传感器原理与检测技术

前言

第1章 传感器的一般特性

1.1 传感器的静态特性

1.1.1 线性度（非线性误差）

1.1.2 灵敏度

1.1.3 精度

1.1.4 最小检测量和分辨率

1.1.5 迟滞

1.1.6 重复性

1.1.7 零点漂移

1.1.8 温漂

1.2 传感器的动态特性

1.2.1 动态特性的一般数学模型

1.2.2 传递函数

1.2.3 传感器的动态响应及其动态特性指标

思考题与习题

第2章 电阻应变式传感器

2.1 电阻应变式传感器的工作原理

2.2 电阻应变片的工作原理

2.2.1 金属的应变效应

2.2.2 电阻应变片的结构和工作原理

2.2.3 电阻应变片的横向效应

2.3 电阻应变片的种类、材料和参数

2.3.1 电阻应变片的种类

2.3.2 电阻应变片的材料

2.3.3 应变片的主要参数

2.4 粘合剂和应变片的粘贴技术

2.4.1 粘合剂

2.4.2 应变片粘贴工艺

2.5 电阻应变式传感器的温度误差及其补偿

2.5.1 温度误差及其产生原因

2.5.2 温度补偿方法

2.6 电阻应变式传感器的信号调节电路及电阻应变仪

2.6.1 测量电桥的工作原理

2.6.2 电阻应变仪

2.7 电阻应变式传感器

2.7.1 电阻应变式力传感器

2.7.2 应变式传感器的应用

思考题与习题

第3章 电容式传感器

3.1 电容式传感器的工作原理及结构形式

3.1.1 变间隙型电容式传感器

3.1.2 变面积型电容式传感器

3.1.3 变介电常数型电容式传感器

3.2 电容式传感器的等效电路

3.3 电容式传感器的信号调节电路

3.3.1 运算放大器式电路

3.3.2 电桥测量电路

3.3.3 调频电路

3.3.4 谐振电路

3.3.5 二极管T形网络

3.3.6 脉冲宽度调制电路

3.4 电容式传感器的应用

3.4.1 电容式压力传感器

3.4.2 电容式加速度传感器

3.4.3 电容式测厚仪

思考题与习题

第4章 电感式传感器

4.1 邑感式传感器的基本原理

4.1.1 电感与基于电磁参量的关系

4.1.2 电感式传感器的分类

4.2 变气隙型电感式传感器

4.2.1 简单的变气隙型电感式传感器

4.2.2 变气隙型差动电感式传感器

4.2.3 变气隙型差动变压器式传感器

4.2.4 变截面型差动电感式传感器和变截面型差动变压器式传感器

4.2.5 小气隙电感式传感器与小气隙电容式传感器的比较

4.3 螺线管电感式传感器

4.3.1 理想的螺线管

4.3.2 有限长度的单层螺线管

4.3.3 有限长径比的多层线圈

4.3.4 空心线圈的电感

4.3.5 简单的螺线管电感式传感器

4.3.6 差动螺线管传感器

4.3.7 螺线管差动变压器

4.4 电涡流传感器

4.4.1 概述

4.4.2 电涡流的形成及等效电路

4.5 电感式传感器的测量电路

4.5.1 交流电桥的调零（预平衡）问题

4.5.2 交流差动工作电桥的灵敏度分析

4.5.3 交流电桥中的相敏检波问题

思考题与习题

第5章 压电式传感器

5.1 压电效应

5.1.1 石英晶体的压电效应

5.1.2 压电陶瓷的压电效应

5.2 压电材料

5.2.1 石英晶体

5.2.2 压电陶瓷

5.3 压电式传感器的等效电路和测量电路

5.3.1 等效电路

5.3.2 测量电路

5.4 压电式传感器的应用

5.4.1 压电式加速度传感器

5.4.2 压电式压力传感器

5.4.3 压电式流量计

思考题与习题

第6章 热电式传感器

6.1 热电偶温度传感器

6.1.1 热电偶测温原理

6.1.2 热电动势的测量

6.1.3 热电偶的基本定律

