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第1章 传感器的基本知识1

1.1 传感器的作用与地位1

1.2 传感器的应用与发展1

1.3 传感器的定义与组成2

1.3.1 传感器的定义2

1.3.2 传感器的组成2

1.4 传感器的分类3

1.4.1 按被测物理量分类3

1.4.2 按传感器工作原理分类4

1.5 传感器的命名及代号5

1.5.1 传感器命名法的构成5

1.5.2 传感器代号的标记方法5

1.6 传感器的基本特性6

1.6.1 传感器的静态特性6

1.6.2 传感器的动态特性10

习题12

第2章 力、压力传感器13

2.1 概述13

2.2 弹性敏感元件14

2.2.1 弹性敏感元件的特性14

2.2.2 弹性敏感元件的分类15

2.3 电阻应变式传感器17

2.3.1 电阻应变片的结构17

2.3.2 电阻应变片的分类18

2.3.3 电阻应变片的工作原理18

2.3.4 电阻应变片的测量电路20

2.3.5 应变片的温度误差及补偿22

2.3.6 应变片的粘接剂及粘贴、固化和检查23

2.3.7 电阻应变片传感器的应用24

2.4 压电式传感器25

2.4.1 压电式传感器的工作原理——压电效应26

2.4.2 压电式传感器的等效电路29

2.4.3 压电式传感器的测量电路29

2.4.4 压电式传感器的应用32

2.5 电容式传感器33

2.5.1 变间隙式电容传感器34

2.5.2 变面积式电容传感器35

2.5.3 变介电常数式电容传感器36

2.5.4 电容式传感器的测量转换电路38

2.5.5 电容式传感器的应用39

2.6 电感式传感器41

2.6.1 自感式电感传感器41

2.6.2 互感式电感传感器——差动变压器式传感器44

2.6.3 电感式传感器的应用46

2.6.4 电涡流式传感器及其应用48

2.7 压阻式压力传感器52

习题53

第3章 温度传感器55

3.1 温标及温度的测量方法55

3.1.1 温标55

3.1.2 温度的测量方法55

3.2 膨胀式温度计56

3.2.1 玻璃液体温度计56

3.2.2 固体膨胀式温度计57

3.2.3 气体膨胀式温度计57

3.3 电阻式温度传感器59

3.3.1 金属热电阻传感器59

3.3.2 半导体热敏电阻62

3.4 热电偶温度传感器64

3.4.1 热电偶温度传感器的工作原理64

3.4.2 热电极的材料及常用热电偶67

3.4.3 热电偶传感器的结构68

3.4.4 热电偶冷端温度补偿68

3.4.5 热电偶测温线路70

3.4.6 热电偶温度传感器的应用71

3.5 集成温度传感器72

3.5.1 集成温度传感器的基本工作原理72

3.5.2 电压输出型集成温度传感器72

3.5.3 电流输出型集成温度传感器73

3.5.4 集成温度传感器的应用73

3.6 辐射式温度传感器74

3.6.1 辐射测温的原理74

3.6.2 红外线温度传感器75

3.6.3 亮度式温度传感器75

3.6.4 比色温度传感器75

习题75

第4章 位移、物位传感器77

4.1 电位器式位移传感器77

4.1.1 电位器的基本概念77

4.1.2 电位器的类型、结构与材料78

4.1.3 电位器的主要技术指标79

4.1.4 线位移传感器79

4.1.5 角位移传感器79

4.1.6 电位器式传感器的应用79

4.2 光栅位移传感器80

4.2.1 光栅的概念80

4.2.2 光栅位移传感器的工作原理——莫尔条纹80

4.2.3 光栅位移传感器的结构81

4.2.4 光栅位移传感器的特点及应用81

4.3 磁栅位移传感器82

4.3.1 磁栅的概念82

4.3.2 磁栅的种类82

4.3.3 磁栅位移传感器的结构和工作原理82

4.3.4 磁栅位移传感器的应用83

4.4 接近传感器84

4.4.1 电容式接近传感器84

4.4.2 电感式接近传感器84

4.4.3 接近传感器的应用85

4.5 液位传感器86

4.5.1 导电式水位传感器86

4.5.2 压差式液位传感器87

4.5.3 磁致伸缩液位（位移）传感器88

4.6 电容式物位传感器89

4.6.1 电容式液位传感器的工作原理89

4.6.2 电容式物位传感器90

4.6.3 电容式物位传感器的应用90

4.7 流量传感器91

4.7.1 电磁流量计91

4.7.2 涡轮式流量传感器93

习题95

第5章 光电式传感器96

5.1 光电效应及光电器件96

5.1.1 光电效应96

5.1.2 光电管、光电倍增管97

5.1.3 光敏电阻98

5.1.4 光敏二极管、光敏晶体管99

5.1.5 光电池102

5.2 光电式传感器的测量电路103

5.2.1 光敏电阻测量电路103

5.2.2 光敏二极管测量电路103

5.2.3 光敏晶体管测量电路104

5.2.4 光电池的测量电路105

5.3 光纤传感器105

5.3.1 光纤的结构和传光原理105

5.3.2 光纤传感器的工作原理106

5.3.3 光纤传感器的特点107

5.3.4 光纤传感器的应用108

5.4 电荷耦合摄影器件109

5.4.1 CCD电荷耦合器件的基本工作原理109

5.4.2 CCD图像传感器111

5.5 红外传感器111

5.5.1 红外光电探测器112

