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 6
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 13
第2章 力、压力传感器 14
2.1 概述 14
2.2 弹性敏感元件 15
2.2.1 弹性敏感元件的特性 15
2.2.2 弹性敏感元件的分类 16
2.3 电阻应变式传感器 18
2.3.1 电阻应变片的结构 18
2.3.2 电阻应变片的分类 19
2.3.3 电阻应变片的工作原理 19
2.3.4 电阻应变片的测量电路 21
2.3.5 应变片的温度误差及补偿 23
2.3.6 应变片的粘接剂及粘贴、固化和检查 24
2.3.7 电阻应变片传感器的应用 25
2.3.8 常见电阻应变式传感器 27
2.4 压电式传感器 27
2.4.1 压电式传感器的工作原理——压电效应 28
2.4.2 压电式传感器的等效电路 31
2.4.3 压电式传感器的测量电路 32
2.4.4 压电式传感器的应用 34
2.4.5 常见压电式传感器 36
2.5 电容式传感器 37
2.5.1 变间隙式电容传感器 38
2.5.2 变面积式电容传感器 39
2.5.3 变介电常数式电容传感器 41
2.5.4 电容式传感器的测量转换电路 42
2.5.5 电容式传感器的应用 44
2.5.6 常见电容式传感器 46
2.6 电感式传感器 47
2.6.1 自感式电感传感器 47
2.6.2 互感式电感传感器——差动变压器式传感器 50
2.6.3 电感式传感器的应用 52
2.6.4 常见电感式传感器 54
2.6.5 电涡流式传感器及其应用 55
2.6.6 常见电涡流传感器 59
2.7 压阻式压力传感器 60
2.7.1 压阻式压力传感器的工作原理 60
2.7.2 常见压阻式压力传感器 60
习题 61
第3章 温度传感器 63
3.1 温标及温度的测量方法 63
3.1.1 温标 63
3.1.2 温度的测量方法 63
3.2 膨胀式温度计 64
3.2.1 玻璃液体温度计 64
3.2.2 固体膨胀式温度计 65
3.2.3 气体膨胀式温度计 65
3.3 电阻式温度传感器 67
3.3.1 金属热电阻传感器 67
3.3.2 半导体热敏电阻 71
3.4 热电偶温度传感器 73
3.4.1 热电偶温度传感器的工作原理 74
3.4.2 热电极的材料及常用热电偶 77
3.4.3 热电偶传感器的结构 77
3.4.4 热电偶冷端温度补偿 79
3.4.5 热电偶测温电路 80
3.4.6 热电偶温度传感器的应用 81
3.5 集成温度传感器 82
3.5.1 集成温度传感器的基本工作原理 82
3.5.2 电压输出型集成温度传感器 83
3.5.3 电流输出型集成温度传感器 83
3.5.4 集成温度传感器的应用 83
3.5.5 常见集成温度传感器 85
3.6 辐射式温度传感器 85
3.6.1 辐射测温的原理 85
3.6.2 红外线温度传感器 86
3.6.3 亮度式温度传感器 86
3.6.4 比色温度传感器 86
习题 87
第4章 位移、物位传感器 88
4.1 电位器式位移传感器 88
4.1.1 电位器的基本概念 88
4.1.2 电位器的类型、结构与材料 89
4.1.3 电位器的主要技术指标 90
4.1.4 线位移传感器 90
4.1.5 角位移传感器 90
4.1.6 电位器式传感器的应用 90
4.1.7 常见电位器式位移传感器 91
4.2 光栅位移传感器 92
4.2.1 光栅的概念 92
4.2.2 光栅位移传感器的工作原理——莫尔条纹 92
4.2.3 光栅位移传感器的结构 93
4.2.4 光栅位移传感器的特点及应用 93
4.3 磁栅位移传感器 94
4.3.1 磁栅的概念 94
4.3.2 磁栅的种类 94
4.3.3 磁栅位移传感器的结构和工作原理 95
4.3.4 磁栅位移传感器的应用 96
4.4 接近传感器 96
4.4.1 电容式接近传感器 97
4.4.2 电感式接近传感器 97
4.4.3 接近传感器的应用 98
4.5 液位传感器 98
4.5.1 导电式水位传感器 99
4.5.2 压差式液位传感器 100
