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第1章　传感器基础知识1

1.1　传感器技术的重要性1

1.2　传感器的组成与分类2

1.2.1　传感器的定义2

1.2.2　传感器的组成2

1.2.3　传感器的分类2

1.3　传感器的数学模型概述4

1.3.1　静态模型4

1.3.2　动态模型4

1.4　传感器的基本特性5

1.4.1　静态特性6

1.4.2　动态特性8

1.5　传感器的标定与校准15

1.5.1　传感器的标定15

1.5.2　提高传感器性能的方法16

习题16

第2章　应变式电阻传感器17

2.1　电阻应变片17

2.1.1　应变效应17

2.1.2　电阻应变片的工作原理18

2.1.3　电阻应变片的分类19

2.2　电阻应变片的主要特性22

2.2.1　灵敏系数22

2.2.2　横向效应23

2.2.3　机械滞后、零漂及蠕变24

2.2.4　应变极限25

2.2.5　动态特性25

2.3　温度特性及其补偿26

2.3.1　温度误差26

2.3.2　温度补偿27

2.4　电阻应变片的测量电路28

2.4.1　直流电桥28

2.4.2　交流电桥31

2.4.3　恒流源电桥33

2.5.2　压阻系数34

2.5.1　压阻式传感器的结构与工作原理34

2.5　固态压阻式传感器34

2.5.3　固态压阻器件35

2.5.4　压阻式传感器的测量电路35

2.6　应变式传感器的应用35

2.6.1　应变式传感器测量力36

2.6.2　应变式传感器测量压力38

2.6.3　应变式传感器测量加速度39

2.6.4　压阻式传感器的应用39

2.6.5　应变式传感器应用实例40

习题41

3.1.1　基本工作原理42

第3章　电容式传感器42

3.1 电容式传感器的工作原理及特性42

3.1.2　电容式传感器的类型和特性43

3.2　电容式传感器的测量电路47

3.2.1 电容式传感器的等效电路47

3.2.2　电容式传感器的测量电路48

3.3 电容式传感器的特点及设计与应用中存在的问题53

3.3.1　电容式传感器的特点53

3.3.2　设计与应用中存在的问题54

3.4　电容式传感器的应用57

习题59

4.1.1 自感式传感器的结构和工作原理60

第4章　电感式传感器60

4.1　自感式传感器60

4.1.2　变气隙式自感传感器的输出特性62

4.1.3　差动式自感传感器63

4.1.4　自感式传感器的等效电路64

4.1.5 自感式传感器的测量电路64

4.2　互感式传感器66

4.2.1　互感式传感器的结构与工作原理66

4.2.2　差动变压器的输出特性68

4.2.3　差动变压器的测量电路69

4.3.1 电涡流式传感器的基本原理72

4.3　电涡流式传感器72

4.3.2　电涡流式传感器的等效电路73

4.3.3　电涡流式传感器的种类74

4.3.4　电涡流式传感器的转换电路75

4.4　电感式传感器的应用77

4.4.1　差动变压器的应用77

4.4.2　电涡流式传感器的应用78

习题79

第5章　压电式传感器80

5.1 压电效应80

5.1.1　压电效应及其可逆性80

5.1.2　石英晶体的压电效应81

5.1.3　压电陶瓷的压电效应84

5.2　压电材料86

5.2.1　石英晶体86

5.2.2　压电陶瓷86

5.2.3　新型压电材料87

5.3　压电式传感器的测量电路87

5.3.1　压电晶片的连接方式87

5.3.2　压电式传感器的等效电路88

5.3.3　压电式传感器的测量电路89

5.4　压电式传感器的应用92

5.4.1　压电式传感器对压力、加速度等的测量92

5.4.2　压电林传感器应用实例94

习题96

第6章　热电式传感器97

6.1 热电偶97

6.1.1　热电偶的工作原理97

6.1.2　常用热电偶的结构103

6.1.3　热电偶材料105

6.1.4　热电偶的种类105

6.1.5　热电偶的冷端补偿方法109

6.1.6　热电偶测温线路113

6.2.1　热电阻的类型115

6.2　热电阻115

6.2.2　常用的几种热电阻116

6.2.3　热电阻测量线路118

6.3　热敏电阻119

6.3.1　热敏电阻的结构119

6.3.2　热敏电阻的基本参数120

6.3.3　热敏电阻的主要特性121

6.3.4　热敏电阻输出特性的线性化处理122

6.4　PN结温度传感器123

6.4.1　温敏二极管、三极管123

6.4.2　集成温度传感器125

6.5.1　热电偶温度传感器的典型应用127

6.5　热电式传感器的应用127

6.5.2　热电阻温度传感器的典型应用128

6.5.3　热敏电阻温度传感器的典型应用128

6.5.4　集成温度传感器的典型应用129

习题130

第7章　半导体磁敏传感器132

7.1　霍尔传感器132

7.1.1　霍尔效应132

7.1.2　霍尔元件的构造及测量电路135

7.1.3　霍尔元件的技术参数136

7.1.4　霍尔元件的测量误差和补偿136

7.2.2　线性集成霍尔传感器140

7.2　集成霍尔传感器140

7.2.1　开关型集成霍尔传感器140

7.3　磁敏电阻器141

7.3.1　磁阻效应141

7.3.2　磁敏电阻的结构141

7.3.3　磁阻元件的主要特性142

7.4　磁敏二极管和磁敏三极管143

7.4.1　磁敏二极管的工作原理和主要特性143

7.4.2　磁敏三极管的工作原理和主要特性146

7.5　磁敏式传感器的应用148

7.5.1　霍尔式传感器的典型应用148

7.5.3　磁敏二极管和三极管的应用151

7.5.2　磁敏电阻的应用151

习题152

第8章　光电式传感器153

8.1　概述153

8.1.1　光的特性153

8.1.2　光源（发光器件）153

8.2　光电效应154

8.2.1　外光电效应154

8.2.2　内光电效应155

8.3　外光电效应器件156

8.3.1　光电管及其基本特性156

8.3.2　光电倍增管及其基本特性158

8.4　内光电效应器件159

8.4.1　光敏电阻159

8.4.2　光电池162

8.4.3　光敏晶体管164

8.5　新型光电传感器167

8.5.1　高速光电二极管167

8.5.2　色敏光电传感器168

8.5.3　光固态图像传感器169

8.6　光电传感器的应用举例173

8.6.1　模拟式光电传感器的应用173

8.6.2　开关式光电传感器的应用174

8.6.3　光电池的应用175

8.6.4　CCD图像传感器的应用177

习题178

第9章　光纤传感器179

9.1　光纤的结构与传光原理179

9.1.1　光纤的结构179

9.1.2　光纤的传光原理180

9.1.3　光纤的种类181

9.2　光纤传感器的结构原理及分类182

9.2.1　光纤传感器的结构原理182

9.2.2　光纤传感器的类型182

9.3.1　强度调制184

9.3　光纤传感器的调制形式184

9.2.3　光纤传感器的发展方向184

9.3.2　偏振调制185

9.3.3　频率调制186

9.3.4　相位调制187

9.3.5　波长调制187

9.4　光纤传感器的应用187

9.4.1　温度的检测187

9.4.2　压力的检测189

9.4.3　液位、流量、流速的检测191

习题194

主要参考文献195