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前 言1

第1章　传感器电路引言1

1.1　设计传感器电路之前1

（1）什么是传感器1

目 录1

（2）性能离散性小的传感器为好5

（3）温度漂移7

（4）使用电池工作的传感器功耗要小7

（5）互换性好易于调整7

1.2　传感器驱动电路及器件8

（1）保证传感器工作的电路8

（2）传感器专用电路9

（3）电路使用的元器件9

第2章　热电偶的使用方法12

（1）热电偶产生与温差成正比的电压13

2.1 热电偶的原理及测试方法13

（2）热电偶的最高使用温度决定于电极直径15

（3）无保护管的热电偶寿命短16

（4）补偿导线的使用方法17

2.2　热电偶的基本电路20

（1）热电偶放大电路20

（2）线性校正电路21

（3）平方电路中使用的专用集成电路22

（4）基准接点补偿电路25

（5）用IC温度传感器测量基准接点温度27

2.3　温度测量电路28

2.3.1　制作J型热电偶温度计28

（1）热电偶专用集成电路28

（2）线性校正电路和断线检测电路29

（3）300～600℃线性校正31

（4）器件配置的注意事项32

2.3.2　制作K型热电偶温度计34

附录2-1 热电偶的精度36

附录2-2　求热电偶近似表达式的程序39

附录2-3　使用温度传感器的交流有效值转换器40

（1）交流电压的平均值和有效值40

（2）专用集成电路LT108844

（3）交流有效值转换器的基本电路46

（4）实际性能48

第3章　铂测温电阻的使用方法51

3.1　铂测温电阻51

（1）铂测温电阻的阻值随温度变化51

（2）铂测温电阻的JIS标准和DIN标准51

（3）温度系数的离散性影响精度53

（1）基本电路54

3.2.1　恒流工作54

3.2　铂测温电阻的基本电路54

（2）恒流工作的非线性误差56

（3）线性校正电路57

3.2.2　恒压工作59

（1）基本电路59

（2）输出电压59

（3）线性校正电路60

3.3　制作铂测温电阻测温电路61

3.3.1　制作0～200℃温度计适配器61

（1）使用三端稳压器62

（2）使用TLC27M2CN运算放大器63

（3）调整方法64

3.3.2　制作0～500℃温度计适配器65

（1）使用358运算放大器65

（3）线性校正电路 (66

（2）恒流电路66

（4）电源电路67

3.3.3　4～20mA电流电路67

（1）放大用集成电路AD693AD67

（2）AD693AD的基本电路及特性69

3.3.4　有线性校正的电流电路………………………………（71)（1）传感器在恒压环境下工作71

（2）线性校正71

（3）调整方法72

（4）其它温度段73

附录3-1 传感器的三线式连接74

（1）三线方式的优点74

（2）不受接线电阻影响的四线方式75

附录3-2　铂测温电阻的耗散系数和测量误差76

（1）光敏二极管的短路电流和开路电压78

4.1 光敏传感器的种类和特征78

第4章　光敏传感器的使用方法78

（2）光敏二极管的暗电流81

（3）光敏二极管的光谱特性82

（4）光敏二极管的响应特性83

（5）光敏三极管的特征84

（6）光敏三极管的光谱特性及响应特性 (84

4.2　光敏传感器的基本电路86

（1）光敏二极管主要用于照度测量…………（86)87

（2）光敏二极管BS500B87

（3）照度计电路87

4.3　用光敏传感器制作便携式照度计89

（1）光敏传感器TFA1001W89

（2）使用对数输出扩展动态范围90

附录4-1　辐射量和光量92

（1）GaAs发光二极管93

附录4-2　红外线的波形93

（2）PIN光敏二极管94

（3）观察红外光波形95

附录4-3　热电式红外线传感器97

（1）检测出温度变化97

（2）热电式红外线传感器的结构98

（3）实际的波形98

附录4-4　用非接触方式测量温度的热电堆101

的使用方法101

4-4.1　非接触式温度计电路设计101

（1）热电堆原理101

（2）热电堆专用集成电路MAC4050101

（3）传感器MIR100103

（4）调整方法103

4-4.2　四次方根电路104

（2）制作四次方根电路105

（1）乘法集成电路AD538105

（3）实测特性107

（4）用AD538制作2～5次方电路108

第5章　霍尔传感器的使用方法109

5.1　霍尔传感器的工作原理和特征109

（1）霍尔传感器是四端元件109

（2）霍尔传感器的输出电压与磁场强度成正比109

（3）霍尔传感器的线性111

（4）GaAs和InSb霍尔传感器的品质112

5.2　霍尔传感器的基本电路113

（1）简单的恒压工作114

（2）用于高精度测量的恒流工作方式115

（3）差动放大器116

（4）测量变压器的漏磁116

（3）使用差动放大器119

