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第一章传感器与非电量测量系统概述1

1—1传感器的基本知识1

一、传感器的定义和组成1

二、传感器的分类2

三、传感器的静态特性3

四、传感器的动态特性7

1—2非电量测量系统的一般知识10

一、非电量测量系统的组成10

二、非电量测量系统的基本性能11

三、非电量测量系统的误差和概念11

1—3 测量数据的处理实例18

第二章电阻式传感器20

2—1线绕电位器式传感器20

一、线绕电位器结构和工作原理20

二、线绕电位器传感器的阶梯特性、误差和分辨率21

三、非线性线绕电位器结构22

2—2非线绕式电位器23

一、膜式电位器23

二、导电塑料电位器24

三、光电电位器24

2—3应变式电阻传感器24

一、应变效应24

二、电阻应变片的结构和工作原理24

三、电阻应变片的种类26

四、电阻应变片的测量电路27

2—4电阻式传感器应用举例32

一、电阻应变仪32

二、电位器式压力传感器33

三、电阻应变片在轧制力检测中的应用33

第三章电容式传感器35

3—1电容式传感器的工作原理和结构35

一、基本工作原理35

二、变极距型电容式传感器35

三、变极板面积型电容式传感器37

四、变介质型电容式传感器37

五、电容式传感器的结构形式38

六、电容式传感器的输出特性38

3—2 电容式传感器的等效电路40

3—3电容式传感器的测量电路41

一、电桥电路41

二、调频电路11

三、谐振电路42

四、运算放大器式电路43

五、二极管双T型交流电桥44

六、脉冲宽度调制电路45

3—4电容式传感器应用举例48

一、电容测厚仪48

二、电容式液位计48

第四章电感式传感器51

4—1变磁阻式传感器51

一、结构和工作原理51

二、等效电路52

三、变气隙式电感传感器的输出特性52

4—2差动式电感传感器53

一、结构和工作原理53

二、输出特性54

三、测量电路55

4—3差动变压器56

一、结构与工作原理57

二、等效电路57

三、测量电路59

4—4涡流式传感器61

一、基本原理62

二、等效电路62

三、测量电路63

4—5电感式传感器应用举例64

一、差动式电感测厚仪64

二、涡流式传感器应用举例65

第五章压敏式传感器67

5—1压电式传感器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67

四、压电陶瓷的压电现象69

五、压电传感器等效电路70

六、压电传感器的测量电路72

七、压敏传感器的应用举例75

5—2ZnO压敏电阻77

一、ZnO压敏电阻的结构77

二、ZnO压敏电阻的工作机理78

三、ZnO压敏电阻的退化现象79

第六章热电式传感器80

6—1热电偶80

一、热电效应80

二、热电偶基本定律82

三、热电偶结构和种类84

四、热电偶实用测量电路86

五、热电偶冷端补偿方法89

6—2热电阻90

一、常用的几种热电阻90

二、热电阻的测量电路和应用举例92

6—3热敏电阻93

一、热敏电阻结构形式93

二、电阻与温度特性94

三、热敏电阻温度—电压转换电路94

四、热敏电阻的应用96

6—4P N结温度传感器98

一、测温原理99

二、电压型PN结温度传感器99

三、电流型PN结温度传感器99

四、应用举例100

第七章光电式传感器102

7—1光电效应102

一、外光电效应102

二、内光电效应102

7—2外光电效应的光电器件103

一、光电管及其基本特性103

二、光电倍增管及其基本特性105

7—3内光电效应器件106

一、光敏电阻106

二、光电池108

三、光敏二极管和光敏三极管110

7—4新型光电传感器113

一、高速光电二极管113

二、色敏光电传感器114

三、光位置传感器114

四、光固态图象传感器115

7—5光电传感器的应用118

一、烟尘浊度监测仪118

二、光电转速传感器118

第八章气、湿敏传感器120

8—1半导体气敏传感器120

一、半导体气敏传感器机理120

二、电阻型半导体气敏传感器的结构121

三、SnO2气敏器件的基本特性122

四、非电阻型气敏器件123

8—2湿敏传感器124

一、氯化锂湿敏元件124

二、半导体陶瓷湿敏元件125

