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第1章 传感器概述1

1.1 传感器的地位与作用1

1.2 传感器的组成和分类2

1.3 传感器的发展趋势3

1.4 传感器的选用原则4

1.5 测量技术的基本知识5

1.5.1 测量概论5

1.5.2 测量误差与不确定度7

思考与练习10

第2章 传感器的一般特性11

2.1 概述11

2.2 传感器的特性12

2.2.1 传感器的静态特性12

2.2.2 传感器的动态特性15

2.3 传感器的标定20

2.3.1 传感器的静态标定20

2.3.2 传感器的动态标定21

2.3.3 压力传感器的静态标定21

2.3.4 压力传感器的动态标定22

思考与练习24

第3章 电阻式传感器的原理及其应用25

3.1 电阻应变式传感器25

3.1.1 电阻应变片的工作原理25

3.1.2 电阻应变片的结构和分类27

3.1.3 电阻应变式传感器的测量电路30

3.1.4 电阻应变片的粘贴35

3.1.5 电阻应变式传感器的应用36

3.1.6 基于电阻应变式传感器的电子秤实例设计39

3.2 压阻式传感器42

3.2.1 压阻式传感器的结构42

3.2.2 压阻式传感器的工作原理43

3.2.3 压阻式传感器的应用45

思考与练习47

第4章 电容式传感器的原理及其应用48

4.1 电容式传感器的工作原理及分类48

4.2 电容式传感器的测量电路52

4.3 电容式传感器的特点及设计改善措施57

4.3.1 电容式传感器的优缺点57

4.3.2 电容式传感器的设计改善措施58

4.4 电容式传感器的应用60

4.5 基于电容式传感器在液位检测中的实例设计64

4.6 电容式指纹识别传感器68

思考与练习69

第5章 电感式传感器的原理及其应用70

5.1 概述70

5.2 自感式传感器71

5.2.1 自感式传感器的结构71

5.2.2 自感式传感器的工作原理71

5.2.3 差动式自感传感器72

5.2.4 电感式传感器的测量电路73

5.2.5 电感式传感器的应用电路75

5.3 差动变压器式传感器77

5.3.1 差动变压器的结构77

5.3.2 差动变压器的工作原理78

5.3.3 差动变压器的测量电路79

5.3.4 差动变压器的应用电路80

5.4 电涡流式传感器81

5.4.1 电涡流式传感器的工作原理81

5.4.2 电涡流式传感器的结构82

5.4.3 电涡流式传感器的测量电路82

5.4.4 电涡流式传感器的应用电路83

思考与练习85

第6章 压电式传感器的原理及其应用86

6.1 压电效应和压电材料86

6.1.1 压电效应86

6.1.2 压电材料89

6.2 压电元件的常用结构91

6.3 压电式传感器的等效电路和测量电路93

6.3.1 压电式传感器的等效电路93

6.3.2 压电式传感器的测量电路94

6.4 压电式传感器的应用95

6.4.1 压电式测力传感器96

6.4.2 压电式压力传感器96

6.4.3 压电式加速度传感器97

6.4.4 新材料压电传感器及其应用98

6.4.5 高分子压电电缆的典型应用98

思考与练习101

第7章 霍尔传感器的原理及其应用102

7.1 概述102

7.1.1 霍尔元件的结构102

7.1.2 霍尔传感器的命名方法103

7.1.3 霍尔传感器的工作原理103

7.1.4 霍尔传感器的特性参数103

7.2 霍尔传感器的测量电路和误差分析104

7.2.1 霍尔传感器的测量电路104

7.2.2 霍尔传感器的误差分析104

7.3 霍尔传感器的应用电路106

思考与练习109

第8章 光电式传感器的原理及其应用110

8.1 概述110

8.1.1 光的产生和常见光源110

8.1.2 光电效应及分类114

8.2 光电器件115

8.2.1 光电管115

8.2.2 光敏电阻117

8.2.3 光敏二极管和光敏三极管120

8.2.4 光电池123

8.2.5 高速光电器件125

