绪论 1
第1章 传感器的特性 5
1．1传感器的组成与分类 5
传感器的组成 5
传感器的分类 6
1．2传感器的基本特性 7
静态特性 7
动态特性 14
思考题与习题 16
第2章 热电传感器 17
2．1热电势式测温传感器 17
工作原理 17
热电偶中引入第三导体 19
标准热电极 20
热电偶冷端温度误差及其补偿 21
常用热电偶的特性 23
热电偶的测量电路 30
2．2热电阻式温度传感器 34
金属测温电阻器 34
半导体热敏电阻器 38
2．3 PN结型测温传感器 43
温敏二极管及其应用 44
温敏晶体管及其应用 47
2．4集成电路温度传感器 49
基本原理及PTAT核心电路 49
电压输出型 51
电流输出型 54
可编程集成数字温度传感器 56
2．5热释电式传感器 57
热释电效应及其机理 57
热释电红外传感器 57
热释电探测模块 59
典型应用 61
2．6热电传感器应用实例 62
思考题与习题 64
第3章 应变传感器 65
3．1电阻应变式传感器 65
应变片的结构和类型 65
常用的应变片 66
3．2薄膜应变电阻及传感器 67
薄膜分类 67
薄膜的工作原理 68
薄膜应变传感器的特点 69
3．3电阻应变传感器使用中应注意的一些问题 71
思考题与习题 73
第4章 磁敏传感器 74
4．1磁敏传感器的物理基础——霍尔、磁阻、形状效应 74
基础知识 74
霍尔效应 74
磁阻效应 75
形状效应 75
4．2霍尔元件 76
霍尔元件的工作原理 76
霍尔元件的结构 77
基本电路 77
电磁特性 80
误差分析及误差补偿 81
4．3磁阻元件 84
长方形磁阻元件 84
科尔宾元件 85
平面电极元件 85
InSb-NiSb共晶磁阻元件 86
曲折形磁阻元件 86
磁阻元件的温度补偿 87
4．4磁敏二极管 87
磁敏二极管的结构 87
磁敏二极管的工作原理 88
磁敏二极管的特性 89
磁敏二极管的补偿技术 91
4．5磁敏三极管 92
磁敏三极管的结构 92
磁敏三极管的工作原理 93
磁敏三极管的特性 93
温度补偿技术 95
4．6磁敏传感器的应用 97
霍尔元件的应用 97
磁阻元件的应用 104
思考题与习题 110
第5章 压电传感器 111
5．1压电效应 111
石英晶体的压电效应 111
压电常数 113
压电陶瓷的压电效应 114
5．2压电材料 115
压电晶体 115
压电陶瓷 116
新型压电材料 116
5．3等效电路与测量电路 117
等效电路 117
测量电路 118
5．4压电传感器及其应用 122
压电传感器中压电片的连接 122
压电式力传感器 123
压电式压力传感器 125
压电式加速度传感器 126
应用实例 131
思考题与习题 134
第6章 光纤传感器 135
6．1基础知识 135
光纤的结构 135
光纤的种类 135
光纤的传光原理 136
光纤的特性 138
光纤的耦合 140
6．2光纤传感器的分类及构成 141
分类 141
构成部件 143
6．3功能型光纤传感器举例 146
相位调制型光纤传感器 146
光强调制型光纤传感器 148
偏振态调制型光纤传感器 149
6．4非功能型光纤传感器举例 150
传输光强调制型光纤传感器 150
反射光强调制型光纤传感器 152
频率调制型光纤传感器 153
光纤液位传感器 155
思考题与习题 157
第7章 光栅传感器 159
7．1光栅基础 159
光栅的分类及结构 159
莫尔条纹的原理 160
莫尔条纹的特点 161
7．2光栅传感器的工作原理 162
光电转换原理 162
莫尔条纹测量位移的原理 162
辨向原理 163
7．3莫尔条纹细分技术 164
细分方法 164
光电元件直接细分 164
CCD直接细分 165
光栅传感器的误差 166
7．4常用光学系统 167
透射直读式光路 167
反射直读式光路 167
反射积分式光路 167
思考题与习题 168
第8章 光电传感器 169
8．1光电传感器的基本效应 169
半导体的粒子特性 169
光电效应 170
8．2外光电效应光电元件 170
光电管 170
光电倍增管 171
8．3光电导效应及光电元件 172
光敏电阻的结构及原理 172
光敏电阻的特性 173
8．4光电伏特效应及光电元件 175
光电导结型光电元件 175
光电伏特型光电元件 176
8．5 CCD图像传感器 178
8．6应用光路 181
反射式 182
透射式 182
线纹瞄准用光电传感器 182
脉冲式光电传感器 183
思考题与习题 185
第9章 气、湿敏传感器 186
9．1气敏传感器 186
半导体气敏元件的分类及必备条件 186
表面控制型电阻式半导体气敏元件 187
基于MEMS的新型微结构气敏传感器 191
应用举例 194
9．2湿敏传感器 195
湿度及其表示 195
对湿敏传感器的基本要求 196
电阻式湿敏传感器 196
陶瓷湿敏传感器 197
电容式湿敏传感器 198
电解质式湿敏传感器 200
应用范围及应用实例 200
思考题与习题 204
第10章 智能传感器 205
10．1智能传感器及无线传感器网络 205
10．2智能传感器的结构框图 207
uP主机模板 208
模拟量输入模板 209
IEEE-488标准总线模板 209
接口模板 210
10．3信号处理与μP接口技术 211
传感器输出信号的类型 211
传感器输出的模拟信号的处理 211
10．4智能传感器中的数据处理 219
查表与搜索 219
分段插值法 220
曲线拟合修正法 221
数字滤波 222
10．5智能传感器的设计 222
智能压力传感器的设计思路 222
简单智能温度传感器设计实例 225
智能有害气体传感器设计 231
思考题与习题 235
第11章 传感器应用技术 236
11．1信号变换 236
电流-电压（I-U）变换器 236
电压-电流（U-I）变换器 238
交流电压-直流电压（u-U）变换器和交流电流-直流电压（i-U）变换器 240
电阻-电压（R-U或Ω-U）变换器 241
电容-电压（C-U）变换器 242
电压-频率（U-f）变换器（简称VFC）和频率-电压（f-U）变换器（简称FVC） 243
电压-脉宽（U-H）变换器 246
11．2驱动电路分析及外围电路器件选择 248
驱动电路分析 248
外围电路器件选择 255
思考题与习题 256
第12章 传感器的选择与使用 257
12．1传感器的正确选择 257
12．2传感器的合理使用 258
线性化及补偿 258
传感器的定标 260
电磁兼容问题 261
抗干扰技术 263
思考题与习题 267
附录 国际单位制（SI）的主要单位及其换算 268
参考文献 273