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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