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第一章传感器的基本概念1

第一节 传感器的定义与组成1

第二节传感器的分类2

一、按输入物理量分类2

二、按工作原理分类3

三、按能量的关系分类3

四、按输出信号的性质分类3

第三节传感器的数学模型概述3

一、静态模型4

二、动态模型4

第四节传感器的基本特性5

一、静态特性6

二、动态特性8

习题与思考题12

第二章电阻式传感器13

第一节线绕电位器式传感器13

一、线绕电位器结构和工作原理13

二、线绕电位器式传感器的阶梯特性、误差和分辨率14

三、非线性线绕电位器结构15

第二节非线绕式电位器16

一、膜式电位器16

二、导电塑料电位器16

三、光电电位器17

第三节应变式电阻传感器17

一、应变效应17

二、电阻应变片的结构和工作原理17

三、电阻应变片的种类19

四、电阻应变片的测量电路20

第四节电阻式传感器应用举例26

一、电阻应变仪26

二、电位器式压力传感器27

三、电阻应变片在轧制力检测中的应用27

四、应变传感器在衡器中的应用29

习题与思考题32

第三章电容式传感器33

第一节电容式传感器的工作原理和结构33

一、基本工作原理33

二、变极距型电容式传感器34

三、变极板面积型电容式传感器35

四、变介质型电容式传感器36

五、电容式位移传感器的结构形式36

六、电容式传感器的输出特性36

第二节 电容式传感器的等效电路38

第三节电容式传感器的测量电路39

一、调频电路39

二、谐振电路40

三、运算放大器式电路41

四、二极管双T型交流电桥42

五、脉冲宽度调制电路42

六、电桥电路44

第四节电容式传感器应用举例45

一、电容测厚传感器在板材轧制装置中的应用45

二、电容式液位计46

三、电容式压力传感器48

习题与思考题48

第四章电感式传感器50

第一节变磁阻式传感器50

一、结构和工作原理50

二、等效电路51

三、变气隙式电感传感器输出特性52

四、差动自感传感器52

第二节互感式传感器55

一、结构与工作原理55

二、等效电路56

三、测量电路57

第三节电涡流式传感器60

一、基本原理60

二、等效电路61

三、测量电路62

第四节电感式传感器应用举例63

一、差动式电感测厚仪63

二、涡流式传感器应用举例64

习题与思考题66

第五章压电式传感器67

第一节压电效应和压电材料67

一、压电效应67

二、压电材料简介67

三、石英晶体的压电特性68

四、压电陶瓷的压电现象70

第二节压电传感器等效电路和测量电路71

一、压电晶片的连接方式71

二、压电传感器的等效电路72

三、压电传感器的测量电路73

第三节压电传感器应用举例76

一、压电式测力传感器76

二、压电式压力传感器78

三、压电式加速度传感器79

习题与思考题79

第六章热电式传感器81

第一节热电偶81

一、热电效应81

二、热电偶基本定律83

三、热电偶结构和种类85

四、热电偶实用测量电路88

五、热电偶冷端补偿方式90

第二节热电阻91

一、常用的几种热电阻92

二、热电阻的测量电路与应用举例96

第三节热敏电阻98

一、热敏电阻的结构形式98

二、热敏电阻的温度特性98

三、热敏电阻输出特性的线性化处理99

第四节PN结型温度传感器102

一、温敏二极管102

二、温敏三极管103

三、集成温度传感器104

四、应用举例106

习题与思考题111

第七章光电式传感器112

第一节光电效应112

一、外光电效应112

二、内光电效应112

第二节外光电效应的光电器件113

一、光电管及其基本特性113

二、光电倍增管及其基本特性115

第三节内光电效应器件117

一、光敏电阻117

二、光电池119

三、光敏二极管和光敏三极管121

第四节新型光电传感器124

一、高速光电二极管124

二、色敏光电传感器125

三、光位置传感器125

四、光固态图像传感器126

第五节光电传感器应用举例129

一、烟尘浊度监测仪129

二、光电转速传感器129

三、光电池应用130

习题与思考题135

附录7-1光电管参数136

