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第1章　传感器基础知识1

1.1　传感器的概念与定义1

1.1.1　传感器的概念1

1.1.2　传感器的定义2

1.2　传感器的作用2

1.3　传感器的基本组成3

1.4　传感器的分类4

1.4.1　按输入量（被测对象）分类4

1.4.2　按输出量分类4

1.4.3　按基本效应分类4

1.4.4　按工作原理进行分类4

1.5.1 传感器的静态特性5

1.5　传感器的基本特性5

1.4.5　按能量变换关系进行分类5

1.5.2　传感器的动态特性7

1.6　传感器的发展方向10

思考与练习12

第2章　基本电量传感器13

2.1　电位器式位移传感器13

2.1.1 电位器式位移传感器基本原理13

2.1.2 电位器式位移传感器的噪声与结构15

2.1.3　非线绕电位器式位移传感器16

2.1.4 电位器式位移传感器的应用16

2.2　电感式传感器17

2.2.1 自感式位移传感器17

2.2.2 差动式自感传感器21

2.2.3　互感式电感传感器22

2.2.4 电涡流式传感器26

2.2.5 电感传感器典型应用28

2.3　电容式传感器32

2.3.1 电容式传感器的基本结构原理32

2.3.2 电容式传感器的等效电路34

2.3.3 电容式传感器的测量电路35

2.3.4 电容式传感器的优缺点分析37

2.3.5 电容式传感器的应用举例37

思考与练习39

第3章　光电传感器40

3.1　光电效应40

3.2　光敏电阻41

3.1.3　光生伏打效应41

3.1.2 内光电效应41

3.1.1　外光电效应41

3.3　光敏二极管42

3.4　光敏三极管45

3.5　光电池48

3.6　光电耦合器49

3.7　红外线传感器50

3.8　色彩传感器53

3.9　光纤传感器56

3.10　图像传感器59

3.11　光电元件特性68

3.12　实践71

思考与练习73

4.1.1　刚度与柔度74

4.1　弹性敏感元件的基本特性74

第4章　力敏传感器74

4.1.2 弹性滞后75

4.1.3　弹性后效与蠕变75

4.1.4 固有振动频率75

4.2　应变式压力传感器76

4.2.1　应变式压力传感器的基本原理76

4.2.2 电阻应变片的横向效应77

4.2.3 电阻应变片的温度误差与温度补偿77

4.2.4　应变式压力传感器测量电路79

4.2.5　应变片式压力传感器的应用举例80

4.3　压阻式压力传感器82

4.3.1　压阻式力传感器基本原理82

4.3.2　半导体应变片的温度补偿82

4.3.3　压阻式传感器的应用举例83

4.4　压电式压力传感器84

4.4.1　压电效应85

4.4.2　压电传感器的等效电路87

4.4.3　压电元件常用结构形式88

4.4.4　压电式传感器的测量电路89

4.4.5 压电式传感器的应用举例90

4.5　谐振式压力传感器91

4.5.1 谐振式传感器的基本原理91

4.5.2　谐振式传感器测量的特点92

4.5.3　谐振式传感器的测量电路92

4.5.4　谐振式传感器的应用举例93

思考与练习95

5.1.1 霍尔传感器基本原理96

5.1　霍尔传感器96

第5章　磁敏传感器96

5.1.2 霍尔传感器的主要特性98

5.1.3 霍尔传感器的连接方式和输出电路99

5.1.4　霍尔传感器的误差分析与补偿101

5.1.5 霍尔传感器的应用举例103

5.2　磁阻传感器104

5.2.1　磁阻传感器的基本原理104

5.2.2　磁阻传感器的结构105

5.2.3　磁阻传感器的温度补偿电路106

5.2.4　磁阻传感器的应用举例106

5.3　磁敏二极管107

5.3.1　磁敏二极管的结构107

5.3.3　磁敏二极管的主要特性108

5.3.2　磁敏二极管的工作原理108

5.3.4　磁敏二极管的应用举例110

5.4　磁敏三极管111

5.4.1　磁敏三极管的结构111

5.4.2　磁敏三极管的工作原理111

5.4.3　磁敏三极管的主要特性111

5.4.4　磁敏三极管的应用113

5.5　压磁式传感器113

5.5.1　压磁式传感器的基本原理114

5.5.2　压磁传感器的主要特性114

5.5.3　压磁式传感器的应用举例116

思考与练习116

6.1.2　反射与折射现象117

6.1.1　传播速度117

6.1　超声波的物理性质117

第6章　超声波传感器117

