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第一章 传感器与非电量测量系统概述 1

1—1 传感器的基本知识 1

一、传感器的定义和组成 1

二、传感器的分类 2

三、传感器的静态特性 3

四、传感器的动态特性 7

1—2 非电量测量系统的一般知识 10

一、非电量测量系统的组成 10

二、非电量测量系统的基本性能 11

三、非电量测量系统的误差和概念 11

1—3 测量数据的处理实例 18

第二章 电阻式传感器 20

2—1 线绕电位器式传感器 20

一、线绕电位器结构和工作原理 20

二、线绕电位器传感器的阶梯特性、误差和分辨率 21

三、非线性线绕电位器结构 22

2—2 非线绕式电位器 23

一、膜式电位器 23

二、导电塑料电位器 24

三、光电电位器 24

2—3 应变式电阻传感器 24

一、应变效应 24

二、电阻应变片的结构和工作原理 24

三、电阻应变片的种类 26

四、电阻应变片的测量电路 27

2—4 电阻式传感器应用举例 32

一、电阻应变仪 32

二、电位器式压力传感器 33

三、电阻应变片在轧制力检测中的应用 33

第三章 电容式传感器 35

3—1 电容式传感器的工作原理和结构 35

一、基本工作原理 35

二、变极距型电容式传感器 35

三、变极板面积型电容式传感器 37

四、变介质型电容式传感器 37

五、电容式传感器的结构形式 38

六、电容式传感器的输出特性 38

3—2 电容式传感器的等效电路 40

3—3 电容式传感器的测量电路 41

一、电桥电路 41

二、调频电路 11

三、谐振电路 42

四、运算放大器式电路 43

五、二极管双T型交流电桥 44

六、脉冲宽度调制电路 45

3—4 电容式传感器应用举例 48

一、电容测厚仪 48

二、电容式液位计 48

第四章 电感式传感器 51

4—1 变磁阻式传感器 51

一、结构和工作原理 51

二、等效电路 52

三、变气隙式电感传感器的输出特性 52

4—2 差动式电感传感器 53

一、结构和工作原理 53

二、输出特性 54

三、测量电路 55

4—3 差动变压器 56

一、结构与工作原理 57

二、等效电路 57

三、测量电路 59

4—4 涡流式传感器 61

一、基本原理 62

二、等效电路 62

三、测量电路 63

4—5 电感式传感器应用举例 64

一、差动式电感测厚仪 64

二、涡流式传感器应用举例 65

第五章 压敏式传感器 67

5—1 压电式传感器 67

一、压电效应 67

二、压电材料简介 67

三、石英晶体的压电特性 67

四、压电陶瓷的压电现象 69

五、压电传感器等效电路 70

六、压电传感器的测量电路 72

七、压敏传感器的应用举例 75

5—2 ZnO压敏电阻 77

一、ZnO压敏电阻的结构 77

二、ZnO压敏电阻的工作机理 78

三、ZnO压敏电阻的退化现象 79

第六章 热电式传感器 80

6—1 热电偶 80

一、热电效应 80

二、热电偶基本定律 82

三、热电偶结构和种类 84

四、热电偶实用测量电路 86

五、热电偶冷端补偿方法 89

6—2 热电阻 90

一、常用的几种热电阻 90

二、热电阻的测量电路和应用举例 92

6—3 热敏电阻 93

一、热敏电阻结构形式 93

二、电阻与温度特性 94

三、热敏电阻温度—电压转换电路 94

四、热敏电阻的应用 96

6—4 P N结温度传感器 98

一、测温原理 99

二、电压型PN结温度传感器 99

三、电流型PN结温度传感器 99

四、应用举例 100

第七章 光电式传感器 102

7—1 光电效应 102

一、外光电效应 102

二、内光电效应 102

7—2 外光电效应的光电器件 103

一、光电管及其基本特性 103

二、光电倍增管及其基本特性 105

7—3 内光电效应器件 106

一、光敏电阻 106

二、光电池 108

三、光敏二极管和光敏三极管 110

7—4 新型光电传感器 113

一、高速光电二极管 113

二、色敏光电传感器 114

三、光位置传感器 114

四、光固态图象传感器 115

7—5 光电传感器的应用 118

一、烟尘浊度监测仪 118

二、光电转速传感器 118

第八章 气、湿敏传感器 120

8—1 半导体气敏传感器 120

一、半导体气敏传感器机理 120

二、电阻型半导体气敏传感器的结构 121

三、SnO2气敏器件的基本特性 122

四、非电阻型气敏器件 123

8—2 湿敏传感器 124

一、氯化锂湿敏元件 124

二、半导体陶瓷湿敏元件 125

