《传感器原理与检测技术》

本书从信息获取和系统集成的高度出发,从信息科学技术的角度来观察和理解传感器及检测技术,系统阐述了各类传感器的工作原理、基本结构、测量电路及其在工业测试中的典型应用,突破了就器件论器件的传统方式。 全书共分11 章,绪论及第1 章主要介绍传感器的作用、定义与组成、分类、传感器与测试系统的数学模型及基本特性,传感器与检测技术的发展展望；第2 章至第8 章重点介绍了各类常用传感器的工作原理、组成结构、输出特性、测量电路、误差分析与补偿以及典型应用；第9 章和第10 章简要介绍了集成化智能传感器

绪 论 1

0.1 传感器的作用 1

0.2 传感器的定义与组成 3

0.2.1 传感器的定义 3

0.2.2 传感器的组成 4

0.3 传感器的分类 5

0.4 对传感器的一般要求 7

第1 章 传感器与检测技术的基本概念 8

1.1 传感器与检测技术的基本特性 8

1.1.1 传感器的静态特性 8

1.1.2 传感器的动态特性 13

1.2 传感器的标定与校准 19

1.2.1 传感器的静态特性标定 20

1.2.2 传感器的动态特性标定 20

1.2.3 振动传感器的标定和校准 22

1.3 传感器与测试系统无失真测试的条件 23

1.4 传感器性能的改善措施与传感器的选择原则 24

1.4.1 改善传感器性能的基本技术 24

1.4.2 传感器的选择原则 25

1.5 传感器与检测技术的发展展望 26

习题与思考题 28

第2 章 电阻式传感器 29

2.1 电位器式传感器 29

2.1.1 绕线式线性电位器 30

2.1.2 绕线式非线性电位器 30

2.1.3 非绕线式电位器 32

2.1.4 电位器式压力传感器 33

2.2 应变式传感器 33

2.2.1 应力和应变 34

2.2.2 应变效应 34

2.2.3 应变片的结构、类型、材料和粘贴 35

2.2.4 应变片的主要特性 40

2.2.5 应变片的测量电路 44

2.2.6 应变片的温度误差及分析 48

2.2.7 应变式传感器的接口电路设计 50

2.2.8 应变式传感器的应用 51

2.3 固态压阻式传感器 58

2.3.1 工作原理 58

2.3.2 结构与特性 59

2.3.3 压阻式传感器的接口电路设计 63

2.3.4 压阻式传感器的应用 66

习题与思考题 67

第3 章 电感式传感器 69

3.1 自感式电感传感器 69

3.1.1 工作原理 69

3.1.2 特性分析 71

3.1.3 测量电路 73

3.1.4 自感式电感传感器的误差因素分析 75

3.1.5 自感式电感传感器的应用 76

3.2 差动变压器式传感器 79

3.2.1 螺管式差动变压器 81

3.2.2 变气隙式差动变压器 84

3.2.3 测量电路 86

3.2.4 差动变压器的应用 89

3.3 电涡流式传感器 92

3.3.1 工作原理 92

3.3.2 结构形式 93

3.3.3 电涡流的形成范围 93

3.3.4 基本特性 96

3.3.5 测量电路 97

3.3.6 被测导体材料、形状、大小和安装对传感器灵敏度的影响 98

3.3.7 电涡流式传感器的应用举例 99

习题与思考题 101

第4 章 电容式传感器 103

4.1 电容式传感器的工作原理 103

4.2 电容式传感器的结构类型和主要特性 103

4.2.1 结构类型 103

4.2.2 主要特性 105

4.3 测量电路 111

4.3.1 等效电路 111

4.3.2 调频电路 112

4.3.3 交流电桥电路 113

4.3.4 运算放大器电路 114

4.3.5 二极管双T 形交流电桥 114

4.3.6 脉冲宽度调制电路 116

4.3.7 环形二极管充放电法 118

4.4 引起电容式传感器测量误差的因素及改进措施 119

4.5 电容式传感器的应用 122

4.6 容栅式传感器 128

4.6.1 工作原理及转换电路 128

4.6.2 容栅式传感器的结构形式 130

习题与思考题 131