8—3气、湿敏传感器应用举例127

一、SnO2气敏传感器的自动吸排油烟机127

二、便携式缺氧监视器128

三、SMC—2型湿敏传感器129

四、自动去湿电路131

第九章磁敏式传感器132

9—1霍尔传感器132

一、霍尔效应和基本工作原理132

二、霍尔元件的基本测量电路133

三、霍尔元件的使用134

四、霍尔元件的测量误差和补偿方法135

9—2磁敏电阻器139

一、磁阻效应139

二、磁敏电阻的结构139

9—3磁敏二极管和磁敏三极管139

一、磁敏二极管的结构和工作原理139

二、磁敏三极管的结构和工作原理143

9—4磁敏传感器的应用144

一、磁敏二极管磁漏探伤仪144

二、霍尔式传感器测量转速145

三、汽车霍尔点火器145

第十章辐射式传感器147

10—1红外辐射传感器147

一、红外辐射的基本特点147

二、红外辐射的基本定律147

三、红外探测器（传感器）149

10—2核辐射传感器152

一、核辐射源（放射性同位素）152

二、核辐射的物理特性154

三、核辐射传感器155

10—3辐射式传感器的应用156

一、红外气体分析仪156

二、红外无损探伤仪157

三、核辐射流量计158

四、核辐射测厚仪158

第十一章数字式传感器160

11—1栅式数字传感器160

一、栅式传感器的分类160

二、栅式传感器的结构和工作原理160

三、栅式传感器的测量电路164

11—2编码器167

一、接触式编码器167

二、光电式编码器170

三、电磁式编码器171

四、脉冲盘式数字传感器171

11—3频率式数字传感器173

一、RC振荡器式频率传感器173

二、石英晶体频率式传感器173

三、弹性体频率式传感器174

四、频率式传感器的基本测量电路176

11—4感应同步器176

一、感应同步器的类型177

二、感应同步器的结构178

三、感应同步器的工作原理179

四、感应同步器的输出信号处理180

五、感应同步器的测量系统182

11—5数字式传感器应用举例185

一、光电增量编码器在电脑绣花机中的应用185

二、转速测量186

三、压控振荡式频率传感器在测温上的应用187

第十二章光纤传感器188

12—1光（导）纤（维）的结构和传光原理188

一、光纤的结构188

二、光纤的分类189

三、光纤的传光原理189

12—2光纤传感器的基本原理及分类191

一、光纤传感器的基本原理191

二、光纤传感器的类型191

三、光纤传感器的特点193

12—3光纤传感器的调制器原理194

一、强度调制194

二、波长调制196

三、频率调制197

四、相位调制198

五、时分调制199

六、偏振调制200

12—4光纤传感器的应用201

一、光纤温度传感器202

二、光纤电磁场传感器204

三、光纤图象传感器205

第十三章新型传感器207

13—1激光探测器（传感器）207

一、激光产生的机理207

二、激光的特性208

三、激光器及其特性208

四、激光探测器的应用208

13—2仿生传感器211

一、仿生传感器的主要类型及其作用211

二、视觉传感器212

三、接触觉传感器215

四、压觉传感器215

五、接近觉传感器217

六、滑觉传感器218

13—3超导传感器219

一、超导效应219

二、SCQID超导传感器的工作原理220

三、几种超导传感器件结构221

四、超导传感器222

五、SCQID测量系统224

13—4生物分子传感器226

一、生物分子传感器基本结构和类型226

二、酶和微生物传感器226

三、免疫传感器227

四、生物电子学传感器228

13—5智能传感器229

一、智能传感器定义及其功能229

二、传感器智能化的技术途径230

三、智能传感器231

四、智能传感器的发展前景233

第十四章传感器与微机组成的测量系统235

14—1微机控制的非电测量系统的典型结构235

一、单路非电量测量系统235

二、多路非电量测量系统235

14—2传感器与微机组成系统中的若干技术问题236

一、信号的预处理（运算放大器）236

二、信号转换电路241

三、传感器与微机的接口技术252

四、传感器非线性特性在微机中的线性化方法261

14—3微机控制的非电测量系统实例272

一、128路温度自动测控系统272

二、粉物料定量包装系统274

参考文献276