传感器原理及应用2010年5月

第1章传感器基础

11传感器的定义与组成

111传感器的定义

112传感器组成

113对传感器的一般要求

114自动测控系统与传感器

115自动测控系统例

12传感器的分类

121按被测量分类

122按传感器工作原理分类

13传感器的基本特性

131传感器的静态特性

132传感器的动态特性

14传感器的标定

141传感器的静态特性标定

142静态标定例——电涡流传感器的静态标定

15传感器接口电路

151传感器输出信号的特点

152典型的传感器接口电路

思考题

第2章传感器与测量技术

21电参量测量技术

211电压的测量

212阻抗的测量

213交流阻抗及L、C的测量

214频率的测量

215时间间隔的数字测量

216相位差的数字测量

22检测技术基础

221测量与测量方法

222测量系统

23传感器信息融合

231信息融合的概念

232传感器信息融合的应用

233传感器信息融合的分类

234信息融合的结构

235传感器信息融合的一般方法

236传感器信息融合的实例

24传感器网络

241传感器网络的作用

242传感器网络的结构

243传感器网络信息交换体系

25传感器技术的发展

251传感器新技术的发展

252改善传感器性能的技术途径

思考题

第3章电容式传感器

31电容式传感器工作原理和类型

311工作原理

312变极距型电容式传感器

313变面积型电容式传感器

314变介电常数型电容式传感器

32电容式传感器的信号测量及转换电路

321电容式传感器等效电路

322调频测量电路

323电桥电路

324二极管双T形交流电桥

325差动脉冲宽度调制电路

326运算放大器式电路

33电容式传感器的特点及应用

331差动式电容测厚传感器

332电容式料位传感器

333电容式接近开关

334液体燃料测量

思考题

第4章电感式传感器

41自感式传感器

411工作原理

412测量电路

413变磁阻式传感器的应用

42差动变压器式传感器

421变隙式差动变压器工作原理

422误差因素分析

423差动变压器式传感器测量电路

424差动变压器式传感器的应用

43电涡流式传感器

431工作原理

432电涡流传感器测量电路

433涡流式传感器的应用

44感应同步器

441直线式感应同步器

442信号处理方式

思考题

第5章力敏传感器

51弹性敏感元件

511弹性敏感元件的特性

512弹性敏感元件的分类

52电阻应变式传感器

521应变电阻的概念

522电阻应变片的测量电路

523应变式传感器的应用

53压电式传感器

531压电效应及压电材料

532压电式传感器等效电路

533压电式传感器测量电路

534压电式传感器的应用

54压磁式传感器

55压阻式传感器（半导体压力应变片）

思考题

第6章热敏传感器

61温度测量概述

611温度的概念

612温标

613热敏传感器的基本概念

614热敏传感器分类

615热敏传感器的发展概况

62热电偶传感器

621热电偶测温原理

622热电偶的结构形式及热电偶材料

623热电偶测温及参考端温度补偿

624热电偶的常用材料

63金属热电阻传感器

631铂热电阻的电阻温度特性

632铜热电阻的电阻温度特性

64半导体热敏电阻

641热敏电阻的特点与分类

642热敏电阻的基本参数与特性

643热敏电阻温度测量非线性修正

65负温度系数热敏电阻

651NTC热敏电阻性能

652NTC热敏电阻主要特性

66热敏传感器应用实例

661双金属热敏传感器的应用

662热敏电阻传感器的应用

663晶体管热敏传感器的应用

664集成热敏传感器应用举例

665家用空调专用热敏传感器

思考题

第7章气敏传感器

71半导体型气敏传感器

711半导体气敏传感器工作原理

712电阻型气敏传感器结构

713非电阻型半导体气敏传感器

714半导体气敏元件的特性

72接触燃烧式气敏传感器

721检测原理

722接触燃烧式气敏元件的结构

73其他气敏传感器

731固体电解质式气敏传感器

732电化学式气敏传感器

74气敏传感器的应用

741气敏传感器常用电路

742烟雾传感器

743气敏报警器

744实用酒精测试仪

思考题

第8章磁敏传感器

81磁电感应式传感器

811磁电感应式传感器工作原理

812磁电感应式传感器基本特点

813磁电感应式传感器的测量电路

