传感器技术及其应用实例PDF电子书下载

第1章 温度传感器 1

1.1 温度传感器的类型 1

1.2 电阻式温度传感器 2

1.2.1 金属测温电阻器 2

1.2.2 半导体热敏电阻 5

1.3 热电偶 8

1.3.1 热电偶的工作原理 8

1.3.2 热电偶的应用技术 10

1.3.3 热电偶应用实例 14

1.4 集成温度传感器 17

1.4.1 AD590及其应用 17

1.4.2 LM35及其应用 20

1.4.3 LM335/LM336及其应用 23

1.4.4 其他集成温度传感器及其应用 25

1.5 其他类型温度传感器 29

1.5.1 晶体振荡温度传感器 29

1.5.2 弹性表面波温度传感器 30

1.5.3 光纤温度传感器 33

第2章 湿度传感器 37

2.1 概述 37

2.1.1 湿度及其表示 37

2.1.2 湿度传感器的类型 37

2.2 湿度传感器的工作原理 38

2.2.1 湿敏电阻传感器 38

2.2.2 湿敏电容传感器 39

2.2.3 电解质式湿度传感器 39

2.3 湿度传感器的应用技术 40

2.3.1 湿度传感器应用电路设计要点 40

2.3.2 湿度传感器应用电路框图 41

2.4 湿度传感器的应用实例 42

第3章 红外传感器 46

3.1 红外传感器的原理 46

3.1.1 红外发光二极管（LED）和PIN光敏二极管 46

3.1.2 热电堆 47

3.1.3 热释电传感器 51

3.2 红外传感器的基本电路 53

3.3 热释电传感器的应用实例 57

第4章 超声波传感器 61

4.1 超声波传感器的原理与特性 61

4.1.1 超声波传感器的原理 61

4.1.2 超声波传感器的特性 63

4.2 超声波传感器的检测方式 64

4.3 常用超声波传感器 66

4.3.1 超声波流量传感器 66

4.3.2 超声位移传感器 66

4.3.3 超声温度传感器 67

4.4 超声波传感器的应用实例 69

第5章 气敏传感器 76

5.1 气敏传感器的类型及必备条件 76

5.1.1 气敏传感器的类型 76

5.1.2 气敏传感器的必备条件 77

5.2 气敏传感器的原理 77

5.2.1 半导体气敏传感器 77

5.2.2 固体电解质气敏传感器 79

5.2.3 红外线吸收式气敏传感器 79

5.3 气敏传感器的应用实例 81

第6章 磁敏传感器 84

6.1 霍尔传感器 84

6.1.1 霍尔元件的原理及特性 84

6.1.2 霍尔元件的基本电路 85

6.1.3 霍尔集成元件 87

6.2 磁阻元件 89

6.2.1 磁阻元件的结构与特性 89

6.2.2 磁阻元件的基本电路 90

6.3 磁敏二极管和磁敏晶体管 91

6.3.1 磁敏二极管的原理与特性 91

6.3.2 磁敏晶体管的原理与特性 93

6.4 其他磁敏传感器 95

6.4.1 舌簧触点元件 95

6.4.2 差动变压器 96

6.4.3 涡流式传感器 97

6.5 磁敏传感器的应用实例 98

6.5.1 霍尔元件的应用 98

6.5.2 磁阻元件的应用 102

6.5.3 磁敏二极管和磁敏晶体管的应用 103

第7章 光电传感器 105

7.1 概述 105

7.2 光敏二极管 106

7.2.1 光敏二极管的原理与类型 106

7.2.2 光敏二极管的特征及参数 107

7.2.3 光敏二极管的基本应用电路 107

7.3 光敏晶体管 108

7.3.1 光敏晶体管的结构和原理 108

7.3.2 光敏晶体管的特性 109

7.3.3 光敏晶体管的应用 111

7.4 光敏电阻 113

7.4.1 光敏电阻的结构和原理 113

7.4.2 光敏电阻的特性和参数 113

7.4.3 光敏电阻的应用 115

7.5 光电位置检测传感器（PSD） 117

7.5.1 PSD的结构和原理 117

7.5.2 PSD的特性 119

7.5.3 PSD的应用 119

7.6 太阳电池 123

7.6.1 太阳电池的原理与特征 123

7.6.2 太阳电池的特性 123

7.6.3 太阳电池应用实例 127

7.7 色敏传感器 128

7.7.1 色敏传感器的原理 128

7.7.2 色敏传感器的应用 129

第8章 压电传感器 130

8.1 压电效应 130

8.1.1 石英晶体压电特性 130

8.1.2 压电常数 132

8.1.3 石英晶片的应变形式 134

8.2 压电材料 135

8.2.1 压电晶体 135

8.2.2 压电陶瓷 136

8.2.3 新型压电材料 137

8.3 等效电路与测量电路 138

