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绪论1

0-1传感器基本概念与物理定律1

0-2 传感器的构成法2

0-3 传感器的分类及要求3

0-4 传感器的作用和地位4

0-5 传感器开发的新趋向6

第一章传感器技术基础8

1-1传感器的一般数学模型8

一、静态模型8

二、动态模型8

1-2传感器的特性与指标10

一、传感器的静态特性10

二、传感器的动态特性15

三、传感器的性能指标一览20

1-3改善传感器性能的技术途径21

一、结构、材料与参数的合理选择21

二、差动技术22

三、平均技术22

四、稳定性处理23

五、屏蔽、隔离与干扰抑制23

六、零示法、差微法与闭环技术23

七、补偿与校正24

八、集成化与智能化24

1-4传感器的标定与校准24

一、传感器的静态标定25

二、传感器的动态标态26

三、传感器的互换性28

1-5系统相似与机电模拟28

一、机电模拟28

二、机械阻抗29

1-6传感器的网络分析法33

一、理想传感器的传感矩阵33

二、实际传感器的传感矩阵34

第二章电阻应变式传感器40

2-1电阻应变计的基本原理与结构导电材料的应变电阻效应40

一、导电材料的应变电阻效应40

二、电阻应变计的结构与类型42

2-2电阻应变计的主要特性44

一、静态特性44

二、动态特性47

三、评定应变计主要特性的精度指标49

2-3电阻应变计的温度效应及其补偿温度效应及其热输出49

一、温度效应及其热输出49

二、热输出补偿方法49

2-4电阻应变计的应用52

一、应变计的选用52

二、应变计的使用52

2-5测量电路55

一、电阻应变仪55

二、直流电桥及其输出特性56

三、交流电桥及其平衡59

2-6电阻应变计式传感器61

一、原理和特点61

二、应变计式传感器62

第三章变磁阻式传感器66

3-1 传感器线圈的电气参数分析66

3-2自感式传感器70

一、工作原理与输出特性70

二、测量电器74

三、自感式传感器的误差78

3-3互感式传感器（差动变压器）82

一、工作原理与类型82

二、测量电路86

三、互感式传感器的误差87

3-4电感式传感器的应用88

一、位移与尺寸测量88

二、压力测量89

三、力和力矩测量89

四、振动测量89

3-5电涡流式传感器90

一、工作原理90

二、结构类型92

三、测量电路95

四、电涡流式传感器的应用97

3-6压磁式传感器99

一、压磁效应99

二、压磁式传感器的工作原理100

三、影响压磁式传感器特性的因素100

四、压磁式测力传感器结构102

五、测量电路104

4-1工作原理、结构及特性105

一、变极矩型电容传感器105

二、变面积型电容传感器107

三、变介质型电容传感器108

4-2应用中存在的问题及其改进措施109

一、等效电路109

二、边缘效应110

三、静电引力111

四、寄生电容111

五、温度影响112

4-3测量电路113

一、耦合式电感电桥113

二、双T二极管交流电桥114

三、脉冲调宽电路115

四、运算放大器电路116

4-4电容式传感器及其应用117

一、电容式位移传感器117

二、电容式加速度传感器（计）117

三、电容式力和压力传感器118

四、电容式物位传感器119

第五章磁电式传感器120

5-1 基本原理与结构型式120

5-2 磁电式传感器的传递矩阵与动态特性122

5-3磁电式传感器的误差及补偿125

一、非线性误差126

二、温度误差126

三、永久磁铁的稳定性127

5-4磁电式传感器的应用128

一、测振传感器128

二、磁电式力发生器与激振器130

第六章压电式传感器131

6-1压电效应及材料131

一、压电效应131

二、压电材料132

6-2压电方程及压电常数135

一、石英晶片的切型及符号135

二、压电方程及压电常数矩阵137

6-3等效电路及测量电路141

一、等效电路141

二、测量电路142

6-4压电式传感器及其应用145

一、应用类型、形式和特点145

二、压电式加速度传感器（计）148

三、压电式力和压力传感器153

四、逆压电效应的应用155

6-5影响压电传感器工作性能的主要因素157

一、横向灵敏度157

二、环境温度、温度158

三、安装差异及基座应变158

四、噪声159

第七章热电式传感器160

7-1热电阻传惑器160

一、热电阻160

二、热敏电阻161

7-2热电偶传感器164

一、热电效应及其工作定律164

二、热电偶167

