第1章 传感器的基本知识 1
1.1 传感器的作用与地位 1
1.2 传感器的应用与发展 1
1.3 传感器的定义与组成 2
1.3.1 传感器的定义 2
1.3.2 传感器的组成 2
1.4 传感器的分类 3
1.4.1 按被测物理量分类 3
1.4.2 按传感器工作原理分类 4
1.5 传感器的命名及代号 5
1.5.1 传感器命名法的构成 5
1.5.2 传感器代号的标记方法 5
1.6 传感器的基本特性 6
1.6.1 传感器的静态特性 6
1.6.2 传感器的动态特性 10
习题 12
第2章 力、压力传感器 13
2.1 概述 13
2.2 弹性敏感元件 14
2.2.1 弹性敏感元件的特性 14
2.2.2 弹性敏感元件的分类 15
2.3 电阻应变式传感器 17
2.3.1 电阻应变片的结构 17
2.3.2 电阻应变片的分类 18
2.3.3 电阻应变片的工作原理 18
2.3.4 电阻应变片的测量电路 20
2.3.5 应变片的温度误差及补偿 22
2.3.6 应变片的粘接剂及粘贴、固化和检查 23
2.3.7 电阻应变片传感器的应用 24
2.4 压电式传感器 25
2.4.1 压电式传感器的工作原理——压电效应 26
2.4.2 压电式传感器的等效电路 29
2.4.3 压电式传感器的测量电路 29
2.4.4 压电式传感器的应用 32
2.5 电容式传感器 33
2.5.1 变间隙式电容传感器 34
2.5.2 变面积式电容传感器 35
2.5.3 变介电常数式电容传感器 36
2.5.4 电容式传感器的测量转换电路 38
2.5.5 电容式传感器的应用 39
2.6 电感式传感器 41
2.6.1 自感式电感传感器 41
2.6.2 互感式电感传感器——差动变压器式传感器 44
2.6.3 电感式传感器的应用 46
2.6.4 电涡流式传感器及其应用 48
2.7 压阻式压力传感器 52
习题 53
第3章 温度传感器 55
3.1 温标及温度的测量方法 55
3.1.1 温标 55
3.1.2 温度的测量方法 55
3.2 膨胀式温度计 56
3.2.1 玻璃液体温度计 56
3.2.2 固体膨胀式温度计 57
3.2.3 气体膨胀式温度计 57
3.3 电阻式温度传感器 59
3.3.1 金属热电阻传感器 59
3.3.2 半导体热敏电阻 62
3.4 热电偶温度传感器 64
3.4.1 热电偶温度传感器的工作原理 64
3.4.2 热电极的材料及常用热电偶 67
3.4.3 热电偶传感器的结构 68
3.4.4 热电偶冷端温度补偿 68
3.4.5 热电偶测温线路 70
3.4.6 热电偶温度传感器的应用 71
3.5 集成温度传感器 72
3.5.1 集成温度传感器的基本工作原理 72
3.5.2 电压输出型集成温度传感器 72
3.5.3 电流输出型集成温度传感器 73
3.5.4 集成温度传感器的应用 73
3.6 辐射式温度传感器 74
3.6.1 辐射测温的原理 74
3.6.2 红外线温度传感器 75
3.6.3 亮度式温度传感器 75
3.6.4 比色温度传感器 75
习题 75
第4章 位移、物位传感器 77
4.1 电位器式位移传感器 77
4.1.1 电位器的基本概念 77
4.1.2 电位器的类型、结构与材料 78
4.1.3 电位器的主要技术指标 79
4.1.4 线位移传感器 79
4.1.5 角位移传感器 79
4.1.6 电位器式传感器的应用 79
4.2 光栅位移传感器 80
4.2.1 光栅的概念 80
4.2.2 光栅位移传感器的工作原理——莫尔条纹 80
4.2.3 光栅位移传感器的结构 81
4.2.4 光栅位移传感器的特点及应用 81
4.3 磁栅位移传感器 82
4.3.1 磁栅的概念 82
4.3.2 磁栅的种类 82
4.3.3 磁栅位移传感器的结构和工作原理 82
4.3.4 磁栅位移传感器的应用 83
4.4 接近传感器 84
4.4.1 电容式接近传感器 84
4.4.2 电感式接近传感器 84
4.4.3 接近传感器的应用 85
4.5 液位传感器 86
4.5.1 导电式水位传感器 86
4.5.2 压差式液位传感器 87
4.5.3 磁致伸缩液位（位移）传感器 88
4.6 电容式物位传感器 89
4.6.1 电容式液位传感器的工作原理 89
4.6.2 电容式物位传感器 90
4.6.3 电容式物位传感器的应用 90
4.7 流量传感器 91
4.7.1 电磁流量计 91
4.7.2 涡轮式流量传感器 93
习题 95
第5章 光电式传感器 96
5.1 光电效应及光电器件 96
5.1.1 光电效应 96
5.1.2 光电管、光电倍增管 97
5.1.3 光敏电阻 98
5.1.4 光敏二极管、光敏晶体管 99
5.1.5 光电池 102
5.2 光电式传感器的测量电路 103
5.2.1 光敏电阻测量电路 103
5.2.2 光敏二极管测量电路 103
5.2.3 光敏晶体管测量电路 104
5.2.4 光电池的测量电路 105
5.3 光纤传感器 105
5.3.1 光纤的结构和传光原理 105
5.3.2 光纤传感器的工作原理 106
5.3.3 光纤传感器的特点 107
5.3.4 光纤传感器的应用 108
5.4 电荷耦合摄影器件 109
5.4.1 CCD电荷耦合器件的基本工作原理 109
5.4.2 CCD图像传感器 111
5.5 红外传感器 111
5.5.1 红外光电探测器 112
5.5.2 红外热敏探测器 112