5.5.2 红外热敏探测器112

5.6 光电式传感器的应用113

5.6.1 光电式传感器的类型113

5.6.2 光电式传感器的应用114

5.6.3 光电开关117

习题118

第6章 磁电式传感器119

6.1 概述119

6.2 霍尔传感器的工作原理与特性119

6.2.1 霍尔效应119

6.2.2 霍尔元件的结构和主要参数121

6.2.3 霍尔集成传感器122

6.3 磁敏传感器123

6.3.1 磁敏电阻123

6.3.2 磁敏二极管125

6.3.3 磁敏晶体管127

6.4 磁电式传感器的应用128

6.4.1 霍尔传感器的应用128

6.4.2 磁敏电阻的应用130

6.4.3 磁敏二极管和磁敏晶体管的应用131

6.4.4 半导体磁传感器的特点及应用132

习题132

第7章 波式传感器134

7.1 超声波传感器134

7.1.1 超声波的物理基础134

7.1.2 超声波换能器及耦合技术136

7.1.3 超声波传感器的应用137

7.2 微波传感器141

7.2.1 微波的性质与特点141

7.2.2 微波传感器的工作原理及其分类141

7.2.3 微波传感器的应用142

7.3 多普勒传感器144

7.3.1 多普勒效应144

7.3.2 多普勒效应的应用145

习题147

第8章 生物传感器148

8.1 生物传感器的工作原理148

8.2 最常用的生物传感器149

8.2.1 酶传感器149

8.2.2 葡萄糖传感器150

8.2.3 微生物传感器150

8.2.4 免疫传感器151

8.3 生物传感器的应用152

习题153

第9章 化学物质传感器154

9.1 气敏传感器154

9.1.1 气敏传感器的分类154

9.1.2 电阻型半导体气敏传感器155

9.1.3 非电阻型半导体气敏传感器156

9.1.4 气敏传感器的应用157

9.2 湿度传感器161

9.2.1 湿度的表示方法161

9.2.2 湿度传感器的分类161

9.2.3 电阻式湿度传感器162

9.2.4 电容式湿度传感器165

9.2.5 湿度传感器的应用165

习题170

第10章 机器人传感器171

10.1 概述171

10.1.1 机器人的类型171

10.1.2 机器人的特征172

10.1.3 机器人的进化过程172

10.2 视觉传感器173

10.3 听觉传感器173

10.4 触觉传感器174

10.5 压觉传感器175

10.6 力觉传感器176

10.7 接近觉传感器177

10.8 滑觉传感器177

10.9 感觉传感器179

习题179

第11章 传感器输出信号的处理技术180

11.1 传感器输出信号的特点180

11.1.1 传感器输出信号的形式180

11.1.2 传感器输出信号具有的特点180

11.1.3 输出信号的处理方法181

11.2 传感器输出信号的检测电路181

11.2.1 检测电路的形式182

11.2.2 常用信号的检测电路182

11.3 输出信号的干扰及控制技术184

11.3.1 干扰的类型与要素184

11.3.2 干扰控制的方法184

习题186

第12章 传感器的标定和传感器的发展展望187

12.1 传感器的静态标定和动态标定187

12.1.1 标定187

12.1.2 静态标定187

12.1.3 动态标定188

12.2 传感器的发展展望189

12.2.1 传感器性能的改进189

12.2.2 传感器的发展190

习题193

第13章 传感器的综合应用——小制作194

13.1 电阻应变式力传感器制作的数显电子秤194

13.1.1 工作原理194

13.1.2 元器件选择194

13.1.3 制作与调试194

13.2 敲击式电子门铃196

13.2.1 工作原理196

13.2.2 元器件选择196

13.2.3 制作与调试197

13.3 超温报警电路197

13.3.1 工作原理197

13.3.2 元器件选择198

13.3.3 制作与调试198

13.4 水位指示及水满报警器198

13.4.1 工作原理198

13.4.2 元器件选择199

13.4.3 制作与调试199

13.5 光控延时照明灯199

13.5.1 工作原理199

13.5.2 元器件选择200

13.5.3 制作与调试200

13.6 热释电红外探头报警器200

13.6.1 工作原理200

13.6.2 元器件选择201

13.6.3 制作与调试201

13.7 超声波遥控照明灯201

13.7.1 工作原理202

13.7.2 元器件选择202

13.7.3 制作与调试203

13.8 感应式防盗报警器203

13.8.1 工作原理203

13.8.2 元器件选择203

13.8.3 制作与调试204

13.9 吸烟报警器204

13.9.1 工作原理204

13.9.2 元器件选择204

13.9.3 制作与调试205

13.10 触摸式延时照明灯205

13.10.1 工作原理205

13.10.2 元器件选择206

13.10.3 制作与调试206

附录207

附录A 传感器分类表207

附录B 热电阻分度表211

附录C 热电偶分度对照表212

附录D 常用传感器中英文对照表212

习题参考答案213

参考文献214