7-3热电式传感器的应用171

一、测量管道流量171

二、热电式继电器172

三、气体成分析仪172

四、金属材质鉴别仪173

第八章光电式传感器175

8-1光源175

一、光的特性175

二、常用光源及特性175

8-2光电效应及器件177

一、外光电效应177

二、内光电效应178

8-3光电器件的特性181

一、光照特性181

二、光谱特性182

三、响应时间182

四、峰值探测率183

五、温度特性183

六、伏安特性184

8-4新型光电检测器184

一、光位置传感器184

二、集成光敏器件185

三、固态图像传感器185

四、高速光电器件189

8-5光电式传感器190

一、光电式传感器的类型190

二、光电式传感器实例191

第九章光纤传感器195

9-1光纤传感器基础195

一、光纤波导原理195

二、光纤的特性197

三、光纤传感器分类198

9-2光调制与解调技术199

一、强度调制与解调199

二、偏振调制与解调203

三、相位调制与解调205

四、频率调制与解调209

9-3光纤传感器实例209

一、光纤液位传感器209

二、热辐射光纤温度传感器210

三、光纤角速度传感器（光纤陀螺）212

四、光纤电流传感器213

第十章数字式传感器214

10-1感应同步器214

一、感应同步器的结构与类型214

二、感应同步器的工作原理215

三、数字测量系统220

四、感应同步器的接长使用222

10-2光栅223

一、光栅的结构与测量原理223

二、数字转换原理225

10-3磁栅228

一、磁栅的结构与工作原理228

二、数字测量原理230

10-4编码器231

一、基本结构与原理231

二、旋转式光电编码器233

三、测量电路236

10-5频率式传感器239

一、RC频率式传感器239

二、石英晶体频率式传感器240

三、弹性振体频率式传感器241

第十一章固态传感器及其集成化247

11-1扩散硅压阻式传感器247

一、压阻式传感器的基本原理247

二、压阻式传感器的基本类型252

11-2磁敏传感器254

一、霍尔式传感器254

二、其它磁敏传感器259

11-3半导体色敏传感器261

一、半导体色敏传感器的基本原理261

二、半导体色敏传感器的基本特性263

11-4离子敏感器件264

一、ISFET的结构与工作原理264

二、ISFET的特点和应用266

11-5气敏传感器268

一、气敏半导体材料的导电机理268

二、电阻型气敏器件269

三、非电阻型气敏器件271

11-6湿敏传感器272

一、绝对湿度与相对湿度272

二、氯化锂湿敏电阻272

三、半导瓷湿敏电阻273

11-7集成传感器275

一、集成传感器的概念和特点275

二、集成传感器实例276

11-8 微机械结构传感器280

第十二章智能式传感器282

12-1概述282

一、智能的概念及途径282

二、功能特点及构成282

12-2传感器信号的采集283

一、传感器输出信号的类型283

二、传感器输出模拟信号的处理284

12-3 传感器的智能化控制功能289

12-4 智能传感器297

第十三章闭环传感器299

13-1 工作原理及特点300

13-2力（力矩）平衡式传感器301

一、力平衡式加速度传感器301

二、力矩平衡式加速度传感器304

三、力平衡式差变送器306

13-3 电平衡式传感器307

第十四章机器人传感器309

14-1 机器人传感器的功能与分类309

14-2机器人视觉传感器312

一、视觉检测312

二、视觉图像的分析314

三、描绘316

四、识别316

14-3机器人广义触觉传感器317

一、机器人接触觉传感器317

二、机器人压觉传感器318

三、机器人力觉传感器321

四、机器人接近觉传感器322

五、机器人滑觉传感器324

第十五章近代检测技术326

15-1超声检测326

一、超声检测的物理基础326

二、超声波探头328

三、超声波检测技术的应用328

15-2红外检测331

一、红外检测的物理基础331

二、红外探测器332

三、红外辐射检测技术的应用333

15-3核辐射检测336

一、核辐射检测的物理基础336

二、核辐射传感器337

三、核辐射检测技术的应用339

15-4激光检测341

一、激光检测的物理基础341

二、激光器及其特点342

三、激光检测技术的应用342

15-5微波检测343

一、微波检测的基本知识343

二、微波传感器344

三、微波检测技术的应用345

参考文献348