8—3 气、湿敏传感器应用举例 127

一、SnO2气敏传感器的自动吸排油烟机 127

二、便携式缺氧监视器 128

三、SMC—2型湿敏传感器 129

四、自动去湿电路 131

第九章 磁敏式传感器 132

9—1 霍尔传感器 132

一、霍尔效应和基本工作原理 132

二、霍尔元件的基本测量电路 133

三、霍尔元件的使用 134

四、霍尔元件的测量误差和补偿方法 135

9—2 磁敏电阻器 139

一、磁阻效应 139

二、磁敏电阻的结构 139

9—3 磁敏二极管和磁敏三极管 139

一、磁敏二极管的结构和工作原理 139

二、磁敏三极管的结构和工作原理 143

9—4 磁敏传感器的应用 144

一、磁敏二极管磁漏探伤仪 144

二、霍尔式传感器测量转速 145

三、汽车霍尔点火器 145

第十章 辐射式传感器 147

10—1 红外辐射传感器 147

一、红外辐射的基本特点 147

二、红外辐射的基本定律 147

三、红外探测器（传感器） 149

10—2 核辐射传感器 152

一、核辐射源（放射性同位素） 152

二、核辐射的物理特性 154

三、核辐射传感器 155

10—3 辐射式传感器的应用 156

一、红外气体分析仪 156

二、红外无损探伤仪 157

三、核辐射流量计 158

四、核辐射测厚仪 158

第十一章 数字式传感器 160

11—1 栅式数字传感器 160

一、栅式传感器的分类 160

二、栅式传感器的结构和工作原理 160

三、栅式传感器的测量电路 164

11—2 编码器 167

一、接触式编码器 167

二、光电式编码器 170

三、电磁式编码器 171

四、脉冲盘式数字传感器 171

11—3 频率式数字传感器 173

一、RC振荡器式频率传感器 173

二、石英晶体频率式传感器 173

三、弹性体频率式传感器 174

四、频率式传感器的基本测量电路 176

11—4 感应同步器 176

一、感应同步器的类型 177

二、感应同步器的结构 178

三、感应同步器的工作原理 179

四、感应同步器的输出信号处理 180

五、感应同步器的测量系统 182

11—5 数字式传感器应用举例 185

一、光电增量编码器在电脑绣花机中的应用 185

二、转速测量 186

三、压控振荡式频率传感器在测温上的应用 187

第十二章 光纤传感器 188

12—1 光（导）纤（维）的结构和传光原理 188

一、光纤的结构 188

二、光纤的分类 189

三、光纤的传光原理 189

12—2 光纤传感器的基本原理及分类 191

一、光纤传感器的基本原理 191

二、光纤传感器的类型 191

三、光纤传感器的特点 193

12—3 光纤传感器的调制器原理 194

一、强度调制 194

二、波长调制 196

三、频率调制 197

四、相位调制 198

五、时分调制 199

六、偏振调制 200

12—4 光纤传感器的应用 201

一、光纤温度传感器 202

二、光纤电磁场传感器 204

三、光纤图象传感器 205

第十三章 新型传感器 207

13—1 激光探测器（传感器） 207

一、激光产生的机理 207

二、激光的特性 208

三、激光器及其特性 208

四、激光探测器的应用 208

13—2 仿生传感器 211

一、仿生传感器的主要类型及其作用 211

二、视觉传感器 212

三、接触觉传感器 215

四、压觉传感器 215

五、接近觉传感器 217

六、滑觉传感器 218

13—3 超导传感器 219

一、超导效应 219

二、SCQID超导传感器的工作原理 220

三、几种超导传感器件结构 221

四、超导传感器 222

五、SCQID测量系统 224

13—4 生物分子传感器 226

一、生物分子传感器基本结构和类型 226

二、酶和微生物传感器 226

三、免疫传感器 227

四、生物电子学传感器 228

13—5 智能传感器 229

一、智能传感器定义及其功能 229

二、传感器智能化的技术途径 230

三、智能传感器 231

四、智能传感器的发展前景 233

第十四章 传感器与微机组成的测量系统 235

14—1 微机控制的非电测量系统的典型结构 235

一、单路非电量测量系统 235

二、多路非电量测量系统 235

14—2 传感器与微机组成系统中的若干技术问题 236

一、信号的预处理（运算放大器） 236

二、信号转换电路 241

三、传感器与微机的接口技术 252

四、传感器非线性特性在微机中的线性化方法 261

14—3 微机控制的非电测量系统实例 272

一、128路温度自动测控系统 272

二、粉物料定量包装系统 274

参考文献 276