《传感技术》

绪论1

一、传感器的定义和分类1

二、传感器的地位和作用1

目 录1

三、传感技术的发展动向2

第一章传感器的特性4

§1-1传感器的性能指标4

一、基本特性指标4

二、环境参数指标5

三、稳定性、可靠性指标6

§1-2传感器的静态特性6

一、线性度6

三、重复性11

二迟滞11

四、精确度12

第二章应变式传感器14

§2-1应变片的工作原理14

一、应变效应14

二、变形的传递16

2-2应变片16

一、应变片的结构和材料16

二、分类20

三、应变片的主要参数和工作特性30

四、应变片的标定37

五、应变片的使用技术42

二、电桥电路46

一、电桥电路的最新发展动向46

§ 2-3应变式传感器的测量电路46

三、几种实用的新型直流电桥模块电路50

四、应变式传感器的补偿技术55

§2-4应变式传感器的结构与设计60

一、应变式传感器设计研究的新动向60

二、力与称重传感器61

三、压力传感器78

四、扭矩传感器88

五、位移传感器89

六、加速度传感器92

七、应变式传感器的设计要点95

一、压阻效应100

§3-1工作原理100

第三章压阻式传感器100

二、晶面、晶向的表示方法101

三、压阻系数102

§3-2压阻式传感器的结构与设计110

一、压阻式压力传感器110

二、压阻式加速度传感器119

§3-3半导体应变片128

一、半导体应变片的工作原理128

二、半导体应变片的种类和结构130

三、半导体应变片的规格和特性132

四、半导体应变片的补偿方法136

五、半导体应变片使用技术139

二、恒流源供电电桥140

§ 3-4压阻式传感器的测量电路140

一、恒压源供电电桥140

§3-5压阻式传感器的温度漂移与补偿141

一、压阻式传感器的温度漂移141

二、温度补偿142

第四章电位器式传感器147

§4-1线性电位器147

一、空载特性147

二、阶梯特性、阶梯误差和分辨率148

§4-2非线性电位器150

一、变骨架式非线性线绕电位器150

二、变节距式非线性线绕电位器151

三、分路电阻式非线性电位器152

§4-3负载特性与负载误差154

四、电位给定式非线性电位器154

§4-4结构与设计155

一、导线155

二、电刷156

三、骨架157

四、主要参数计算157

§4-5非线绕电位器160

一、合成膜电位器160

二、金属膜电位器160

三、导电塑料电位器160

四、导电玻璃釉电位器160

五、光电电位器160

一、电位器式位移传感器161

§4-6电位器式传感器161

三、电位器式加速度传感器162

二、电位器式压力传感器162

第五章电感式传感器163

§5-1工作原理和等效电路163

§5-2类型和主要特性166

一、变间隙型电感传感器166

二、变面积型电感传感器168

三、螺管插铁型电感传感器168

四、差动电感传感器169

§5-3电感式传感器的测量电路172

一、带相敏整流的交流电桥172

五、齿形电感式传感器172

二、变压器式电桥电路174

三、紧耦合电感比例臂电桥175

§5-4电感式传感器的结构与设计177

一、电感式传感器的典型结构177

二、带小气隙的铁心线圈的参数设计178

三、螺管插铁型电感传感器的设计179

§5-5测试误差分析180

一、输出特性的非线性180

二、零位误差180

三、温度影响180

四、电源电压和频率的影响180

一、工作原理182

§ 6-1工作原理和等效电路182

第六章 变压器式传感器182

二、等效电路183

§6-2变压器式传感器的结构类型和主要特性184

一、螺管型差动变压器184

二、п型差动变压器193

三、旋转变压器式传感器195

§ 6-3差动变压器式传感器的测量电路199

一、相敏检波电路199

二、差动整流电路201

三、直流差动变压器电路203

§6-4差动变压器结构与设计203

一、典型结构203

二、差动变压器设计204

第七章 电涡流式传感器209

§7-1电涡流传感器的工作原理209

一、电涡流效应和传感器等效电路209

二、电涡流的形成范围211

§7-2结构类型212

一、变间隙型电涡流传感器212

二、变面积型电涡流传感器213

三、螺管型电涡流传感器215

四、其它型式电涡流传感器216

§7-3测量电路221

一、调幅式测量电路221

二、调频调幅式测量电路223

四、传感器材料的选择223

三、调频式测量电路224

四、电桥电路225

§7-4电涡流传感器的设计226

一、量程的设计226

二、提高灵敏度的措施227

三、传感器的动特性227

§7-5电涡流传感器的使用技术228

第八章 电容式传感器230

§8-1概述230

§8-2基本工作原理230

§8-3结构、类型及主要特性231

一、变间隙型231

二、变面积型235

三、变介电常数型236

四、差动电容式传感器237

§8-4测量电路239

一、紧耦合电感比例臂电桥239

二、二极管式电路241

三、变压器式电桥电路243

四、调频电路244

五、差动脉冲调宽电路246

六、运算放大器式电路247

§8-5电容式传感器的特点248

第九章压电式传感器250

§9-1压电效应250

一、石英晶体的压电效应250

二、压电陶瓷的压电效应252

三、高分子材料的压电效应254

四、压电方程与压电常数254

§9-2压电材料257

一、石英晶体257

二、其它压电单晶259

三、压电陶瓷260

四、新型压电材料261

§9-3压电式传感器的测量电路262

一、压电式传感器的等效电路262

二、电压放大器264

三、电荷放大器266

§9-4压电式传感器的主要特性268

一、灵敏度268

二、频率特性270

三、横向效应272

四、精度273

五、绝缘电阻274

六、环境特性274

七、电缆噪声275

八、压电式传感器的零漂276

§9-5压电式传感器的结构与设计276

一、压电式力传感器276

二、压电式加速度传感器284

三、压电式压力传感器291

四、其它类型压电式传感器300

二、内光电效应310

一、外光电效应310

§10-1光电效应310

第十章光传感器310

§10-2光电器件的基本特性311

§10-3光电器件314

一、光敏电阻314

二、光敏二极管和光敏三极管321

三、光电池328

四、其它新型光电器件332

§10-4光电传感器338

一、光电传感器的典型结构及原理338

二、光电传感器的计算339

三、光电传感器的使用技术345

一、计量光栅的类型347

§10-5光栅传感器347

二、光栅传感器的结构和原理348

三、辨向原理351

四、细分技术353

§10-6固体图象传感器358

一、固体图象传感器的特点和种类358

二、CCD图象传感器的工作原理359

三、自扫描光电二极管阵列工作原理361

四、固体图象传感器的应用363

§10-7光纤传感器366

一、光纤传感元件366

二、光纤元件之间的连接369

三、光纤传感器的工作原理和典型结构373