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第0章 绪论1

0.1 传感器技术的由来、现状与发展1

0.2 传感技术的基本概念2

0.3 课程性质及主要任务2

第1章 传感器简论3

1.1 传感器的基本概念3

1.2 传感器的组成与分类3

1.2.1 传感器的组成3

1.2.2 传感器的分类4

1.3 传感器的基本特性5

1.3.1 传感器的静态特性5

1.3.2 传感器的动态特性7

习题8

第2章 传感器测量电路9

2.1 传感器测量电路的作用9

2.1.1 测量电路的基本概念及要求9

2.1.2 测量电路的作用9

2.1.3 测量电路的要求10

2.2 传感器测量电路的类型及组成10

2.2.1 模拟电路10

2.2.2 开关型测量电路11

2.2.3 数字式测量电路11

2.3 噪声与抗干扰技术13

2.3.1 噪声源14

2.3.2 耦合通道14

2.3.3 抗干扰技术15

习题17

第3章 电阻式传感器18

3.1 电阻应变片式传感器18

3.1.1 应变效应18

3.1.2 应变片的结构类型与主要参数18

3.1.3 应变片的粘贴20

3.1.4 测量转换电路21

3.1.5 温度误差及补偿22

3.1.6 电阻应变片式传感器的集成与应用23

3.2 气敏电阻传感器26

3.2.1 基本概念26

3.2.2 工作原理26

3.2.3 结构特性26

3.2.4 气敏传感器的应用27

3.3 湿敏电阻传感器29

3.3.1 基本概念29

3.3.2 工作原理29

3.3.3 结构特性29

3.3.4 测量电路与应用30

3.4 热电阻式传感器31

3.4.1 基本概念31

3.4.2 工作原理32

3.4.3 热电阻的主要参数与特性34

3.4.4 热电阻传感器的应用35

3.5 热敏电阻35

3.5.1 基本概念35

3.5.2 工作原理35

3.5.3 热敏电阻的主要特性与技术参数36

3.5.4 热敏电阻的应用37

习题38

第4章 电容式传感器39

4.1 电容式传感器的工作原理及结构形式39

4.1.1 变面积型电容式传感器39

4.1.2 变极距型电容式传感器40

4.1.3 变介电常数型电容式传感器41

4.2 电容式传感器测量转换电路42

4.2.1 交流电桥电路42

4.2.2 调频电路42

4.2.3 脉冲宽度调制电路43

4.3 电容式传感器的应用44

4.3.1 压力测量44

4.3.2 电容测厚仪44

4.3.3 电容式料位传感器45

4.3.4 电容式接近开关45

习题46

第5章 电感式传感器47

5.1 自感式传感器47

5.1.1 变间隙式电感传感器47

5.1.2 变截面积式电感传感器47

5.1.3 螺线管式电感传感器48

5.1.4 差分式电感传感器48

5.1.5 测量转换电路49

5.2 差分变压器式传感器50

5.2.1 工作原理50

5.2.2 测量转换电路50

5.3 电感式传感器的应用52

5.3.1 位移测量52

5.3.2 力和压力的测量52

5.3.3 液位测量53

习题53

第6章 压电式传感器54

6.1 压电式传感器的工作原理54

6.1.1 压电效应54

6.1.2 压电材料56

6.2 压电式传感器的测量转换电路58

6.2.1 压电式传感器的等效电路58

6.2.2 压电式传感器的测量电路59

6.2.3 压电传感器的串联与并联60

6.3 压电式传感器的结构与应用61

6.3.1 压电式力传感器61

6.3.2 压电式加速度传感器62

习题63

第7章 霍耳式传感器64

7.1 霍耳元件的基本工作原理64

7.1.1 霍耳效应64

7.1.2 霍耳元件的基本结构和特性参数65

7.1.3 基本误差及其补偿67

7.1.4 霍耳元件的应用电路69

7.2 霍耳集成电路70

7.2.1 霍耳线性集成器件70

7.2.2 霍耳开关集成器件72

7.3 霍耳传感器的应用72

7.3.1 霍耳式位移传感器73

7.3.2 霍耳电流传感器73

7.3.3 霍耳功率传感器73

7.3.4 霍耳转速传感器74

7.3.5 霍耳式无触点汽车电子点火装置75

习题76

第8章 热电偶传感器77

8.1 热电效应及测温原理77

8.1.1 接触电势77

8.1.2 温差电势78

8.1.3 总电势79

8.2 热电偶的基本定律79

8.2.1 均质导体定律79

8.2.2 中间温度定律79

8.2.3 中间导体定律80

8.3 热电极的材料及热电偶的类型结构80

8.3.1 热电极材料80

8.3.2 热电偶类型80

8.4 热电偶的冷端温度补偿83

8.4.1 补偿导线法83

8.4.2 0℃恒温器84

8.4.3 冷端温度校正法84

8.5 热电偶的实用测温电路86

8.5.1 测量某点温度的基本电路86

8.5.2 温差测量线路87

8.5.3 热电偶串联测量线路87

8.5.4 热电偶并联测量线路88

8.5.5 热电偶炉温测量系统88

习题89

第9章 光电式传感器90

9.1 光电效应90

9.1.1 外光电效应90

9.1.2 内光电效应91

9.2 光电器件92

9.2.1 光电管92

9.2.2 光电倍增管及其基本特性93

9.2.3 光敏电阻94

9.2.4 光敏二极管96

9.2.5 光敏三极管98

9.2.6 光敏晶闸管100

9.2.7 光电池101

9.3 光电式传感器的应用104

9.3.1 光电式浊度仪104

9.3.2 光电式转速表105

9.3.3 路灯光电控制器106

9.3.4 火焰探测报警器107

9.3.5 光电式带材跑偏检测装置107

习题108

第10章 数字式传感器109

10.1 光栅式传感器109

10.1.1 光栅的结构和类型109

10.1.2 光栅的基本工作原理110

10.2 光电编码器114

10.2.1 增量式光电编码器115

10.2.2 绝对式光电编码器116

10.2.3 光电编码器的应用118

10.3 磁栅式传感器119

10.3.1 磁栅的组成及类型119

10.3.2 磁栅传感器的工作原理120

10.3.3 磁栅式传感器的应用123

10.4 感应同步器124

10.4.1 感应同步器的结构和类型124

10.4.2 感应同步器的工作原理125

10.4.3 感应同步器在数控机床闭环系统中的应用127

习题128

第11章 新型传感器129

11.1 集成温度传感器及应用129

11.1.1 集成温度传感器的测温原理129

11.1.2 集成温度传感器的类型130

11.2 磁敏传感器137

11.2.1 磁敏电阻137

11.2.2 磁敏二极管140

11.2.3 磁敏三极管142

11.2.4 磁敏式传感器的应用143

11.3 光纤传感器144

11.3.1 光纤的结构144

11.3.2 光纤传感器的原理及分类144

11.3.3 光纤传感器的特点144

11.3.4 光纤传感器的应用举例145

11.4 传感器在机器人中的应用146

11.4.1 机器人传感器的分类146

11.4.2 触觉传感器147

习题151

第12章 传感器实验152

12.1 电阻式传感器152

12.2 电容式传感器154

12.3 电感式传感器155

12.4 电涡流式传感器157

12.5 压电式传感器158

12.5.1 压电式传感器的动态响应158

12.5.2 压电传感器的引线电容对电压放大器的影响159

12.6 霍耳式传感器160

12.7 热电偶传感器162

12.8 光电式传感器164

12.9 数字式传感器166

附录 实验仪使用说明168

参考文献172