第5 章 磁电式传感器 133

5.1 磁电感应式传感器 133

5.1.1 磁电感应式传感器工作原理 133

5.1.2 磁电感应式传感器基本特性 136

5.1.3 磁电感应式传感器的应用 137

5.2 霍尔式传感器 138

5.2.1 霍尔效应及霍尔元件 138

5.2.2 霍尔集成电路 145

5.2.3 霍尔元件的连接方式 149

5.2.4 霍尔传感器的应用 149

5.3 磁阻式传感器 154

5.3.1 磁阻效应和磁阻器件 154

5.3.2 磁阻器件的应用 157

5.4 磁敏二极管 158

5.4.1 磁敏二极管的结构 158

5.4.2 磁敏二极管的工作原理 159

5.4.3 磁敏二极管的主要特性 159

5.5 磁敏三极管 161

5.5.1 磁敏三极管的结构 161

5.5.2 磁敏三极管的工作原理 161

5.5.3 磁敏三极管的主要特性 162

5.6 磁栅式传感器 163

5.6.1 磁栅 163

5.6.2 磁头 165

5.6.3 信号处理方式 168

5.6.4 磁栅传感器的特点与误差分析 169

习题与思考题 169

第6 章 压电式传感器 171

6.1 压电式传感器的工作原理… 171

6.1.1 压电效应 171

6.1.2 压电常数和表面电荷的计算 173

6.2 压电材料 178

6.2.1 压电晶体 178

6.2.2 压电陶瓷 179

6.2.3 聚偏二氟乙烯 179

6.3 压电元件的常用结构形式… 180

6.4 压电式传感器的等效电路… 181

6.5 压电式传感器的测量电路… 182

6.5.1 电压放大器… 183

6.5.2 电荷放大器… 185

6.6 压电式传感器的应用… 187

6.6.1 压电式加速度传感器… 188

6.6.2 压电式力传感器… 190

6.7 影响压电式传感器精度的因素分析… 195

习题与思考题 198

第7 章 光电式传感器 199

7.1 概述 199

7.1.1 光电式传感器的组成… 199

7.1.2 光源及光学元件… 199

7.2 光电效应、器件及其应用… 202

7.2.1 光电效应 202

7.2.2 光电管和光电倍增管… 204

7.2.3 光敏电阻 206

7.2.4 光电池… 209

7.2.5 光敏二极管和光敏三极管… 211

7.2.6 光电器件的应用… 214

7.3 光纤传感器… 217

7.3.1 光纤的结构和传输原理 217

7.3.2 光纤传感器的工作原理 221

7.3.3 光纤传感器的应用 223

7.4 光栅式传感器 225

7.4.1 光栅的结构与分类 226

7.4.2 光栅的工作原理… 226

7.4.3 辨向原理和细分技术… 228

7.4.4 光栅传感器的应用 231

7.5 光固态图像传感器 233

7.5.1 CCD 的结构和工作原理 233

7.5.2 CCD 图像传感器… 236

7.5.3 CCD 图像传感器的应用 238

7.6 位置敏感器件 239

7.6.1 PSD 的工作原理… 239

7.6.2 PSD 的结构… 240

7.6.3 PSD 的特性… 241

7.6.4 PSD 的优点… 242

7.6.5 PSD 的应用… 242

习题与思考题 243

第8 章 热电式传感器 244

8.1 概述 244

8.2 热电偶… 245

8.2.1 热电偶的测温原理 245

8.2.2 热电偶的基本定律 248

8.2.3 常用热电偶… 250

8.2.4 常用热电偶的结构 252

8.2.5 热电偶的误差及补偿措施… 254

8.2.6 热电偶实用测温电路… 260

8.3 热电阻式传感器… 262

8.3.1 热电阻测温原理… 262

8.3.2 金属热电阻… 262

8.3.3 热敏电阻 264

8.3.4 热电阻传感器的应用… 266

8.4 半导体温度传感器 270

8.4.1 半导体单晶非结型温度传感器… 270

8.4.2 PN 结型温度传感器 270

