传感器原理及应用PDF电子书下载

第1章 传感器概论 1

1.1传感器的概念 1

1.2传感器的组成 1

1.3传感器的分类 2

1.4传感器的发展趋势 3

第2章 传感器的一般特性 5

2.1传感器的静态响应特性 5

2.1.1线性度 5

2.1.2灵敏度 6

2.1.3迟滞 7

2.1.4重复性 8

2.1.5静态响应特性的其他描述 8

2.2传感器的动态响应特性 9

2.2.1传递函数 9

2.2.2频率响应特性 10

2.2.3典型环节的动态特性 11

2.2.4传感器的动态特性指标 14

思考题 15

第3章 电阻应变式传感器 16

3.1电阻应变式传感器的工作原理 16

3.1.1电阻应变效应 16

3.1.2电阻应变特性 16

3.2应变片的种类、结构与粘贴 18

3.2.1应变片的种类与结构 18

3.2.2应变片的粘贴 19

3.3应变电桥 20

3.3.1应变电桥的特性 20

3.3.2应变电桥的工作方式 21

3.4电阻应变片的应用 21

3.4.1测力传感器 21

3.4.2压力传感器 22

3.4.3位移传感器 23

思考题 23

第4章 电容式传感器 26

4.1电容式传感器的工作原理及结构形式 26

4.1.1电容式传感器的工作原理 26

4.1.2电容式位移传感器的结构形式 27

4.2电容式传感器的测量转换电路 30

4.2.1桥式电路 30

4.2.2运算放大器式测量电路 31

4.2.3脉冲宽度调制电路 31

4.2.4调频电路 32

4.2.5谐振电路 33

4.3电容式传感器的应用 34

4.3.1电容测厚仪 34

4.3.2电容加速度传感器 35

4.3.3湿敏电容 36

4.3.4电容式油量表 36

4.3.5电容式接近开关 37

4.4压力和流量的测量 38

4.4.1压力的基本概念 38

4.4.2压力传感器的分类 39

4.4.3差动电容式差压变送器 39

4.4.4流量的基本概念 40

4.4.5节流式流量计及电容差压变送器在流量测量中的应用 40

思考题 41

第5章 电感式传感器 43

5.1自感式传感器 43

5.1.1工作原理 43

5.1.2等效电路 46

5.1.3输出特性分析 47

5.1.4电感式传感器的测量电路 49

5.2差动变压器 51

5.2.1螺管式差动变压器 51

5.2.2差动变压器的信号调节电路 55

5.2.3电感式传感器的应用 56

5.3电涡流式传感器 58

5.3.1高频反射式电涡流传感器 58

5.3.2低频透射式电涡流传感器 60

5.3.3电涡流式传感器的应用 60

思考题 62

第6章 压电式传感器 64

6.1压电式传感器的工作原理 64

6.1.1压电效应 64

6.1.2压电常数和表面电荷的计算 65

6.2压电材料及压电式传感器的等效电路 67

6.2.1压电材料 67

6.2.2压电式传感器的等效电路 69

6.3压电式传感器的信号调节电路 70

6.3.1电压放大器（阻抗变换器） 71

6.3.2电荷放大器 72

6.4压电式传感器的应用 73

6.4.1应用范围 73

6.4.2压电式加速度传感器 74

6.4.3压电式测力传感器 76

6.4.4压电式压力传感器 77

6.4.5逆压电效应的应用 78

6.4.6超声波传感器 78

思考题 82

第7章 热电式传感器 84

7.1热电偶的基本原理、类型及结构 84

7.1.1热电偶的基本原理 84

7.1.2热电偶的类型和结构 87

7.2热电势的测量及热电偶的标定 92

7.2.1热电势的测量 92

7.2.2热电偶的标定 93

7.3热电偶的传热误差和动态误差 94

7.3.1传热误差 94

7.3.2动态误差 95

7.4电阻式温度传感器 95

7.4.1热电阻 96

7.4.2热敏电阻 98

7.5集成温度传感器 100

7.5.1电压型集成温度传感器 101

7.5.2电流型集成温度传感器 103

思考题 106

第8章 光电式传感器 108

8.1外光电效应与光电器件 108

8.1.1外光电效应 108

8.1.2光电管 108

8.1.3光电倍增管 110

8.2内光电效应与光电器件 110

8.2.1内光电效应 110

8.2.2光敏电阻 111

8.2.3光敏二极管和光敏三极管 114

8.2.4光电池 118

8.3光电式传感器 121

8.4 X-CT成像技术 122

思考题 123

第9章 光导纤维传感器 124

9.1光导纤维的结构和传光原理 124

9.1.1光导纤维及其传光原理 124

9.1.2光在光导纤维内的传输 125

9.2光纤传感器的特点、组成及分类 126

9.2.1光纤传感技术的特点 126

9.2.2光纤传感器的组成 126

9.2.3光纤传感器的分类 127

9.3光调制技术在光纤传感器中的应用 128

9.3.1相位调制与干涉测量 128

9.3.2频率调制 130

9.3.3强度调制 131

9.4传感器应用 133

9.4.1光纤位移传感器 133

9.4.2光纤速度、加速度传感器 138

9.4.3光纤温度传感器 140

9.4.4光纤电流和电压传感器 142

思考题 143

第10章 CCD图像传感器 144

10.1 CCD图像传感器的结构与原理 144

10.1.1 CCD图像传感器的结构 144

10.1.2 CCD图像传感器的工作原理 145

10.2 CCD图像传感器的信号传输原理 145

10.2.1电荷转移 146

10.2.2电荷输出 146

10.3 CCD图像传感器的分类和主要特性 147

10.3.1 CCD图像传感器的分类 147

10.3.2 CCD图像传感器的主要性能参数 150

10.4 CCD图像传感器的应用 152

10.4.1 CCD传感器应用概述 152

10.4.2长度的测量 153

10.4.3在光电精密测径系统中的应用 154

10.4.4 CCD成像技术 155

思考题 157

第11章 红外传感器 158

11.1红外辐射原理及传感器类别 158

11.1.1红外辐射的基本知识 158

11.1.2红外传感器 160

11.1.3红外传感器使用中的注意事项 163

11.2红外传感器的应用 163

11.2.1红外测温 163

11.2.2红外成像 164

11.2.3红外无损检测 166

11.3红外气体传感器 168

思考题 169

第12章 指纹传感器及识别系统 170

12.1指纹识别基础知识 170

12.1.1指纹结构及识别的方法 170

12.1.2指纹获取方法及比较 171

12.1.3系统问题 173

12.2几种指纹传感器的结构、功能及原理 174

12.2.1指纹传感器FCD4B14 174

12.2.2指纹传感器FPS200 178

12.2.3指纹传感器AT77C101B／4B 179

12.2.4微型指纹传感器 180

12.3指纹识别系统应用 180

12.3.1社保指纹认证管理系统 180

12.3.2指纹门禁机 182

12.3.3感应考勤机 184

12.3.4指纹查询一体机 186

12.3.5指纹锁 187

思考题 188

附录 189

参考文献 193