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第1章 概述1

1.1传感器的作用及其在水声工程中的地位1

1.2传感器的定义与组成3

1.3传感器的分类4

1.4现代传感器的发展动向6

1.4.1声学量传感器7

1.4.2力学量传感器8

1.4.3光学量传感器9

1.5传感器的技术动向10

1.5.1集成化与智能化10

1.5.2微机械化和系统化10

1.5.3多样化11

1.5.4扩大应用领域11

思考题与习题12

第2章 传感器的特性13

2.1传感器静态特性的一般知识14

2.1.1静态特性的表示方法14

2.1.2静态特性的求法16

2.2传感器的主要静态特性指标17

2.2.1测量范围和量程17

2.2.2分辨力和阈值17

2.2.3灵敏度18

2.2.4迟滞19

2.2.5重复性19

2.2.6线性度20

2.2.7重复性23

2.2.8零漂及温漂23

2.3传感器的动态特性25

2.3.1动态特性的一般数学模型25

2.3.2传递函数和传感器的频率特性28

2.3.3传感器的动态响应及其动态特性指标32

思考题与习题35

第3章 声学传感器的基本理论36

3.1声学基本量37

3.2声学传感器42

3.2.1电动式话筒42

3.2.2电容式话筒42

3.2.3驻极体式话筒44

3.2.4压电式声传感器45

3.2.5振动传感器45

第4章 传感器的材料及基本弹性敏感元件47

4.1传感器的材料47

4.1.1电学功能材料47

4.1.2磁学功能材料48

4.1.3光学功能材料48

4.1.4热功能材料49

4.1.5特殊功能材料50

4.2基本弹性敏感元件50

4.2.1弹性敏感元件的基本特性50

4.2.2弹性敏感元件的材料55

4.2.3弹性敏感元件的形式及其力学特性56

4.2.4常用弹性元件的设计与计算60

第5章 水下声矢量传感器87

5.1水下声矢量传感器的工作原理87

5.2声矢量传感器89

5.3矢量水听器的基本参数91

5.4声接收器的分类94

5.5水下复合式矢量水听器95

5.5.1压差式矢量水听器97

5.5.2复合式同振型矢量水听器101

5.6水下声矢量测量系统105

第6章 电阻式传感器109

6.1电阻应变式传感器的基本原理109

6.1.1电阻应变效应109

6.1.2结构与分类111

6.2工作特性和主要参数112

6.2.1工作状态和灵敏系数112

6.2.2横向效应和横向效应系数113

6.2.3应变极限114

6.2.4零漂和蠕变114

6.2.5机械滞后115

6.2.6动态特性116

6.3温度误差及其补偿117

6.3.1温度误差117

6.3.2温度补偿119

6.4测量电路121

6.4.1电桥的主要特性121

6.4.2单臂工作电桥的非线性误差及差动电桥122

6.4.3应变片的串联与并联式接线法123

6.5电阻应变式传感器124

6.5.1电阻应变式力传感器124

6.5.2电阻应变式压力传感器132

6.5.3电阻应变式加速度传感器136

6.6半导体应变片及压阻传感器137

6.6.1压阻效应及半导体应变片137

6.6.2压阻式压力传感器138

6.6.3压阻式加速度传感器141

第7章 压电式传感器143

7.1压电效应143

7.2压电元件常用的结构形式145

7.3测量电路146

7.4压电式加速度传感器150

7.4.1压电材料及其等效电路150

7.4.2一维压电加速度传感器的结构151

7.4.3压电加速度传感器的工作原理151

7.4.4加速度传感器的频率特性152

7.5三维加速度传感器的工作原理153

7.6加速度传感器参量与声学物理量的关系155

思考题与习题156

第8章 电容式传感器157

8.1电容式传感器的工作原理157

8.2电容式传感器的结构形式160

8.2.1变间隙式敏感元件160

8.2.2变面积电容式敏感元件161

8.2.3变介电常数电容式敏感元件162

8.2.4电容式敏感元件的等效电路163

8.2.5 差动电容式传感器163

8.3硅微电容式加速度传感器的结构形式164

思考题与习题166

第9章 电感应式传感器167

9.1变磁阻式传感器167

9.1.1变气隙式自感传感器168

9.1.2变面积式自感传感器170

9.1.3螺管式自感传感器171

9.2互感式传感器173

9.2.1结构与类型173

9.2.2工作原理174

9.3电涡流式传感器176

9.3.1工作原理176

9.3.2结构类型及线圈参数对性能的影响178

第10章 超声波传感器182

10.1超声波及其物理性质182

10.1.1声波的波形及其转换182

10.1.2超声波的反射与折射183

10.1.3超声波传播过程中的衰减183

10.2超声波传感器184

10.2.1厚度振动换能器184

10.2.2圆柱形压电换能器185

10.2.3复合棒压电换能器186

10.2.4压电陶瓷双叠片弯曲振动换能器187

10.3超声波传感器应用举例188

思考题与习题192

参考文献193