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绪论 1

第1章 传感器技术基础 6

1.1测量的概念和测量方法 6

1.1.1测量的概念 6

1.1.2测量方法 7

1.2测量误差及分类 8

1.2.1测量误差的概念 8

1.2.2测量误差的分类 8

1.3传感器与自动测控系统 11

1.3.1传感器的定义及组成 11

1.3.2传感器的分类 12

1.3.3自动测控系统 14

1.4传感器的特性与技术指标 16

1.4.1灵敏度 16

1.4.2分辨力 16

1.4.3线性度 17

1.4.4稳定性 17

1.4.5电磁兼容性 18

1.4.6可靠性 18

习题1 19

第2章 力传感器 20

2.1弹性敏感元件 20

2.1.1弹性敏感元件的特征 21

2.1.2弹性敏感元件的结构形式 21

2.2电阻应变片传感器 24

2.2.1电阻应变片 25

2.2.2应变片的结构形式、类型与粘贴方法 25

2.2.3测量转换电路 27

2.2.4应变电阻传感器的应用 28

2.3电容式传感器 33

2.3.1电容式传感器的工作原理 34

2.3.2电容式传感器的测量电路 39

2.3.3电容式传感器的应用 42

2.4电感式传感器 45

2.4.1自感式传感器 45

2.4.2自感式传感器测量转换电路 49

2.4.3互感式传感器 50

2.4.4电感式传感器的应用 53

2.5压电式传感器 54

2.5.1压电式传感器的工作原理 55

2.5.2压电式传感器的测量转换电路 57

2.5.3压电式传感器的应用 59

习题2 60

第3章 位置传感器 61

3.1光栅传感器 61

3.1.1光栅传感器的结构和类型 61

3.1.2光栅传感器的工作原理 63

3.1.3辨向及细分 64

3.1.4光栅传感器的应用——光栅数显表 66

3.2磁栅传感器 66

3.2.1磁栅传感器的结构 66

3.2.2磁栅传感器的工作原理 68

3.2.3磁栅传感器的信号处理 69

3.2.4磁栅传感器的应用 70

3.3码盘式传感器 70

3.3.1绝对式编码器 71

3.3.2增量式编码器（增量轴编码器） 73

3.3.3编码器应用举例 76

3.4流量及流速传感器 77

3.4.1流量的基本概念 77

3.4.2节流式流量计 77

3.4.3电磁式流量传感器 78

3.4.4涡轮式流速传感器 80

习题3 81

第4章 温度传感器 82

4.1温度测量的基本概念 82

4.1.1温度的基本概念 82

4.1.2温标 82

4.1.3温度测量及传感器分类 83

4.2热电阻式温度传感器 83

4.2.1金属导体热电阻的工作原理 84

4.2.2热电阻的结构 85

4.2.3热电阻的测量电路 86

4.2.4热电阻传感器的应用——真空度测量 88

4.3半导体温度传感器 88

4.3.1热敏电阻 88

4.3.2 PN结温度传感器 91

4.4热电偶式温度传感器 92

4.4.1基本原理 92

4.4.2热电偶的组成、分类及其特点 94

4.4.3热电偶冷端的延长 97

4.4.4热电偶的冷端补偿法 97

4.4.5热电偶的选择、安装使用和校验 100

4.4.6热电偶的应用 101

4.5集成温度传感器及应用 102

4.5.1集成温度传感器的测温原理 103

4.5.2集成温度传感器的类型 104

习题4 110

第5章 气体和湿度传感器 111

5.1气体传感器 111

5.1.1气体传感器的种类 111

5.1.2半导体气敏传感器结构 111

5.1.3气敏电阻传感器的工作原理 114

5.1.4气敏电阻传感器测量电路 114

5.1.5气体传感器的应用 115

5.2湿敏传感器 117

5.2.1湿度的基本概念 117

5.2.2湿敏电阻型传感器 118

5.2.3电容式湿度传感器 119

5.2.4结露传感器 120

5.2.5湿度传感器的应用 120

习题5 121

第6章 光电效应和光电传感器 122

6.1光电效应和光电器件 122

6.1.1光电效应 122

6.1.2光电器件 123

6.1.3光电耦合器件 131

6.2光电传感器的应用 133

6.2.1光电传感器的基本组成 133

6.2.2光电传感器的基本类型 133

6.2.3光电传感器应用举例 135

6.3红外线传感器 136

6.3.1红外传感器的类型 136

6.3.2红外传感器的应用 138

6.4光纤传感器 140

6.4.1光纤的结构和传光原理 140

6.4.2光纤传感器 141

6.4.3光纤传感器的应用 142

习题6 143

第7章 磁电传感器 144

7.1霍尔传感器 144

7.1.1霍尔器件的结构 144

7.1.2霍尔传感器的工作原理 144

7.1.3霍尔器件的特性参数 145

7.1.4集成霍尔器件 146

7.1.5霍尔传感器的应用 148

7.2电涡流传感器 151

7.2.1电涡流传感器的工作原理 151

7.2.2电涡流传感器的结构 152

7.2.3电涡流传感器的测量电路 153

7.2.4电涡流传感器的应用 154

7.3磁阻元件及传感器 156

7.3.1磁敏电阻 156

7.3.2磁敏电阻传感器的应用 157

7.3.3磁敏电阻传感器的温度稳定性问题 158

7.4磁敏二极管 160

7.4.1磁敏二极管的结构 160

7.4.2磁敏二极管的工作原理 160

7.4.3磁敏二极管的特性 161

7.4.4磁敏二极管的应用——磁敏二极管漏磁探伤仪 163

7.5磁敏三极管 163

7.5.1磁敏三极管的结构 163

7.5.2磁敏三极管的工作原理 164

7.5.3磁敏三极管的特性 165

7.5.4温度补偿技术 165

7.5.5磁敏三极管的应用——磁敏三极管电位器 166

习题7 166

第8章 新型传感器 168

8.1微波传感器 168

8.1.1概述 168

8.1.2微波传感器及其分类 169

8.1.3微波传感器的优点及存在的问题 170

8.1.4微波传感器的应用 170

8.2超声波传感器 173

8.2.1超声波物理基础 173

8.2.2超声波传感器 175

8.2.3超声波传感器的应用 176

8.3生物传感器 178

8.3.1概述 178

8.3.2生物传感器的工作原理及结构 179

8.3.3未来生物传感器的几大特点 182

8.4图像传感器 183

8.4.1图像传感器的敏感元件 183

8.4.2 CCD图像传感器 186

8.4.3 CCD图像传感器的应用 186

8.4.4 CCD图像传感器的发展趋势 190

8.5智能传感器 191

8.5.1智能传感器概述 191

8.5.2智能传感器的应用 192

8.5.3智能传感器的发展趋势 194

8.6机器人传感器 195

8.6.1机器人与传感器 195

8.6.2机器人传感器的分类及特点 195

8.6.3触觉传感器 197

8.6.4接近觉传感器 197

8.6.5视觉传感器 198

8.6.6听觉、嗅觉、味觉和其他传感器 200

习题8 202

第9章 传感器的接口电路 203

9.1传感器输出信号的处理方法 203

9.1.1输出信号的特点 203

9.1.2输出信号的处理方法 204

9.2传感器信号检测电路 204

9.2.1检测电路的形式 205

9.2.2常用电路 206

9.3传感器和微型计算机的连接 213

9.3.1传感器与微型计算机结合的重要性 213

9.3.2检测信号在输入微型计算机前的处理 214

9.3.3模／数转换电路 215

9.3.4电压-频率转换电路 217

习题9 220

参考文献 221