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第1章 传感器概述1

1.1 传感器的定义、组成及分类3

1.1.1 传感器的定义和组成3

1.1.2 传感器的分类4

1.2 传感器的主要材料和发展趋势5

1.2.1 传感器的主要材料5

1.2.2 传感器的发展趋势5

1.3 传感器的基本特性和主要性能指标6

1.3.1 传感器的静态特性6

1.3.2 传感器的动态特性8

本章小结8

思考题与习题9

第2章 压力传感器10

2.1 电阻应变式传感器10

2.1.1 电阻应变效应10

2.1.2 电阻应变片的结构和类型11

2.1.3 电阻应变式传感器测量电路11

2.1.4 电阻应变式传感器的应用13

2.2 压电式传感器15

2.2.1 压电效应15

2.2.2 石英晶体和压电陶瓷16

2.2.3 压电式传感器测量电路17

2.2.4 压电式传感器的应用18

2.3 压阻式传感器19

2.3.1 压阻效应20

2.3.2 压阻式传感器的应用20

本章小结21

思考题与习题22

第3章 位移传感器23

3.1 自感式位移传感器23

3.1.1 自感式位移传感器的工作原理和种类23

3.1.2 测量转换电路26

3.2 差动变压器27

3.2.1 差动变压器的工作原理28

3.2.2 差动变压器的主要特性28

3.2.3 差动变压器的测量电路29

3.3 电容式位移传感器29

3.3.1 电容式位移传感器的工作原理30

3.3.2 电容式位移传感器的分类30

3.4 光纤式位移传感器31

3.4.1 光导纤维32

3.4.2 光导纤维的类型33

3.4.3 光纤式位移传感器的工作原理和特点34

本章小结34

思考题与习题35

第4章 转速传感器36

4.1 霍尔式传感器36

4.1.1 霍尔式传感器的工作原理36

4.1.2 霍尔式传感器的应用38

4.1.3 霍尔转速表38

4.2 光电式传感器38

4.2.1 光电效应38

4.2.2 光电管和光电倍增管39

4.2.3 光敏电阻41

4.2.4 光敏二极管和光敏三极管41

4.2.5 光电式转速传感器42

4.3 电涡流式传感器43

4.3.1 电涡流式传感器的外形和结构43

4.3.2 电涡流式传感器的工作原理44

4.3.3 电涡流式传感器的测量电路45

4.3.4 电涡流式转速传感器46

4.4 磁电式传感器47

4.4.1 磁电式传感器的工作原理47

4.4.2 磁电式传感器的基本结构48

4.4.3 磁电式转速传感器48

本章小结49

思考题与习题50

第5章 温度传感器51

5.1 热电偶温度传感器51

5.1.1 热电偶的工作原理51

5.1.2 热电偶的基本定律53

5.1.3 热电偶的种类与结构54

5.1.4 热电偶的组成材料及分度表55

5.1.5 热电偶的冷端处理与温度补偿55

5.1.6 热电偶的应用57

5.2 热电阻温度传感器58

5.2.1 金属热电阻温度传感器58

5.2.2 半导体热敏电阻传感器59

5.2.3 热电阻温度传感器的应用60

本章小结61

思考题与习题62

第6章 环境量传感器64

6.1 气敏传感器64

6.1.1 气敏传感器的工作原理65

6.1.2 电阻型气敏元件66

6.1.3 气敏传感器的应用66

6.2 湿敏传感器68

6.2.1 半导体陶瓷湿敏传感器68

6.2.2 氯化锂湿敏传感器69

6.2.3 湿敏传感器的应用70

本章小结70

思考题与习题70

第7章 其他类型传感器71

7.1 超声波传感器71

7.2 核辐射传感器72

7.2.1 同位素73

7.2.2 核辐射73

7.2.3 核辐射与物质间的相互作用73

7.3 感应同步器74

7.3.1 感应同步器的结构75

7.3.2 感应同步器的工作原理75

7.4 光栅77

7.4.1 光栅莫尔现象77

7.4.2 透射式光栅77

7.5 光电编码器78

7.5.1 绝对编码器79

7.5.2 增量编码器79

7.6 新型传感器80

7.6.1 机器人仿生传感器80

7.6.2 陀螺仪81

7.6.3 无线传感器81

7.6.4 频率传感器82

7.6.5 生物传感器82

7.6.6 微波传感器83

7.6.7 离子传感器83

本章小结83

思考题与习题83

第8章 检测技术基础知识85

8.1 测量方法及检测系统的组成85

8.1.1 测量方法85

8.1.2 检测系统的组成87

8.2 测量误差88

8.2.1 测量误差的表示方法88

8.2.2 测量误差的分类89

8.2.3 误差的处理及消除方法90

本章小结91

思考题与习题92

第9章 传感器信号检测电路93

9.1 等效电路及放大电路93

9.1.1 信号源及其等效电路93

9.1.2 集成运算放大器94

9.2 测量电桥94

9.3 高输入阻抗放大器95

9.4 A/D转换器95

9.4.1 A/D转换器的工作原理及分类96

9.4.2 A/D转换器的性能指标98

9.4.3 A/D转换器在电子秤上的应用99

9.5 噪声及抗干扰技术99

9.5.1 噪声的基本知识99

9.5.2 热噪声计算100

9.5.3 干扰技术101

本章小结103

思考题与习题103

第10章 传感器的接线与标定105

10.1 传感器硬件接线105

10.2 传感器与PLC的接线106

10.2.1 单端共点数字量输入方式106

10.2.2 有源二、三线制传感器的接法107

10.3 几种传感器的接线108

10.4 传感器的标定与校准111

10.4.1 标定基础知识111

10.4.2 标定与校准的方法112

10.4.3 标定举例113

本章小结114

思考题与习题114

附录Ⅰ CSY传感器实验仪简介116

一、CSY传感器实验仪的组成116

二、主要技术参数、性能及说明116

附录Ⅱ 传感器实验120

附录Ⅲ CSY传感器实验仪数据采集卡操作说明134

附录Ⅳ 热电偶分度表135

参考文献144