4.5.3 常见液位传感器 101
4.5.4 磁致伸缩液位（位移）传感器 101
4.6 电容式物位传感器 103
4.6.1 电容式液位传感器的工作原理 103
4.6.2 电容式物位传感器 104
4.6.3 电容式物位传感器的应用 104
4.7 流量传感器 105
4.7.1 电磁流量计 105
4.7.2 涡轮式流量传感器 107
习题 109
第5章 光电式传感器 110
5.1 光电效应及光电器件 110
5.1.1 光电效应 110
5.1.2 光电管、光电倍增管 111
5.1.3 光敏电阻 112
5.1.4 光敏二极管、光敏晶体管 114
5.1.5 光电池 116
5.2 光电式传感器的测量电路 117
5.2.1 光电管路灯自动控制器 117
5.2.2 光敏电阻控制的报警电路 118
5.2.3 光敏二极管测量电路 118
5.2.4 光敏晶体管测量电路 119
5.2.5 光电池的测量电路 119
5.3 光纤传感器 120
5.3.1 光纤的结构和传光原理 120
5.3.2 光纤传感器的工作原理 122
5.3.3 光纤传感器的特点 123
5.3.4 光纤传感器的应用 123
5.4 电荷耦合摄影器件 125
5.4.1 电荷耦合器件的基本工作原理 125
5.4.2 电荷耦合器件图像传感器 126
5.5 红外传感器 127
5.5.1 红外光电探测器 127
5.5.2 红外热敏探测器 128
5.5.3 热释电红外传感器 129
5.6 光电式传感器的应用 131
5.6.1 光电式传感器的类型 132
5.6.2 光电式传感器的应用 132
5.6.3 光电开关 135
习题 137
第6章 磁电式传感器 139
6.1 概述 139
6.2 霍尔传感器的工作原理与特性 139
6.2.1 霍尔效应 139
6.2.2 霍尔元件的结构和主要参数 141
6.2.3 霍尔集成传感器 142
6.3 磁敏传感器 143
6.3.1 磁敏电阻 143
6.3.2 磁敏二极管 145
6.3.3 磁敏晶体管 147
6.4 磁电式传感器的应用 149
6.4.1 霍尔传感器的应用 149
6.4.2 磁敏电阻的应用 152
6.4.3 磁敏二极管和磁敏晶体管的应用 152
6.4.4 半导体磁传感器的特点及应用 153
习题 154
第7章 波式传感器 155
7.1 超声波传感器 155
7.1.1 超声波的物理基础 155
7.1.2 超声波换能器及耦合技术 157
7.1.3 各种超声波探头 158
7.1.4 超声波传感器的应用 158
7.2 微波传感器 163
7.2.1 微波的性质与特点 163
7.2.2 微波传感器的工作原理及其分类 164
7.2.3 微波传感器的应用 164
7.3 多普勒传感器 167
7.3.1 多普勒效应 167
7.3.2 多普勒效应的应用 168
习题 169
第8章 生物传感器 170
8.1 生物传感器的工作原理 170
8.2 最常用的生物传感器 171
8.2.1 酶传感器 171
8.2.2 葡萄糖传感器 172
8.2.3 微生物传感器 173
8.2.4 免疫传感器 174
8.3 常见生物传感器 174
8.4 生物传感器的应用 176
习题 177
第9章 化学物质传感器 178
9.1 气敏传感器 178
9.1.1 气敏传感器的分类 178
9.1.2 电阻型半导体气敏传感器 179
9.1.3 非电阻型半导体气敏传感器 181
9.1.4 气敏传感器的应用 181
9.1.5 常见气敏传感器 185
9.2 湿度传感器 186
9.2.1 湿度的表示方法 186
9.2.2 湿度传感器的分类 186
9.2.3 电阻式湿度传感器 187
9.2.4 电容式湿度传感器 190
9.2.5 常见湿度传感器 190
9.2.6 湿度传感器的应用 191
习题 196
第10章 机器人传感器 197
10.1 概述 197
10.1.1 机器人的类型 197
10.1.2 机器人的特征 198
10.1.3 机器人的进化过程 198
10.1.4 常见机器人的种类与外形 199
10.2 视觉传感器 200
10.3 听觉传感器 201
10.4 触觉传感器 202
10.5 压觉传感器 202