8.3.1 等效电路 138

8.3.2 测量电路 139

8.4 压电传感器的应用 141

8.4.1 压电传感器中压电片的连接 142

8.4.2 压电式力传感器 142

8.4.3 压电式压力传感器 143

8.4.4 压电式加速度传感器 144

8.4.5 压电传感器的应用实例 146

第9章 电阻应变式传感器 149

9.1 应变片的结构与类型 149

9.2 电阻应变式传感器的原理 151

9.3 应变式传感器的测量电路 153

9.3.1 电桥电路 153

9.3.2 电桥的线路补偿 156

9.3.3 应变式传感器性能分析 157

9.4 应变式传感器的应用设计实例 160

9.4.1 各种弹性元件的特性分析 160

9.4.2 应变式传感器的设计 163

9.4.3 应变式传感器的标定 164

9.4.4 供桥电压的选择 165

9.4.5 应变式传感器的电路补偿 165

9.4.6 称重电子秤设计实例 167

第10章 传感器的应用技术 179

10.1 传感器的供电电源 179

10.1.1 电池 179

10.1.2 直流稳压电源 179

10.1.3 直流电压变换器 180

10.1.4 偏置电路 180

10.2 传感器的放大电路 181

10.2.1 电流放大电路 181

10.2.2 电流-电压变换电路 182

10.2.3 反相放大电路 182

10.2.4 同相放大电路 182

10.2.5 差动放大电路 182

10.2.6 低漂移放大电路 183

10.3 滤波器电路 184

10.3.1 滤波器的种类 184

10.3.2 1次和2次滤波器 184

10.4 同步整流 187

10.4.1 同步整流的主要用途 187

10.4.2 同步整流的方法 187

10.5 线性化 188

10.5.1 电阻补偿法 188

10.5.2 折线近似法 189

10.5.3 幂级数近似法 189

10.5.4 对数变换方式 191

10.5.5 正反馈法 192

10.5.6 查表法 193

10.5.7 软件和硬件结合的方法 193

10.6 传感器与微处理器的结合 194

10.6.1 传感器输出信号的类型 194

10.6.2 传感器输出的模拟信号的处理 194

10.6.3 传感器与计算机的接口 199

10.6.4 传感器中的数据处理 201

10.7 抗干扰技术 204

第11章 无线传感器网络 209

11.1 无线传感器网络概况 209

11.1.1 无线传感器网络的发展历程 209

11.1.2 无线传感器网络特点 209

11.1.3 无线传感器网络体系结构 210

11.1.4 无线传感器网络的应用 211

11.2 ZigBee无线传感器网络 211

11.2.1 ZigBee网络拓扑结构 211

11.2.2 ZigBee网络构建原理 212

11.2.3 ZigBee基本技术原理 215

11.2.4 ZigBee协议栈Z-Stack 217

11.3 ZigBee无线传感器网络开发环境 221

11.3.1 ZigBee协议栈Z-Stack开发环境配置 221

11.3.2 建立ZigBee新工程 222

11.3.3 建立和添加ZigBee应用程序 224

11.3.4 工程配置 227

11.3.5 程序的编译和下载 228

11.4 ZigBee无线传感器网络的应用实例 228

第12章 通用传感器实验平台开发实例 239

12.1 通用传感器实验平台概述 239

12.2 STC12C5A60S2单片机简介 239

12.2.1 STC12单片机I/O口结构 240

12.2.2 STC12C5A60S2系列单片机的A-D转换器 241

12.2.3 STC12C5A60S2串口通信 243

12.3 通用传感器实验平台硬件电路 243

12.3.1 STC单片机开发板 244

12.3.2 LED数码管显示、键盘电路、LCD显示模块 247

12.3.3 DS18B20温度传感器 250

12.3.4 GaAs光强监测传感器模块 253

12.3.5 MQ-5烟雾传感器模块 254

12.3.6 RFID模块、时钟模块DS1302 256

12.3.7 U盘、SD/TF卡接口 259

12.3.8 VS1003音频解码模块、音频信号采样 260

12.4 软件开发 262

12.4.1 Keil开发环境 262

12.4.2 LED数码管显示 266

12.4.3 A-D采样程序、键盘程序 267

12.4.4 STC单片机程序下载ISP 268

参考文献 273