绪论 1
第一章 传感器的一般特性 1
目录 1
§1-1 传感器的静特性 7
一、线性度 7
二、迟滞 9
三、重复性 9
七、温度稳定性 10
八、各种抗干扰稳定性 10
九、静态误差 10
六、稳定性 10
五、分辨力与阈值 10
四、灵敏度与灵敏度误差 10
§1-2 传感器的动特性 11
一、接触式传感器的动特性 11
二、模拟式传感器的动特性 17
三、数字式传感器的动特性 23
§1-3 传感器的技术指标 24
第二章 电阻式传感器 26
§2-1 应变片式电阻传感器 26
一、电阻应变效应 26
二、金属电阻应变片主要特性 27
三、温度误差及其补偿 32
四、电阻应变片的粘结 33
五、转换电路 35
六、应变片式电阻传感器举例 39
一、压阻效应 44
§2-2 压阻式电阻传感器 44
二、半导体应变片结构及特性 46
三、压阻式传感器 47
§2-3 电位器式电阻传感器 50
一、工作原理及特点 50
二、线性与函数电位器 50
三、负载特性与负载误差 52
四、电位器的结构与材料 53
五、电位器式电阻传感器应用举例 54
§2-4 电触点式传感器 54
一、工作原理 54
二、结构与电路 55
三、误差及其测定 56
一、工作原理 58
§3-1 自感式传感器 58
第三章 电感式传感器 58
二、自感计算及特性分析 59
三、自感线圈的等效电路 64
四、转换电路和传感器灵敏度 67
五、零点残余电压 70
六、应用举例 73
七、自感式传感器的设计 74
§3-2 差动变压器式传感器 78
一、工作原理 78
二、互感计算与特性分析 79
三、转换电路 85
四、零点残余电压的补偿 86
五、应用举例 88
一、工作原理 89
§3-3 涡流式传感器 89
二、参数计算与分析 90
三、转换电路 93
四、低频透射涡流传感器 95
五、涡流式传感器的应用 95
§3-4 压磁式传感器 98
一、压磁效应 98
二、工作原理 98
三、结构举例 99
四、压磁元件 99
五、测量电路 100
六、压磁式传感器的应用 101
§3-5 感应同步器 101
一、概述 101
二、工作原理 102
三、类型与结构 104
四、信号处理方式 106
五、设计举例 109
六、误差分析 111
七、感应同步器的接长 111
第四章 电容式传感器 113
§4-1 工作原理和类型 113
一、工作原理 113
二、类型 113
§4-2 电容式传感器的主要性能 117
一、静态灵敏度 117
二、非线性 118
一、特点 119
三、动态特性 119
§4-3 电容式传感器的特点和设计要点 119
二、设计要点 120
§4-4 转换电路 124
一、对转换电路的要求 124
二、电桥电路 125
三、差动脉冲调宽电路 126
四、调频电路 127
五、运算放大器式电路 129
§4-5 电容式传感器的应用 130
一、电容式差压传感器 131
二、电容式加速度传感器 131
三、电容式位移传感器 131
§5-1 压电转换元件的工作原理 133
第五章 压电式传感器 133
一、压电效应表达式 134
二、石英晶体压电效应的机理 135
三、压电元件的基本变形 136
四、压电常数和耦合系数 137
§5-2 压电材料 138
一、石英晶体 138
二、铌酸锂晶体 139
三、压电陶瓷一 139
§5-3 压电元件常用结构形式 141
§5-4 等效电路 142
§5-5 测量电路 143
一、电压放大器 143
二、电荷放大器 144
§5-6 压电式传感器的应用举例 146
一、压电式测力传感器 146
二、压电式加速度传感器 147
三、压电阻抗头 150
§5-7 压电式传感器的误差 150
一、环境温度的影响 150
二、湿度的影响 151
三、横向灵敏度和它所引起的误差 151
四、电缆噪声 152
五、接地回路噪声 152
§5-8 压电声表面波传感器 152
一、基本工作原理 152
二、SAW力和加速度传感器 154
§5-9 聚偏二氟乙烯PVDF及其应用 155
一、PVDF的结构 156
二、PVDF的工作原理和基本特性 157
三、PVDF传感器设计的一般方法 159
四、应用举例 160
第六章 磁电式传感器 161
§6-1 磁电感应式传感器 161
一、工作原理和类型 161
二、动态特性 163
三、主要元件的设计计算 166
四、应用 170
§6-2 霍尔式传感器 172
一、工作原理与特性 172
二、霍尔元件的误差及其补偿 175
§6-3 磁栅式传感器 178
三、应用 178
一、磁栅 179
二、磁头 181
三、信号处理方式 183
四、磁栅传感器的特点与误差分析 184
第七章 光电式传感器 185
§7-1 光电效应及光电器件 185
一、光电发射型 185
二、光电导型 187
三、光电导结型 188
四、光电伏特型 189
五、半导体光电元件的特性 190
二、测量电路 193
一、光源 193
§7-2 光电式传感器的测量电路 193
§7-3 一般形式的光电传感器 195
一、模拟式光电传感器 195
二、脉冲式光电传感器 197
§7-4 光纤传感器 198
一、光导纤维 198
二、光纤传感器 200
§7-5 电荷耦合器件 204
一、CCD的工作原理 204
二、CCD的结构 206
三、CCD的应用举例 207
§7-6 光栅式传感器 208
一、概述 208
二、基本工作原理和计量光栅的种类 209
三、莫尔条纹 212
四、光学系统 219
五、零位光栅 224
六、光栅式传感器设计要点 226
七、光栅式传感器的结构和应用举例 232
§7-7 激光式传感器 235
一、激光的特性和激光的频率稳定 235
二、激光干涉传感器 237
三、激光衍射传感器 241
四、激光扫描传感器 244
§7-8 码盘式传感器 245
一、工作原理 246
二、码制与码盘 246
三、二进码与循环码的转换 248
四、双盘编码器 249
五、应用举例 251
第八章 热电偶、超声波、核辐射检测 253
§8-1 热电偶 253
一、工作原理 253
二、常用热电偶 256
三、热电偶测温线路 257
§8-2 超声波传感技术 258
一、超声波及其传播 258
二、超声波的物理性质 259
三、超声波检测技术的应用 262
§8-3 核辐射检测 265
一、工作原理 265
三、探测器 266
二、射线源 266
四、核辐射检测的应用 268
五、放射性辐射的防护 269
第九章 谐振式传感器 270
§9-1 振筒式传感器 270
一、结构与工作原理 270
二、振筒的固有振动频率和振型 271
三、振动频率和压力的关系 272
四、测量电路 272
五、振动管式密度传感器 274
§9-2 振弦式传感器 275
一、工作原理与激励方式 275
二、振弦的固有频率与输出特性分析 277
三、振弦式传感器应用举例 279
一、振膜式传感器 281
§9-3 振膜和振梁式传感器 281
二、振梁式传感器 282
§9-4 压电式谐振传感器 282
一、石英晶体谐振式压力传感器 283
二、谐振梁式差压传感器 285
第十章 力平衡式传感器 288
§10-1 工作原理 288
§10-2 传感器特性 288
一、微分方程的建立及传递函数 288
二、静特性 290
三、动特性 291
§10-3 应用 292
参考文献 293