（2）确定霍尔传感器的输出电压119

5.3　霍尔传感器的应用119

（1）霍尔传感器用THS103A119

5.3.1　制作通用高斯计119

（4）制作霍尔探头121

5.3.2　制作磁极检测器122

（1）使用InSb霍尔传感器122

（2）仪器的使用方法124

附录5-1　InSb霍尔传感器的散热124

附录5-2　霍尔传感器的偏移电压125

（1）挑选偏移电压小的霍尔传感器125

（2）偏移电压不稳多为热电动势的影响125

（3）用交流控制电流消除热电动势127

（4）霍尔传感器的噪声129

（1）半导体磁阻元件的特点131

6.1　磁阻元件的工作原理和特性131

第6章　磁阻元件的使用方法131

（2）强磁性磁阻元件的特点133

6.2　磁阻元件的基本电路和输出波形135

（1）半导体磁阻元件的基本电路和输出波形135

（2）强磁性磁阻元件140

6.3　用磁阻元件制作监控器145

6.3.1　制作非接触型交流电流监控器145

（1）传感器使用半导体磁阻元件145

（2）计算输出电压146

附录6-1　磁场的单位148

（1）磁场和磁通密度148

（2）B-H曲线149

（3）测量磁场强度151

（2）半导体压力传感器152

（1）半导体应变片灵敏度高152

第7章 压力传感器的使用方法152

7.1 压力传感器的特征和基本电路152

（3）在恒压和恒流条件下工作154

（4）零点温度特性157

（5）相对压力传感器和绝对压力传感器158

7.2　半导体压力传感器的基本电路158

（1）恒流工作基本电路158

（2）恒压工作基本电路163

7.3　半导体压力传感器的应用166

7.3.1　制作数字式压力计166

（1）恒流电路166

（2）放大电路166

（3）计算传感器的输出电压166

（4）运算放大器的选择166

（6）显示器168

（5）电源电路168

7.3.2　制作模拟显示压力计169

7.3.3　制作汽车压力监控器170

（1）压力传感器KPZ20G170

（2）适配器171

（3）计算输出电压172

（4）恒压电路172

（5）放大器172

（6）显示用集成电路TA7612AP172

7.3.4　制作有高度显示的气压计173

（1）传感器使用KP100A173

（2）恒压工作173

（3）放大电路175

7.3.5　制作高度计175

（1）高度计原理175

（2）设计电路176

（3）采用TA7612AP提供显示177

附录7-1　压力传感器的术语177

第8章　交流电流传感器的使用方法180

8.1 非接触电流传感器的原理和测量方法180

（1）利用电阻的压降 (180

（2）使用CT型电流传感器181

8.2　交流电流传感器的基本电路182

（1）使用电阻182

（2）交流电流传感器的输出波形183

（3）负载电阻的选取方法184

（4）由运算放大器构成的电流-电压转换电路186

8.3　交流电流传感器的应用187

8.3.1　制作忘记断开电烙铁电源的报警电路187

8.3.2　制作微型计算机电源关断提醒电路189

（1）负载电阻为300Ω190

（2）在10～100W范围内可改变调整点190

（3）可编程时间集成电路191

（4）电源191

（5）传感器应放置的部位192

8.3.3　制作音频峰值功率计193

（1）交流电流传感器的频率特性193

（2）功率满度值作为30W194

（3）设计输入部分195

（4）乘法器使用NJM4200195

（5）峰值电平表199

（6）交流电流传感器输出波形和乘法器输出波形200

（7）电源部分200

（1）输入电路参数的设计202

（2）乘法器使用NJM4200202

8.3.4　制作台式功率计202

（3）用面板表作显示203

（4）使用市电203

附录8-1 提高交流电流传感器的灵敏度204

附录8-2　交流电流传感器不能开路205

附录8-3　交流电流有效值适配器206

第9章　超声波传感器的使用方法209

9.1 超声波传感器的工作原理及其种类209

（1）超声波传感器的等效电路210

（2）超声波传感器的种类212

9.2　超声波传感器的基本电路218

（1）超声波传感器的驱动电路218

（2）超声波传感器的接收电路222

9.3.1　制作物体探测电路225

9.3　超声波传感器的应用225

（1）直接方式的电路227

（2）反射方式的电路229

附录　使用3？位A-D转换器的方法231

（1）A-D转换器231

（2）适用于传感器的差动输入232

1．铂测温电阻温度显示电路233

（1）按比例工作233

（2）调整方法234

（3）传感器非线性误差依然存在235

（4）追加线性校正电路235

（5）电源电压特性236

2．制作压力显示电路237

（1）压力传感器使用2S5M237

（2）调整方法238

3．制作霍尔传感器磁通密度显示电路238