814磁电感应式传感器的应用

815磁栅式传感器

82霍尔磁敏传感器

821霍尔效应及霍尔元件

822霍尔传感器及其应用

83其他半导体磁敏传感器

831磁敏二极管

832磁敏三极管

84磁敏电阻

841磁阻效应

842磁阻元件的主要特性

843磁敏电阻的应用

思考题

第9章光敏传感器

91光电传感器

911基本概念

912光子传感器

913光电耦合器件

914光电传感器的应用

92电荷耦合器件CCD

921CCD器件的工作原理

922CCD图像传感器的应用

93CMOS图像传感器

931光敏二极管型CMOS图像传感器结构

932CMOS的特点

933CMOS的应用

94光纤传感器

941光导纤维导光原理

942光纤传感器

943光纤传感器的调制器原理

944光纤传感器的应用

95红外传感器

951红外辐射的概念

952红外传感器分类

953热释电红外传感器的结构

954红外传感器的一般组成

955红外传感器的应用

96激光传感器

961激光的概念

962激光传感器的应用

97色敏传感器

971半导体色敏传感器

972半导体色敏传感器的应用

思考题

第10章湿敏传感器

101湿敏传感器概述

1011湿度与露点

1012湿敏传感器的主要性能指标

1013含水量检测方法

1014湿敏传感器分类

102半导体陶瓷湿敏电阻

103湿敏传感器

1031陶瓷型湿敏传感器

1032有机高分子湿敏传感器

1033半导体型湿敏传感器

104湿敏传感器常用检测电路

1041检测电路的选择

1042典型测量电路

105湿敏传感器应用

思考题

第11章电磁波传感器

111微波传感器

1111微波传感器的测量原理

1112微波传感器的组成

1113微波传感器的特点

1114微波传感器的应用

112核辐射传感器

1121核辐射的特性

1122核辐射传感器

1123核辐射传感器的应用举例

思考题

第12章位移、流量传感器

121位移传感器

1211机械位移传感器

1212光栅位移传感器

1213磁栅位移传感器

1214接近传感器

1215转速传感器

1216多普勒传感器

122流量及流速传感器

123液位传感器

思考题

第13章超声波传感器

131声波与超声波

132超声波传感器

133超声波传感器的应用

思考题

第14章其他类型传感器

141机器人传感器

1411触觉传感器

1412接近觉传感器

1413视觉传感器

1414听觉、嗅觉、味觉及其他传感器

142谐振式传感器

1421谐振式传感器概述

1422谐振式传感器工作原理

1423振动筒式传感器

143电化学生物传感器

1431酶传感器

1432免疫传感器

1433细胞传感器

1434其他生物传感器

1435生物传感器的信号转换器

144智能传感器

1441智能传感器概述

1442计算型智能传感器基本结构

1443智能传感器实例

思考题

参考文献

本书编写的目的就在于向广大读者提供一本全面介绍传感器技术的书籍。

应该说，传感器技术不是一门独立的技术，它和检测技术、信息传递和处理技术密切相关，几乎是一个不可分割的总体。所以，在编写过程中，充分注意到传感器及其接口技术，使读者尽量能从系统的角度学习、研究传感器。

本书共分14章。首先介绍了传感器的基础知识以及检测技术，然后详细介绍了当前应用最多的几类传感器，如电容、电感式传感器，力敏、热敏、气敏、磁敏、光敏、湿敏传感器，同时也花一定的篇幅介绍了位移、流量、电磁波、超声波传感器以及传感器最新发展动态，比如电化学传感器、生物传感器、智能传感器等。

本书内容偏重于实际应用，新颖全面，涵盖较广，知识点明确，适于高等职业院校仪器仪表专业、测试专业、电子应用专业以及信息专业的教学用书，亦可供相关专业的工程技术人员参考。

传感器原理及应用可作为高等院校电子信息、物理、仪器仪表、工业自动化、自动控制、机电一体化、计算机应用、生物医学、精密仪器测量与控制、汽车与机械类等专业的教材，也可以作为科研人员、工程技术人员及自学人员的参考用书。

传感器原理及应用内容系统全面、新颖实用，精选102个典型应用实例，11全动用实验，63个课后练习题，提升综合技能，培养解决实际问题的能力。 根据作者多年的教学和科研经验，从“能够解决实际问题”的角度组织内容，理论实践并重，提供102个解决实际问题的实例和11个动手实验，内容深入浅出、新颖全面，各章均附小结和习题，侧重培养学生动手能力，提升综合技能。