1 传感器与测量的基本知识 1
1.1 测量的概念及分类 1
1.1.1 测量的概念 1
1.1.2 测量过程 2
1.1.3 测量方法的分类 2
1.2 传感器的概念及分类 5
1.2.1 传感器的概念 5
1.2.2 传感器的组成 6
1.2.3 传感器的分类 7
1.3 传感器的基本特性 8
1.3.1 静态特性 8
1.3.2 动态特性 12
1.4 传感器的标定和校准 13
1.4.1 传感器的标定 13
1.4.2 传感器的校准 14
1.5 传感器信号处理技术 14
1.5.1 传感器信号的数据处理技术 14
1.5.2 传感器信号的非线性校正技术 17
1.5.3 传感器的抗干扰技术 18
2 测量误差 23
2.1 测量误差的基本知识 23
2.1.1 测量误差的基本概念 23
2.1.2 测量误差的主要来源 24
2.1.3 测量误差的表示方法 25
2.2 测量误差的分类 28
2.2.1 系统误差 28
2.2.2 随机误差 30
2.2.3 粗大误差 31
2.2.4 测量精度 32
2.3 测量误差的合成与分配 32
2.3.1 误差传递公式 32
2.3.2 典型函数的合成误差 34
2.3.3 误差的分配 35
2.4 最小二乘法与回归分析 36
2.4.1 最小二乘法 36
2.4.2 一元线性回归 37
3 电量的测量 39
3.1 阻抗的测量 39
3.1.1 直流单臂电桥 39
3.1.2 直流双臂电桥 41
3.1.3 交流阻抗电桥 42
3.1.4 兆欧表 44
3.1.5 数字阻抗测量仪 46
3.1.6 其他测量方法 47
3.2 电压和电流的测量 49
3.2.1 直流电压和电流的测量 49
3.2.2 交流电压和电流的测量 53
3.2.3 测量用互感器 58
3.3 功率和电能的测量 63
3.3.1 功率的测量 63
3.3.2 电能的测量 65
3.4 频率和相位的测量 70
3.4.1 频率的测量 70
3.4.2 相位的测量 75
4 典型非电量的测量 76
4.1 温度的测量 76
4.1.1 温度和温标 76
4.1.2 测温方法分类 77
4.1.3 典型测温方法和传感器 78
4.2 流量的测量 91
4.2.1 流量的概念 91
4.2.2 流量计与流量检测方法分类 92
4.2.3 典型流量计 93
4.3 物位的测量 101
4.3.1 液位测量 101
4.3.2 料位测量 108
4.3.3 相界面测量 109
4.4 压力的测量 109
4.4.1 压力的概念和表示方法 109
4.4.2 压力检测的基本方法 110
4.4.3 常用的压力检测仪表和压力传感器 111
5 阻抗式结构型传感器 121
5.1 电阻应变式传感器 121
5.1.1 阻抗式结构型传感器的敏感元件 121
5.1.2 电阻应变计的基本原理与结构 124
5.1.3 电阻应变计的主要特性 126
5.1.4 电阻应变计的温度效应及其补偿 127
5.2 电容式传感器 129
5.2.1 电容式传感器的原理与结构 129
5.2.2 应用中存在的问题及其改进措施 132
5.3 电感式传感器 136
5.3.1 电感式传感器原理 136
5.3.2 自感式传感器的原理与结构 137
5.3.3 互感式传感器（差动变压器）的原理和结构 139
5.3.4 自感式和互感式传感器的误差 142
5.3.5 电涡流式传感器 143
6 压电式传感器 147
6.1 压电效应及材料 147
6.1.1 压电效应 147
6.1.2 压电材料 149
6.1.3 压电振子 153
6.2 压电传感器等效电路和测量电路 154
6.2.1 等效电路 154
6.2.2 测量电路 155
6.3 声波传感技术 159
6.3.1 超声检测 159
6.3.2 SAW传感器 163
7 光电式传感器 169
7.1 光源 169
7.1.1 光的特性 169
7.1.2 光源与光辐射体 170
7.2 光电效应及器件 172