8.3 光电式传感器的测量电路及应用126

8.3.1 光电式传感器的测量转换电路126

8.3.2 光电式传感器的应用128

8.4 图像传感器133

8.4.1 CCD图像传感器133

8.4.2 CMOS图像传感器137

8.4.3 图像传感器的应用138

8.5 光纤传感器141

8.5.1 光纤传感器的结构和工作原理141

8.5.2 光纤传感器的分类及应用143

思考与练习145

第9章 温度传感器的原理及其应用146

9.1 概述146

9.1.1 温度传感器的类型和特点146

9.1.2 温度传感器的应用147

9.1.3 温度传感器的发展147

9.2 金属热电阻148

9.2.1 金属热电阻的结构149

9.2.2 金属热电阻的工作原理150

9.2.3 金属热电阻的应用电路152

9.3 热敏电阻153

9.3.1 热敏电阻的结构153

9.3.2 热敏电阻的温度特性154

9.3.3 热敏电阻的主要参数和优点155

9.3.4 热敏电阻的应用电路155

9.4 热电偶158

9.4.1 热电偶的分类与结构158

9.4.2 热电偶的工作原理159

9.4.3 热电偶的参数160

9.4.4 热电偶的特点161

9.4.5 热电偶的冷端温度补偿162

9.4.6 热电偶的应用电路164

9.4.7 热电偶安装注意事项165

9.5 红外传感器166

9.5.1 红外传感器的分类166

9.5.2 红外传感器的工作原理与结构166

9.5.3 红外传感器的应用电路167

9.6 集成温度传感器169

9.6.1 集成温度传感器的分类169

9.6.2 集成温度传感器LM35169

9.6.3 集成温度传感器AD590170

9.6.4 精密温度传感器LM135、235、335172

9.6.5 智能化风扇集成控制电路ADT7460173

9.6.6 其他集成温度传感器173

思考与练习174

第10章 其他传感器的工作原理及其应用175

10.1 气敏传感器的工作原理及其应用175

10.1.1 概述175

10.1.2 气敏传感器的测量电路177

10.1.3 气敏传感器的应用电路178

10.2 湿度传感器的工作原理及其应用180

10.2.1 概述180

10.2.2 陶瓷湿度传感器181

10.2.3 高分子湿度传感器181

10.2.4 湿度传感器的应用182

10.3 超声波传感器的工作原理及其应用184

10.3.1 概述184

10.3.2 超声波传感器的原理及结构185

10.3.3 超声波探头及耦合技术186

10.3.4 超声波传感器的应用电路187

10.4 智能传感器及其应用189

10.4.1 智能传感器的概述189

10.4.2 智能传感器实现的途径191

10.4.3 智能传感器的应用193

思考与练习198

第11章 传感器技术的综合应用199

11.1 传感器在家用电器及安全防范中的应用199

11.1.1 传感器在家用电器中的应用199

11.1.2 传感器在防盗报警系统中的应用204

11.1.3 传感器在火灾探测报警系统中的应用213

11.2 传感器在现代汽车中的应用220

11.2.1 汽车传感器的特点220

11.2.2 压力与流量传感器的应用221

11.2.3 温度传感器的应用229

11.2.4 转速传感器的应用234

11.2.5 加速度和振动传感器的应用237

11.2.6 位置传感器的应用240

11.2.7 传感器在汽车中的其他应用249

11.3 传感器使用的几项关键技术251

11.3.1 传感器的匹配技术251

11.3.2 抗干扰的处理方法253

思考与练习255

第12章 传感器及其应用技术实验256

12.1 电阻应变片的认识与粘贴技术256

12.2 涡流传感器的原理及应用实验259

12.3 霍尔传感器的原理及应用实验261

12.4 光电传感器的原理及应用实验264

12.5 温度传感器的原理及应用实验267

附录 Pt100温度传感器分度表271

参考文献274