

第二节 热敏电阻器 97

一、NTC热敏电阻器 97

二、PTC热敏电阻器 99

三、热敏电阻器的主要参数 100

一、pn结正向电压与温度的关系 101

第三节 pn结温度传感器 101

二、温敏二极管的主要参数 103

三、温敏晶体管 103

四、温敏晶体管的主要参数 104

第四节 温敏可控硅 104

一、温敏可控硅的结构及工作原理 104

二、开关温度的控制 105

第五节 集成温度传感器 106

一、电流型PTAT集成温度传感器 107

二、电压型PTAT集成温度传感器 107

第六节 温度传感器接口技术 108

一、使用IC温度传感器的温度控制系统 108

二、红外温度计控制电路 110

三、热敏电阻的使用方法 118

四、PTC热敏电阻电机保护器 120

五、电子恒温槽 121

六、温敏可控硅的使用方法 122

七、使用温敏可控硅的温水锅炉温度检出电路 124

八、数字温度计电路 125

九、非接触式温度计电路设计 126

十、热象检测与接口 128

十一、LED发光输出的温度校正电路 129

第五章 光敏传感器及其接口技术 132

第一节 半导体的光电效应 132

一、半导体的光吸收 132

二、半导体的光电导效应 132

三、半导体的光生伏特效应 133

第二节 光敏电阻 134

一、CdS光敏电阻工作原理 134

二、CdS光敏电阻特性 134

一、光敏二极管工作原理 136

第三节 光敏二极管 136

二、光敏二极管特性 137

第四节 光电池 139

一、硅光电池的结构、符号和基本原理 139

二、光电池的基本特性 140

第五节 光敏晶体管 142

一、光敏晶体管的结构、符号和原理 142

二、光敏晶体管特性 143

三、异质结光敏晶体管和场效应光 145

敏晶体管 145

第六节 光控可控硅 145

一、光控可控硅的结构、符号和工作原理 145

二、光控可控硅的特性参数 146

第七节 光电耦合器件 147

一、光电耦合器的工作原理 147

第八节 集成光敏器件 148

一、光放大器 148

二、光电耦合器的基本特性 148

二、半导体色敏器件 149

三、图像传感器 150

第九节 光敏传感器接口技术 153

一、减小暗电流影响的方法 153

二、实用线性光耦合放大器 155

三、光敏电阻的偏置电路及运动方向检测器 157

四、光敏二极管的偏置电路及测光电路 159

五、光电池基本电路及换向控制电路 160

六、光敏三极管的基本电路和透明物体透明度的测量电路 164

七、光控可控硅基本电路和冲床 164

保护电路 164

八、色敏传感器的测色电路 166

九、图像传感器的驱动、A/D变换及信号处理电路 166

第一节 霍尔效应和磁阻效应 171

一、霍尔效应 171

第六章 磁敏传感器及其接口技术 171

二、磁阻效应 173

第二节 霍尔元件 175

一、理想霍尔元件 175

二、霍尔元件的性能参数 176

三、集成霍尔元件 178

一、磁敏电阻结构 179

二、磁敏电阻特性 179

第三节 磁敏电阻 179

第四节 磁敏二极管 180

一、磁敏二极管结构和工作原理 180

二、磁敏二极管特性 181

三、集成磁敏二极管 182

第五节 磁敏晶体管 182

一、长基区磁敏晶体管结构和机理 182

二、长基区磁敏晶体管特性 183

一、霍尔传感器的基本电路 184

三、集成磁敏晶体管 184

第六节 磁敏传感器接口技术 184

二、集成霍尔传感器的基本电路 188

三、磁敏电阻基本电路及磁带终端 191

检测电路 191

四、磁敏二极管基本电路及探伤电路 193

五、磁敏三极管及集成磁敏三极管 195

接口电路 195

六、无触点开关电路和测磁仪表 198

第七章 气敏、湿敏传感器及其 200

接口技术 200

第一节 气敏传感器分类 200

第二节 气敏电阻的工作机理及结构 201

一、气敏电阻的工作基理 201

二、气敏电阻的结构 202

三、气敏电阻的主要参数 203

工作原理 204

第三节 电压控制型气敏传感器 204

一、氢气敏传感器的结构和 204

二、氢气敏传感器的特性 205

第四节 气敏传感器接口技术 206

一、利用CMOS的瓦斯检测器 206

二、热敏电阻式热导率气体 207

传感器电路 207

三、防爆式FB—4型可燃性气体 210

报警器 210

四、连续监测式氢气探测仪 210

第五节 湿度的表示方法及湿敏器件的 213

特性参数 213

一、湿度的表示方法 213

二、湿敏器件的特性参数 213

湿敏器件 214

一、烧结型半导体陶瓷 214

第六节 各种湿敏器件的结构 214

及特性 214

二、涂覆膜型陶瓷湿敏器件 217

三、多孔氧化物湿敏器件 218

四、结型和MOS型 219

湿敏器件 219

第七节 湿敏器件的接口技术 219

一、湿敏器件对电源的特殊要求 219

二、湿度检测电路 220

三、湿度传感器的电路设计 222

四、携带式测湿仪电路 226

第八章 其它传感器及其接口技术 227

第一节 热电偶及其接口技术 227

一、热电偶工作原理及种类 227

二、热电偶冷端补偿 229

三、热电偶基本电路 232

四、焊锡槽温度控制电路 236

第二节 金属热电阻及其接口技术 238

一、铂电阻 238

二、铜电阻 239

三、线性化电桥式测温电路 239

四、铂电阻直接测量温差电桥电路 240

五、4～20mA电流电路AD693 241

第三节 电容传感器及其接口技术 246

一、电容传感器的原理 246

二、差动式电容传感器的二极管环形检波电路 247

三、电容式液位计 248

四、差动脉冲宽度调制电路 250

第四节 光纤传感器及其接口技术 252

一、光纤导光基本原理 252

二、光纤传感器及其分类 254

三、光纤传感器的主要元器件 256

四、辐射（红外）型光纤温度传感器 259

五、光纤传感器的输出光／脉冲变换电路 260

六、光纤传感器的形状检测电路 262

第五节 超声波传感器及其发送与接收技术 263

一、超声波传感器的结构、工作原理及分类 263

二、超声波传感器接口电路 266

三、物体探测电路 270

四、AE传感器电路 272

五、超声波探伤和传感器电路 273

第九章 传感器与微机的接口技术 276

第一节 检测控制系统 276

第二节 单片机及其系统 277

一、MCS-51单片机结构及功能 277

二、定时／计数器及中断控制字 281

三、单片机应用系统分类 282

四、单片机应用系统设计 284

一、传感器输出方式分类 289

第三节 输入接口 289

二、开／关式传感器 290

三、模拟脉冲式传感器 293

四、模拟连续式传感器 294

五、模拟频率变化式和脉冲重复频率式传感器 295

六、数字脉冲式传感器 295

七、数字编码式传感器 295

八、模拟电压放大及采样 297

九、智能化接口 298

第四节 输出接口 299

一、显示、记录输出接口 299

二、驱动控制装置接口 300

第五节 应用实例 300

一、简单实用的湿度监控仪 300

二、智能温度测控器 302