6.1.3　传播中的衰减118

6.2　超声波的发射和接收118

6.3　应用119

6.3.1　探伤119

6.3.2　距离测量120

6.3.3　流量测量121

思考与练习123

第7章　温度传感器124

7.1　基本概念124

7.1.1 温标124

7.1.2　温度传感器的分类124

7.2.1　工作原理125

7.2　热电偶125

7.1.3　选用原则125

7.2.2　标准化热电偶127

7.2.3　热电偶冷端温度的处理127

7.2.4 热电偶的结构形式130

7.3　金属热电阻（热电阻）131

7.3.1 常用热电阻温度特性131

7.3.2　热电阻传感器的结构132

7.3.3　热电阻基本应用电路133

7.4　半导体热敏电阻（热敏电阻）134

7.4.1 热敏电阻的原理134

7.4.2　热敏电阻的外形结构134

7.4.3　热敏电阻的应用134

7.5.2　AD590集成温度传感器应用实例136

7.5　集成温度传感器136

7.5.1 集成温度传感器概况136

思考与练习138

第8章　湿度传感器139

8.1　湿度的基本概念139

8.1.1　相对湿度和绝对湿度139

8.1.2　露点139

8.2　电阻式湿度传感器140

8.2.1　碳膜电阻式湿度传感器140

8.2.2 陶瓷电阻式湿度传感器140

8.2.3 高分子电阻式湿度传感器142

8.2.4　氯化锂湿度传感器142

8.2.5　结露传感器143

8.3.1 陶瓷电容式湿度传感器145

8.3　电容式湿度传感器145

8.3.2 高分子电容式湿度传感器146

8.3.3　IH3605集成电容式湿度传感器148

8.4　湿度传感器的典型应用149

8.4.1 湿度传感器的基本参数和特性149

8.4.2　湿度传感器的接口电路150

8.4.3　应用举例153

思考与练习154

第9章　气敏传感器155

9.1 半导体气敏传感器156

9.1.1　SnO2系列气敏传感器156

9.1.2 烧结型SnO2气敏传感器156

9.1.4　厚膜型SnO2气敏传感器157

9.1.3 薄膜型SnO2气敏传感器157

9.1.5　氧化锌（ZnO）系气敏传感器158

9.1.6　氧化铁系气敏传感器159

9.1.7　MOS二极管气敏传感器159

9.1.8　Pb-MOSFET气敏传感器160

9.2　固体电解质气敏传感器161

9.3　接触燃烧式气体传感器162

9.4　气敏传感器的典型应用163

9.4.1 气敏传感器的主要参数和特性163

9.4.2 气敏传感器的接口电路163

9.4.3 气敏传感器的应用举例165

思考与练习167

10.1　生物传感器的基本概念168

第10章　生物传感器168

10.2　生物传感器的特点169

10.3　生物传感器的种类169

10.4　生物传感器基本结构和工作原理169

10.5　生物传感器主要应用174

10.5.1　发酵工业174

10.5.2　环境监测175

10.5.3 医学领域177

10.5.4　食品工业178

10.6　发展前景179

思考与练习179

第11章　传感器的智能化与微型化180

11.1　智能传感器180

11.1.1　智能传感器的基本概念180

11.1.3　智能传感器的功能181

11.1.2 智能传感器的特点181

11.1.4 智能传感器的原理与构成182

11.1.5 智能传感器的应用182

11.2　微型传感器187

11.2.1 由计算机辅助设计（CAD）技术和微机电系（MEMS）技术引发的传感器微型化187

11.2.2 由敏感光纤技术引发的传感器微型化187

11.2.3　微型传感器应用现状188

11.3　多功能传感器188

11.3.1 多功能传感器的执行规则和结构模式189

11.3.2 多功能传感器的研制与应用现状189

思考与练习190

第12章　传感器接口技术191

12.1　传感器接口特点191

12.2　常用传感器接口电路192

12.3　传感器与微型计算机的接口205

12.3.1 传感器与微型计算机接口的一般结构205

12.3.2　多路模拟开关207

12.3.3　采样保持器209

12.3.4　A/D转换器（ADC）211

12.3.5 传感器与微型计算机接口应用实例215

12.4　抗干扰技术217

12.5　线性化221

12.6　器件选择223

12.6.1 外围电路器件选择223

12.6.2　传感器选择224

思考与练习225

参考文献226