附录7-2光电倍增管参数136

附录7-3光敏电阻参数137

附录7-4 2CR型硅光电池参数138

附录7-5 2CU型硅光敏二极管参数138

附录7-6 3DU型硅光敏三极管参数139

第八章气、湿敏传感器140

第一节半导体气敏传感器140

一、半导体气敏村料的导电机理140

二、电阻型半导体气敏传感器的结构141

三、气敏器件的基本特性143

四、非电阻型气敏器件145

第二节湿敏传感器146

一、水分子亲和力型湿敏元件147

二、非水分子亲和力型湿敏传感器151

第三节气、湿敏传感器应用举例152

一、SnO2气敏传感器的自动吸排油烟机152

二、便携式缺氧监视器152

三、SMC-2型湿度传感器154

四、自动去湿器155

习题与思考题156

第九章磁敏式传感器157

第一节霍尔传感器157

一、霍尔效应和工作原理157

二、霍尔元件的主要技术参数159

三、霍尔元件连接方式和输出电路160

四、霍尔元件的测量误差和补偿方法162

第二节磁敏电阻器165

一、磁阻效应165

二、磁敏电阻的结构165

第三节磁敏二极管和磁敏三极管167

一、磁敏二极管的结构和工作原理167

二、磁敏三极管的结构和工作原理170

第四节磁敏式传感器应用举例173

一、霍尔位移传感器174

二、汽车霍尔点火器174

三、磁敏二极管漏磁探伤仪176

四、磁敏三极管电位器176

习题与思考题176

第十章辐射式传感器177

第一节红外辐射传感器177

一、红外辐射的基本特点177

二、红外辐射的基本定律178

三、红外探测器（传感器178

第二节超声波传感器182

一、超声波的传播特性182

二、超声波传感器184

第三节核辐射传感器185

一、核辐射源——放射性同位素185

二、核辐射的物理特性185

三、核辐射传感器187

第四节辐射式传感器应用举例188

一、红外气体分析仪189

二、红外无损探伤仪189

三、超声波测量厚度190

四、超声波诊断仪191

五、核辐射流量计193

六、核辐射测厚仪193

习题与思考题194

第十一章数字式传感器195

第一节栅式数字传感器195

一、栅式数字传感器的分类195

二、栅式传感器的结构和工作原理195

三、栅式传感器的测量电路198

第二节编码器202

一、接触式编码器202

二、光电式编码器204

三、电磁式编码器206

四、脉冲盘式数字传感器207

第三节频率式数字传感器207

一、RC振荡器式频率传感器208

二、弹性体频率式传感器209

三、频率式传感器的基本测量电路211

第四节感应同步器212

一、感应同步器的类型212

二、感应同步器的结构212

三、感应同步器的工作原理214

第五节数字式传感器应用举例215

一、光电增量编码器在电脑绣花机中的应用215

二、转速测量216

三、压控振荡式频率传感器在测温上的应用216

习题与思考题217

第十二章新型传感器219

第一节光纤传感器219

一、光（导）纤（维）的结构和传光原理219

二、光纤传感器基本原理及类型222

三、光纤传感器的调制器原理225

四、光纤传感器应用举例229

第二节激光探测器（传感器）232

一、激光产生的机理232

二、激光的特性233

三、激光器及其特性233

四、激光探测器的应用234

第三节仿生传感器235

一、仿生传感器的主要类型及其作用236

二、视觉传感器236

三、听觉传感器239

四、接触觉传感器239

五、压觉传感器241

六、接近觉传感器243

七、力觉传感器244

八、滑觉传感器245

第四节智能传感器245

一、智能传感器定义及其功能245

二、传感器智能化的技术途径246

三、智能传感器举例247

四、智能传感器的发展前景249

五、其它新型传感器250

习题与思考题251

第十三章正确使用传感器的一些技术问题252

第一节传感器非线性处理方法252

一、硬件线性化处理方法252

二、软件线性化方法254

第二节传感器的正确选用264

一、与测量条件有关的因素264

二、与传感器有关的技术指标265

三、与使用环境条件有关的因素265

四、与购买和维修有关的因素265

习题与思考题265

参考文献266