10.6 力觉传感器 203
10.7 接近觉传感器 204
10.8 滑觉传感器 205
10.9 感觉传感器 206
习题 206
第11章 传感器输出信号的处理技术 207
11.1 传感器输出信号的特点 207
11.1.1 传感器输出信号的形式 207
11.1.2 传感器输出信号具有的特点 207
11.1.3 输出信号的处理方法 208
11.2 传感器输出信号的检测电路 208
11.2.1 检测电路的形式 209
11.2.2 常用信号的检测电路 209
11.3 输出信号的干扰及控制技术 211
11.3.1 干扰的类型与要素 211
11.3.2 干扰控制的方法 211
习题 213
第12章 传感器的标定和传感器的发展展望 214
12.1 传感器的静态标定和动态标定 214
12.1.1 标定 214
12.1.2 静态标定 214
12.1.3 动态标定 215
12.2 传感器的发展展望 216
12.2.1 传感器性能的改进 216
12.2.2 传感器的发展 217
习题 220
第13章 传感器的综合应用——小制作 221
13.1 电阻应变式力传感器制作的数显电子秤 221
13.1.1 工作原理 221
13.1.2 元器件选择 221
13.1.3 制作与调试 221
13.2 敲击式电子门铃 223
13.2.1 工作原理 223
13.2.2 元器件选择 223
13.2.3 制作与调试 224
13.3 超温报警电路 224
13.3.1 工作原理 224
13.3.2 元器件选择 225
13.3.3 制作与调试 225
13.4 水位指示及水满报警器 225
13.4.1 工作原理 225
13.4.2 元器件选择 226
13.4.3 制作与调试 226
13.5 光控延时照明灯 226
13.5.1 工作原理 226
13.5.2 元器件选择 227
13.5.3 制作与调试 227
13.6 热释电红外探头报警器 227
13.6.1 工作原理 227
13.6.2 元器件选择 228
13.6.3 制作与调试 228
13.7 超声波遥控照明灯 228
13.7.1 工作原理 229
13.7.2 元器件选择 229
13.7.3 制作与调试 230
13.8 感应式防盗报警器 230
13.8.1 工作原理 230
13.8.2 元器件选择 230
13.8.3 制作与调试 231
13.9 吸烟报警器 231
13.9.1 工作原理 231
13.9.2 元器件选择 231
13.9.3 制作与调试 232
13.10 触摸式延时照明灯 232
13.10.1 工作原理 232
13.10.2 元器件选择 233
13.10.3 制作与调试 233
第14章 实战演练——常见参数的检测 234
14.1 CSY系列传感器与检测技术实验台简介 234
14.1.1 实验台组成 234
14.1.2 传感器的简要特性 235
14.2 实验项目简介 236
实验一 应变式力传感器重量测量——电子秤 236
实验二 压电式传感器振动测量 239
实验三 电容式传感器的位移测量 241
实验四 差动变压器式传感器位移测量 242
实验五 差动变压器零点残余电压补偿 244
实验六 电涡流式传感器位移测量 245
实验七 被测体材质对电涡流传感器的特性影响检测 246
实验八 电涡流传感器振动测量 247
实验九 压阻式压力传感器压力测量 248
实验十 热电阻温度传感器温度测量 250
实验十一 热电偶温度传感器温度测量 251
实验十二 热电偶冷端温度补偿 252
实验十三 集成温度传感器温度测量 253
实验十四 光纤传感器位移测量 254
实验十五 光纤传感器转速测量 256
实验十六 光电式转速传感器的转速测量 257
实验十七 霍尔传感器位移测量 257
实验十八 霍尔转速传感器转速测量 259
实验十九 气体流量的测定 260
实验二十 气体成分检测——气敏（酒精）传感器 261
实验二十一 湿度检测 261
实验二十二 超声波传感器测距 262
附录 264
附录A 传感器分类表 264
附录B 热电阻分度表 268
附录C 热电偶分度对照表 269
附录D 常用传感器中英文对照表 270
部分习题参考答案 271
参考文献 272