习题与思考题 278

第9 章 智能传感器… 279

9.1 智能传感器的概念、功能、特点和发展趋势 279

9.1.1 智能传感器的概念 279

9.1.2 智能传感器的功能 279

9.1.3 智能传感器的特点和发展趋势… 280

9.2 智能传感器的组成与实现… 281

9.2.1 智能传感器的组成 281

9.2.2 智能传感器的实现 282

9.3 典型的智能传感器 283

9.3.1 智能温度传感器… 283

9.3.2 轮胎压力传感器… 284

9.3.3 智能差压传感变送器… 285

习题与思考题 286

第10 章 新型传感器 287

10.1 辐射式传感器… 287

10.1.1 红外辐射式传感器… 287

10.1.2 超声波传感器… 290

10.1.3 核辐射传感器… 293

10.2 气敏、湿敏传感器 295

10.2.1 气敏传感器 295

10.2.2 湿敏传感器 297

10.3 生物传感器 298

10.3.1 生物传感器的原理与分类 299

10.3.2 生物传感器的特点… 299

10.3.3 常见的生物传感器… 299

10.4 机器人传感器… 301

10.4.1 机器人传感器的分类 301

10.4.2 内部传感器 301

10.4.3 外部传感器 303

习题与思考题 305

第11 章 现代检测技术与测试系统设计 306

11.1 现代检测系统的组成 306

11.2 传感器与测试系统的信号调理技术 306

11.2.1 滤波器 306

11.2.2 放大与采样保持电路 314

11.3 数据采集与处理 317

11.3.1 模拟信号的数字化… 317

11.3.2 A/ D 转换器接口设计 318

11.3.3 测量误差与不确定度 324

11.4 现代检测系统设计及实例 336

11.4.1 现代检测系统中信号传输的标准概述… 336

11.4.2 现代检测系统的设计 337

11.4.3 基于1 -Wire 总线的多点温湿度测量系统应用实例… 339

习题与思考题 344

参考文献 345

书名传感器原理与检测技术

书号978-7-118-07386-7

作者潘雪涛, 温秀兰

出版时间2011年5月

译者

版次1版1次

开本16

装帧平装

出版基金

页数357

字数550

中图分类TP212

丛书名

定价46.00

《传感器原理与检测技术实践指导教程》是《传感器原理与检测技术》的配套实践教程。

《传感器原理与检测技术实践指导教程》是《传感器原理与检测技术》的配套实践教程。全书共分上、中、下3篇。上篇是传感器原理与检测技术实验的理论基础，简单介绍传感器的基本概念、特性指标、各类常用传感器的基本原理、测量误差、数据处理方法和常用的数据处理软件；中篇是传感器原理与检测技术实验中的典型仪器，详细介绍了实验的基本规则，常用电测仪表的使用方法，国内典型传感器与检测技术实验装置的结构组成、特性参数以及使用说明；下篇是传感器原理与检测技术实验，详细介绍了包括信号调理电路、常用传感器原理及应用、光电类传感器原理及应用3个方面的验证性、综合。

《传感器原理与检测技术》是2011年机械工业出版社出版的图书，作者是钱显毅 。主要讲述了基础性、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。本书可作为应用型本科、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。

上篇　传感器原理与检测技术实验的理论基础

第1章　传感器与检测技术的基本概念

1.1　传感器的定义与组成

1.1.1　传感器的作用

1.1.2　传感器的定义与组成

1.1.3　传感器的分类

1.1.4　对传感器的一般要求

1.2　传感器与检测技术的基本特性

1.2.1　传感器的数学模型

1.2.2　传感器的静态特性

1.2.3　传感器的动态特性

1.3　传感器的标定

1.3.1　传感器的静态特性标定

1.3.2　传感器的动态特性标定

1.4　传感器的选用原则