《传感器原理与应用》

目录1

绪论1

一、传感技术的应用1

二、传感器的分类2

三、传感器的发展3

四、本课程的任务和教学要求5

第一章　传感器和测量的基本知识6

§1-1　测量的基本概念6

一、测量6

二、测量方法6

三、测量仪表的精确度与分辨率8

§1-2　传感器的一般特性11

一、传感器的静态特性11

二、传感器的动态特性12

一、弹性元件的基本特性14

§1-3　传感器中的弹性敏感元件14

二、弹性元件的形式及应用范围15

第二章　电阻式传感器及应用22

§2-1　热电阻22

一、工作原理22

二、热电阻材料及常用热电阻22

三、普通工业用热电阻式传感器的简单结构25

四、热电阻应用25

一、概述30

§2-2　电位器30

二、线性线绕电位器的空载特性31

三、电位器的负载特性33

四、非线性线绕电位器33

§2-3　电阻应变片35

一、电阻应变片的结构和材料35

二、电阻应变片的工作原理37

三、电阻应变片的工作特性及参数39

四、应变片的温度误差及补偿方法43

五、电阻应变片桥路46

六、电阻应变仪50

七、应变式传感器51

第三章　电感式传感器及应用58

§3-1 自感式58

一、变隙式电感传感器58

二、螺线管式电感传感器58

三、电感式传感器的应用与配用电路64

§3-2　差动变压器式72

一、变隙式差动变压器72

二、螺线管式差动变压器75

三、差动变压器的应用与配用电路83

§3-3 电涡流式90

一、电涡流式传感器的基本结构90

二、电涡流式传感器的工作原理91

三、电涡流的形成范围94

四、被测体材料、形状和大小对传感器灵敏度的影响95

五、电涡流式传感器的应用与配用电路97

第四章　电容式传感器及应用102

§4-1　电容式传感器的工作原理及结构形式102

一、电容式传感器的工作原理102

二、电容式传感器的结构型式102

三、电容式传感器的特性103

§4-2　电容式传感器的测量电路及应用111

一、电容式传感器的特点111

二、电容式传感器配用的测量电路112

三、电容式传感器的应用116

第五章　谐振式传感器及应用123

§5-1　振弦式123

一、结构和工作原理123

二、激励方式124

三、应用127

二、工作原理130

一、结构130

§5-2　振筒式130

三、振筒固有频率与被测压力的关系131

四、应用132

§5-3　振膜式134

第六章　光传感器及应用137

§6-1　真空光电器件137

一、外光电效应137

二、真空光电管138

三、光电倍增管142

§6-2　光敏元件147

一、内光电效应147

二、光敏电阻（光导管）148

三、光敏二极管（光电二极管）150

四、光敏三极管152

五、光敏晶体管二级管和三级管的基本特性153

六、应用155

§6-3　计量光栅158

一、莫尔条纹原理159

二、光栅传感器的工作原理160

三、辨向原理和细分技术161

第七章　电势型传感器165

§7-1　热电偶165

一、热电偶的工作原理165

二、热电极的材料及常用热电偶169

三、热电偶的结构及冷端处理170

四、热电偶的其它主要误差175

§7-2　光电池179

一、硒光电池179

二、硅光电池180

§7-3　压电石英晶体和压电陶瓷183

一、石英晶体的压电效应183

二、压电陶瓷的压电效应186

三、压电元件的等效电路和电荷放大器187

四、应用188

§7-4　霍尔元件193

一、霍尔效应193

二、霍尔元件的结构和基本电路195

三、霍尔元件的主要特性参数196

四、霍尔元件不等位电势的补偿和温度误差及补偿197

五、应用199

§7-5　磁电式203

一、工作原理和结构203

二、温度误差和非线性误差204

三、应用205

第八章　其它半导体传感器及应用209

§8-1　热敏电阻209

一、工作原理209

二、基本类型210

三、主要特性210

四、主要参数212

§8-2　固态压敏电阻214

一、半导体压阻效应214

二、晶面和晶向的表示方法215

三、扩散硅压阻器件216

四、应用218

§8-3　湿敏电阻221

一、湿敏电阻的结构和工作原理221

二、几种湿敏电阻简介222

三、多功能气体——湿度传感器223

§8-4　磁敏元件224

一、磁敏二极管的原理、特性及应用225

二、磁敏三极管的原理、特性及应用227

§8-5　气敏元件230

一、气敏电阻的工作原理与特性230

二、应用231

附录：测量的基准和标准及单位制简介235