传感器原理及应用

前言

教学建议

第1章概论

1.1传感器的作用和地位

1.2传感器现状和发展趋势

1.3传感器的定义、组成、分类及图形符号

1.3.1传感器定义

1.3.2传感器组成

1.3.3传感器分类

1.3.4传感器图形符号与命名方法

思考题和习题

第2章传感器的基本特性

2.1传感器的静态特性

2.1.1线性度

2.1.2迟滞

2.1.3重复性

2.1.4灵敏度

2.1.5分辨力和阈值

2.1.6稳定性

2.1.7漂移

2.2传感器的动态特性

2.2.1传感器动态误差

2.2.2传递函数

2.2.3一阶传感器系统

2.2.4二阶传感器系统

思考题和习题

第3章电阻应变式传感器

3.1电阻应变片结构原理

3.1.1电阻应变效应与应变片结构

3.1.2电阻应变片的基本原理

3.1.3压阻效应和压阻式传感器

3.1.4应变片种类

3.2金属应变片的主要特性

3.2.1应变片的灵敏系数

3.2.2横向效应

3.2.3应变片温度误差及补偿方法

3.3电阻应变片测量电路

3.3.1直流电桥工作原理

3.3.2交流电桥工作原理

3.3.3电阻应变仪原理

3.3.4相敏检波器

3.4应变式传感器的应用

3.4.1力传感器(测力与秤重)

3.4.2膜片式压力传感器

3.4.3应变式加速度传感器

3.4.4硅压阻式压力传感器

思考题和习题

第4章电容式传感器

4.1电容式传感器的工作原理和结构类型

4.1.1工作原理

4.1.2结构类型

4.2电容式传感器的输出特性

4.2.变极距型

4.2.2平板变面积型

4.2.3变介电常数型

4.3测量电路

4.3.1电容式传感器等效电路

4.3.2电桥电路

4.4应用举例

4.4.1压差式电容压力传感器

4.4.2电容测厚仪

4.4.3力平衡式加速度传感器

4.4.4电容传声器

4.4.5硅电容式集成传感器

4.4.6电容式指纹传感器

思考题和习题

第5章电感式传感器

5.1变磁阻式传感器(自感式传感器)

5.1.1工作原理

5.1.2输出特性

5.1.3差动变间隙式电感传感器结构、原理

5.1.4测量转换电路

5.1.5变磁阻式传感器的应用

5.2差动变压器式传感器(互感式传感器)

5.2.1螺线管式差动变压器结构和工作原理

5.2.2基本特性

5.2.3零点残余电压

5.2.4差动变压器测量电路

5.2.5应用举例

5.3电涡流式传感器

5.3.1工作原理

5.3.2等效电路分析

5.3.3涡流的分布和强度

5.3.4测量电路

5.3.5电涡流传感器的应用

思考题和习题

第6章磁电式传感器

6.1磁电感应式传感器(电动式)

6.1.1工作原理和结构形式

6.1.2磁电感应式传感器的基本特性

6.1.3磁电感应式传感器的测量电路

6.1.4磁电感应式传感器的应用

6.2霍尔传感器

6.2.1霍尔效应

6.2.2霍尔元件

6.2.3霍尔元件的误差及补偿

6.2.4。霍尔元件的应用

6.2.5集成霍尔传感器

6.3磁敏元件

6.3.1磁敏电阻器

6.3.2磁敏晶体管

6.3.3集成磁敏元件

思考题和习题

第7章压电式传感器

7.1压电效应

7.2压电材料

7.2.1石英晶体

7.2.2压电陶瓷(多晶体)

7.2.3聚偏氟乙烯压电材料

7.3压电元件结构形式

7.4等效电路与测量电路

7.4.1压电传感器等效电路

7.4.2压电传感器测量电路

7.5压电传感器的应用

思考题和习题

第8章光电效应及光敏器件

8.1光电效应

8.1.1外光电效应

8.1.2内光电效应

8.2光电器件

8.2.1光电管

8.2.2光电倍增管

8.2.3光敏电阻

……

第9章新型光电传感器

第10章半导体式化学传感器

第11章波与射线式传感器

第12章热电式传感器

第13章传感器实验与综合练习

参考文献

　　本课程是测控技术与仪器、机电一体化、电器自动化等专业的主要专业基础课程，目的是让学生了解传感器的基本原理、结构、性能、特征，通过理论教学和实验教学使学生能够掌握各种传感器的具体应用方法和传感器的转换检测电路的设计。学生通过教学内容的学习，获得传感器与检测技术必要的基本理论、基本知识、基本技能，为从事工程技术工作和科学研究工作奠定基础。　　传感器在现代信息技术中有着举足轻重的地位，因此作为理工科专业的学生学习和掌握现代传感器技术知识是非常必要的。本书重点叙述传感器的工作原理和基本结构，同时介绍了传感器的工程应用和使用方法，对传感器有较为系统和全面地论述。特别介绍了现代新型传感器，为方便教学，也将部分传感器实验内容编入本教材。　　本书的主要内容包括：传感器的基本特性、电阻应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电效应及光敏器件、新型光电传感器、半导体式化学传感器、波与射线式传感器和热电式传感器等知识。　　本书可作为本科生教材，也可作为相关专业研究生教材，还可作为工程技术人员的参考书籍。