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第1章 绪论1

1.1 传感器的定义、组成及分类1

1.1.1 传感器的定义1

1.1.2 传感器的组成2

1.1.3 传感器的分类2

1.2 传感器的地位与重要性3

1.3 传感器技术的发展途径与发展趋势4

1.3.1 传感器技术的发展途径4

1.3.2 传感器技术的发展趋势5

思考题与习题6

第2章 传感器的理论与技术基础7

2.1 传感器的基础效应7

2.1.1 光电效应7

2.1.2 电光效应9

2.1.3 磁光效应10

2.1.4 磁电效应12

2.1.5 约瑟夫逊效应与核磁共振13

2.1.6 多普勒效应15

2.1.7 纳米效应16

2.1.8 热电效应、压电效应、压阻效应18

2.2 传感器的功能材料18

2.2.1 功能材料的分类与特征19

2.2.2 半导体材料19

2.2.3 功能陶瓷材料21

2.2.4 功能高分子材料22

2.2.5 纳米材料23

2.2.6 智能材料25

2.3 传感器的加工工艺26

2.3.1 结构型传感器的加工工艺26

2.3.2 厚膜工艺26

2.3.3 薄膜工艺27

2.3.4 微机械加工工艺30

2.4 传感器的静、动态特性34

2.4.1 传感器的静态特性35

2.4.2 传感器的动态特性38

思考题与习题47

第3章 阻抗式传感器49

3.1 电阻应变式传感器49

3.1.1 电阻应变式传感器的工作原理49

3.1.2 应变片的种类和结构51

3.1.3 应变片的温度误差及其补偿53

3.1.4 电阻应变式传感器的信号调理电路54

3.1.5 电阻应变式传感器的应用58

3.1.6 硅压阻式压力传感器的应用61

3.2 电容式传感器61

3.2.1 电容式传感器的工作原理61

3.2.2 电容式传感器的信号调理电路65

3.2.3 影响电容式传感器精度的因素分析70

3.2.4 电容式传感器的应用72

3.3 电感式传感器73

3.3.1 变磁阻式传感器74

3.3.2 差动变压器式传感器76

3.3.3 涡流式传感器81

3.3.4 电感式传感器的应用83

思考题与习题84

第4章 电动势式传感器87

4.1 压电式传感器87

4.1.1 压电式传感器的工作原理87

4.1.2 压电式传感器的等效电路92

4.1.3 压电式传感器的信号调节电路93

4.1.4 压电式传感器的应用96

4.2 磁电式传感器98

4.2.1 磁电式传感器的工作原理99

4.2.2 磁电式传感器的结构类型99

4.2.3 磁电式传感器的测量电路101

4.2.4 磁电式传感器的应用102

4.3 霍尔传感器104

4.3.1 霍尔效应和工作原理104

4.3.2 霍尔元件的结构和基本电路106

4.3.3 霍尔元件的电磁特性107

4.3.4 霍尔元件的误差及补偿108

4.3.5 霍尔传感器的应用111

4.4 热电偶传感器114

4.4.1 热电偶的工作原理115

4.4.2 热电偶测温基本定律117

4.4.3 热电偶冷端温度补偿118

4.4.4 热电偶材料、类型及结构120

4.4.5 热电偶测温123

思考题与习题125

第5章 光电式传感器127

5.1 光电器件127

5.1.1 外光电效应器件127

5.1.2 内光电效应器件131

5.2 CCD固态图像传感器138

5.2.1 CCD的结构及工作原理138

5.2.2 CCD固态图像传感器的分类及工作原理141

5.2.3 CCD固态图像传感器的应用142

5.3 光纤传感器146

5.3.1 光纤的基本知识146

5.3.2 光纤传感器的分类及其工作原理149

5.3.3 光纤传感器的应用154

思考题与习题156

第6章 栅式传感器158

6.1 磁栅传感器158

6.1.1 磁栅传感器的结构与工作原理158

6.1.2 磁栅传感器的信号处理方式162

6.1.3 磁栅传感器的应用163

6.2 光栅传感器164

6.2.1 光栅的基本知识164

6.2.2 光栅传感器的结构和工作原理166

6.2.3 光栅传感器的应用169

6.3 容栅传感器170

6.3.1 容栅传感器的结构及工作原理170

6.3.2 容栅传感器的信号处理方式171

6.3.3 容栅传感器在数显尺中的应用173

6.4 时栅传感器174

6.4.1 时空坐标转换理论174

6.4.2 时栅位移传感器的工作原理176

6.4.3 时栅位移传感器的应用前景178

思考题与习题179

第7章 新型传感器180

7.1 微传感器180

7.1.1 MEMS技术与微传感器180

7.1.2 典型的微传感器182

7.2 网络传感器188

7.2.1 网络传感器的概念及特点188

7.2.2 网络传感器的类型189

7.2.3 无线传感器网络190

7.2.4 基于IEEE 1451标准的网络传感器197

7.3 模糊传感器203

7.3.1 模糊传感器的概念及基本功能203

7.3.2 模糊传感器的理论基础205

7.3.3 模糊传感器的基本结构210

7.3.4 模糊传感器的开发与应用212

7.4 基于人工神经网络的传感器215

7.4.1 人工神经网络的基本知识215

7.4.2 人工神经网络的结构和算法218

7.4.3 基于人工神经网络的传感器开发与应用222

思考题与习题225

第8章 传感器应用实例226

8.1 传感器在机器人中的应用226

8.1.1 概述226

8.1.2 视觉传感器227

8.1.3 力觉传感器228

8.1.4 触觉传感器229

8.1.5 接近觉与测距传感器231

8.2 传感器在现代汽车中的应用232

8.2.1 概述232

8.2.2 发动机控制系统传感器235

8.2.3 底盘控制系统传感器237

8.2.4 车身控制系统传感器238

8.2.5 其他车用智能传感器239

8.3 传感器在武器装备中的应用239

8.3.1 概述239

8.3.2 微传感器240

8.3.3 红外探测器242

8.3.4 光纤传感器243

8.3.5 无线传感器网络244

思考题与习题247

参考文献248