7.2.1 外光电效应 172
7.2.2 内光电效应 174
7.2.3 热探测器 176
7.2.4 光电器件的特性 177
7.3 激光传感器 179
7.3.1 干涉测试技术 180
7.3.2 衍射测试技术 182
7.3.3 激光多普勒测速技术 183
7.4 光纤传感器 186
7.4.1 光纤传感器基础 186
7.4.2 光纤传感器中几种常用的光强调制技术 189
7.4.3 光纤干涉传感器 194
7.5 新型光电检测器 194
7.5.1 光位置传感器（PSD） 194
7.5.2 量子阱探测器（QWIP） 195
7.5.3 光电磁探测器 196
7.5.4 固态图像传感器 197
8 磁敏传感器 203
8.1 霍尔式磁敏传感器 203
8.1.1 霍尔效应及霍尔元件 203
8.1.2 霍尔元件的等效电路及不等位电势补偿原理 208
8.1.3 霍尔磁传感器电路分析与设计 208
8.2 结型磁敏器件 209
8.2.1 磁敏二极管 209
8.2.2 磁敏三极管 212
8.3 磁阻式磁敏传感器 214
8.3.1 半导体磁阻传感器 214
8.3.2 韦根德器件 217
8.3.3 铁磁性金属薄膜磁敏电阻 219
8.3.4 巨磁阻效应器件（GMR） 220
8.4 机械式、感应式与磁通门式磁敏传感器 221
8.4.1 机械式磁敏传感器 221
8.4.2 感应式磁敏传感器 221
8.4.3 磁通门式磁敏传感器 223
8.5 光纤磁敏传感器 225
8.5.1 法拉第效应光纤磁敏传感器 226
8.5.2 磁致伸缩效应光纤磁场传感器 226
8.6 磁共振式及超导式磁敏传感器 227
8.6.1 光泵式磁敏传感器 227
8.6.2 质子旋进式磁敏传感器 229
8.6.3 超导磁敏传感器 231
9 化学传感器 235
9.1 化学传感器概述 235
9.2 电位型传感器 236
9.2.1 离子选择性电极类型 236
9.2.2 离子选择性电极构造与响应机理 238
9.3 离子敏场效应管传感器 240
9.4 气敏传感器 241
9.4.1 气敏传感器概述 241
9.4.2 半导体气敏传感器工作原理 243
9.4.3 电阻型半导体气敏传感器 245
9.4.4 非电阻型半导体气敏传感器 247
10 生物传感器 249
10.1 生物传感器概述 249
10.2 酶传感器 251
10.2.1 酶反应 251
10.2.2 酶传感器的工作原理与类型 254
10.3 微生物传感器 255
10.3.1 微生物反应 255
10.3.2 微生物传感器的定义与特点 256
10.3.3 微生物传感器的工作原理与类型 256
10.4 免疫传感器 258
10.4.1 免疫学反应 258
10.4.2 免疫传感器的类型、特点 259
10.4.3 免疫传感器发展趋势 261
11 数字式传感器 262
11.1 数字式传感器概述 262
11.2 编码器 262
11.2.1 编码器基本概念 262
11.2.2 增量式光电编码器 263
11.2.3 绝对式光电编码器 268
11.2.4 电磁式编码器 270
11.3 栅式传感器 271
11.3.1 光栅传感器 271
11.3.2 磁栅传感器 276
11.3.3 容栅传感器 280
11.4 感应同步器 282
11.4.1 感应同步器基本概念 282
11.4.2 感应同步器工作原理 285
11.4.3 感应同步器信号处理方式 286
11.5 振动式频率传感器 287
11.5.1 振动式频率传感器概述 287
11.5.2 振弦式频率传感器 288
11.5.3 振梁式频率传感器 290
11.6 数字式传感器信号长线传输技术 291
11.6.1 脉冲信号长线传输特性 291
11.6.2 抑制信号反射的方法 293
12 智能传感器 295
12.1 智能传感器概述 295
12.2 智能传感器设计构建方式 297
12.3 智能传感器发展趋势 298
参考文献 301