5.6 光电式传感器的应用 113
5.6.1 光电式传感器的类型 113
5.6.2 光电式传感器的应用 114
5.6.3 光电开关 117
习题 118
第6章 磁电式传感器 119
6.1 概述 119
6.2 霍尔传感器的工作原理与特性 119
6.2.1 霍尔效应 119
6.2.2 霍尔元件的结构和主要参数 121
6.2.3 霍尔集成传感器 122
6.3 磁敏传感器 123
6.3.1 磁敏电阻 123
6.3.2 磁敏二极管 125
6.3.3 磁敏晶体管 127
6.4 磁电式传感器的应用 128
6.4.1 霍尔传感器的应用 128
6.4.2 磁敏电阻的应用 130
6.4.3 磁敏二极管和磁敏晶体管的应用 131
6.4.4 半导体磁传感器的特点及应用 132
习题 132
第7章 波式传感器 134
7.1 超声波传感器 134
7.1.1 超声波的物理基础 134
7.1.2 超声波换能器及耦合技术 136
7.1.3 超声波传感器的应用 137
7.2 微波传感器 141
7.2.1 微波的性质与特点 141
7.2.2 微波传感器的工作原理及其分类 141
7.2.3 微波传感器的应用 142
7.3 多普勒传感器 144
7.3.1 多普勒效应 144
7.3.2 多普勒效应的应用 145
习题 147
第8章 生物传感器 148
8.1 生物传感器的工作原理 148
8.2 最常用的生物传感器 149
8.2.1 酶传感器 149
8.2.2 葡萄糖传感器 150
8.2.3 微生物传感器 150
8.2.4 免疫传感器 151
8.3 生物传感器的应用 152
习题 153
第9章 化学物质传感器 154
9.1 气敏传感器 154
9.1.1 气敏传感器的分类 154
9.1.2 电阻型半导体气敏传感器 155
9.1.3 非电阻型半导体气敏传感器 156
9.1.4 气敏传感器的应用 157
9.2 湿度传感器 161
9.2.1 湿度的表示方法 161
9.2.2 湿度传感器的分类 161
9.2.3 电阻式湿度传感器 162
9.2.4 电容式湿度传感器 165
9.2.5 湿度传感器的应用 165
习题 170
第10章 机器人传感器 171
10.1 概述 171
10.1.1 机器人的类型 171
10.1.2 机器人的特征 172
10.1.3 机器人的进化过程 172
10.2 视觉传感器 173
10.3 听觉传感器 173
10.4 触觉传感器 174
10.5 压觉传感器 175
10.6 力觉传感器 176
10.7 接近觉传感器 177
10.8 滑觉传感器 177
10.9 感觉传感器 179
习题 179
第11章 传感器输出信号的处理技术 180
11.1 传感器输出信号的特点 180
11.1.1 传感器输出信号的形式 180
11.1.2 传感器输出信号具有的特点 180
11.1.3 输出信号的处理方法 181
11.2 传感器输出信号的检测电路 181
11.2.1 检测电路的形式 182
11.2.2 常用信号的检测电路 182
11.3 输出信号的干扰及控制技术 184
11.3.1 干扰的类型与要素 184
11.3.2 干扰控制的方法 184
习题 186
第12章 传感器的标定和传感器的发展展望 187
12.1 传感器的静态标定和动态标定 187
12.1.1 标定 187
12.1.2 静态标定 187
12.1.3 动态标定 188
12.2 传感器的发展展望 189
12.2.1 传感器性能的改进 189
12.2.2 传感器的发展 190
习题 193
第13章 传感器的综合应用——小制作 194
13.1 电阻应变式力传感器制作的数显电子秤 194
13.1.1 工作原理 194
13.1.2 元器件选择 194
13.1.3 制作与调试 194
13.2 敲击式电子门铃 196
13.2.1 工作原理 196
13.2.2 元器件选择 196
13.2.3 制作与调试 197
13.3 超温报警电路 197
13.3.1 工作原理 197
13.3.2 元器件选择 198
13.3.3 制作与调试 198
13.4 水位指示及水满报警器 198
13.4.1 工作原理 198
13.4.2 元器件选择 199
13.4.3 制作与调试 199
13.5 光控延时照明灯 199
13.5.1 工作原理 199
13.5.2 元器件选择 200
13.5.3 制作与调试 200
13.6 热释电红外探头报警器 200
13.6.1 工作原理 200
13.6.2 元器件选择 201
13.6.3 制作与调试 201
13.7 超声波遥控照明灯 201
13.7.1 工作原理 202
13.7.2 元器件选择 202
13.7.3 制作与调试 203
13.8 感应式防盗报警器 203
13.8.1 工作原理 203
13.8.2 元器件选择 203
13.8.3 制作与调试 204
13.9 吸烟报警器 204
13.9.1 工作原理 204
13.9.2 元器件选择 204
13.9.3 制作与调试 205
13.10 触摸式延时照明灯 205
13.10.1 工作原理 205
13.10.2 元器件选择 206
13.10.3 制作与调试 206
附录 207
附录A 传感器分类表 207
附录B 热电阻分度表 211
附录C 热电偶分度对照表 212
附录D 常用传感器中英文对照表 212
习题参考答案 213
参考文献 214