6.1.4 热电偶冷端温度误差及其补偿

6.1.5 常用热电偶的特点

6.1.6 常用热电偶的应用举例

6.2 热敏电阻温度传感器

6.2.1 热敏电阻的基本类型

6.2.2 NTc热敏电阻的基本特性

6.2.3 半导体热敏电阻传感器的组成

6.2.4 提高热敏电阻传感器互换性与线性的方法

6.2.5 热敏电阻的应用

6.3 其他温度传感器

6.3.1 磁式温度传感器

6.3.2 电容式温度传感器

思考题与习题

第7章 磁传感器

7.1 霍尔元件

7.1.1 霍尔元件的工作原理

7.1.2 霍尔元件的材料及结构

7.1.3 霍尔元件的主要特性

7.1.4 霍尔元件的补偿电路

7.1.5 霍尔元件的特点及应用范围

7.2 霍尔开关集成传感器

7.2.1 霍尔开关集成传感器的结构及工作原理

7.2.2 霍尔开关集成传感器的工作特性

7.2.3 霍尔开关集成传感器的应用

7.3 霍尔线性集成传感器

7.3.1 霍尔线性集成传感器的结构及工作原理

7.3.2 霍尔线性集成传感器的主要技术特性

7.4 磁传感器的应用

7.4.1 霍尔元件在转速测量上的应用

7.4.2 直流功率测量仪

7.4.3 利用霍尔线性集成传感器进行磁法覆盖层厚度测量

7.4.4 霍尔计数装置

第8章 光电式传感器

8.1 光电效应

8.2 外光电效应型光电器件

8.2.1 光电管及其基本特性

8.2.2 光电倍增管及其基本特性

8.3 内光电效应型光电器件

8.3.1 光敏电阻

8.3.2 光电池

8.3.3 光敏管

8.4 新型光电式传感器

8.4.1 高速光敏二极管

8.4.2 色敏光电式传感器

8.4.3 光位置传感器

8.4.4 光固态图像传感器

8.5 光电式传感器的应用

8.5.1 烟尘浊度监测仪

8.5.2 光电转速传感器

8.5.3 光电池的应用

思考题与习题

第9章 光纤传感器

9.1 光纤传感器的原理

9.1.1 强度调制法

9.1.2 偏振态调制法

9.1.3 相位调制法

9.1.4 频率调制法

9.2 常见光纤传感器

9.2.1 偏振式光纤温度传感器

9.2.2 反射式光纤位移传感器

9.2.3 光纤加速度传感器

思考题与习题

第10章 传感器的检测电路

10.1 信号的放大电路

10.1.1 信号源及其等效电路

10.1.2 集成运算放大器

10.1.3 比例放大电路

10.1.4 仪用放大器

10.2 测量电桥及其放大电路

10.2.1 测量电桥

10.2.2 电桥放大器

10.3 低漂移直流放大器

10.3.1 单管直流放大器温度漂移的计算

10.3.2 差动放大器温度漂移的计算

10.3.3 低漂移放大器电路

10.4 高输入阻抗放大器

10.4.1 自举反馈型高输入阻抗放大器

10.4.2 高输入阻抗放大器的计算

10.4.3 高输入阻抗放大器的信号保护

10.4.4 高输入阻抗放大器的制作装配工艺

10.5 低噪声放大电路

10.5.1 噪声的基本知识

10.5.2 噪声电路的计算

10.5.3 信噪比与噪声系数

参考文献

《传感器原理与检测技术》从基础性、实用性出发，对传感器的基本原理、结构、性能、用途及基本测量电路进行了介绍，给出了详细的物理概念。对其变换规律进行了必要的、简明的数学推导，并结合传感器的应用实例进行了讲解，引导读者学习传感器的应用技术。本书主要介绍了两个方面的内容：一是基于物理学科的几类常用传感器，二是传感器的检测电路。
《传感器原理与检测技术》可作为应用型本科、高职院校的电气工程与自动化、测控技术与仪器、通信工程、计算机应用、机械设计制造及其自动化等专业的教材，也可供相关工程技术人员阅读参考之用。