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第1章 绪论1

1．1传感器概述及分类1

1．1．1传感器概述1

1．1．2传感器分类2

1．2传感器常用名词及术语4

1．3信号调理电路在检测技术中的作用及要求5

1．3．1信号调理电路的作用5

1．3．2信号调理电路设计的要求6

1．4传感器与信号调理技术的发展趋势9

思考与练习题12

第2章 电阻式传感器13

2．1电位器式电阻传感器13

2．1．1基本工作原理13

2．1．2输出—输入特性14

2．1．3结构形式14

2．2应变式电阻传感器16

2．2．1应变式电阻传感器的工作原理16

2．2．2电阻应变片的基本结构17

2．2．3电阻应变片的种类18

2．2．4应变片的选择与安装20

2．2．5温度误差及其补偿20

2．2．6电阻应变片测量电路22

2．3电阻式传感器的应用23

2．3．1电位器式压力传感器23

2．3．2应变式测力与荷重传感器23

2．3．3应变式压力传感器24

2．3．4电阻应变片在轧制力检测中的应用25

2．3．5应变传感器对加速度的测量25

思考与练习题26

第3章 电容、电感式传感器28

3．1电容式传感器的工作原理及结构28

3．1．1电容式传感器的工作原理28

3．1．2电容式传感器的类型及特性29

3．1．3电容式传感器的输出特性31

3．1．4电容式传感器的等效电路33

3．2电容式传感器测量电路33

3．2．1普通交流电桥测量电路33

3．2．2变压器电桥测量电路34

3．2．3二极管双T型交流电桥35

3．2．4运算放大器式测量电路36

3．2．5脉冲调制电路36

3．2．6谐振式测量电路38

3．2．7调频电路38

3．3电容式传感器的应用39

3．3．1电容式压力传感器39

3．3．2电容式加速度传感器40

3．3．3电容式液位传感器40

3．3．4电容式荷重传感器41

3．3．5电容式测厚仪41

3．4电感式传感器的结构与工作原理42

3．4．1自感式电感传感器的结构与工作原理42

3．4．2互感式电感传感器47

3．4．3电涡流式传感器53

3．5电感式传感器的应用58

3．5．1位移测量58

3．5．2力和压力的测量58

3．5．3振动和加速度的测量59

3．5．4液位测量59

3．5．5电涡流传感器的应用60

思考与练习题61

第4章 热电式传感器63

4．1热电偶传感器63

4．1．1热电偶工作原理64

4．1．2热电偶的基本定律65

4．1．3热电偶的材料、结构及种类68

4．1．4 热电偶补偿导线的选用78

4．1．5热电偶的冷端温度补偿79

4．1．6多个热电偶的连接使用81

4．1．7热电偶测量电路82

4．2热电阻式温度传感器85

4．2．1金属热电阻传感器86

4．2．2半导体热敏电阻94

4．3 PN结型测温传感器98

4．3．1温敏二极管传感器99

4．3．2温敏三极管传感器101

4．3．3集成电路温度传感器103

思考与练习题109

第5章 光电式传感器110

5．1光电效应110

5．1．1外光电效应110

5．1．2内光电效应111

5．2外光电效应器件113

5．2．1光电管及其特性113

5．2．2光电倍增管及其特性115

5．3内光电效应器件116

5．3．1光敏电阻117

5．3．2光电池120

5．3．3光电二极管和光电三极管123

5．4新型光电传感器件127

5．4．1 PIN型硅光电二极管127

5．4．2雪崩式光电二极管（APD）128

5．4．3半导体色敏传感器128

5．4．4光电闸流晶体管130

5．4．5达林顿光电三极管131

5．4．6光电耦合器件131

5．4．7集成光电传感器132

5．4．8光导摄像管133

5．4．9 CCD图像传感器133

5．5光电式传感器应用实例136

5．5．1光电二极管应用实例136

5．5．2光电三极管应用实例137

5．5．3光电池应用实例138

5．5．4光敏电阻应用实例139

5．5．5光电式输液量监测系统140

思考与练习题143

第6章 其他传感器144

6．1压电式传感器144

6．1．1压电式传感器的工作原理144

6．1．2压电材料及压电元件的结构147

6．1．3压电式传感器的测量电路150

6．1．4压电式传感器的应用151

6．2磁电式传感器152

6．2．1磁电式传感器测量原理153

6．2．2磁电式传感器的结构和应用153

6．3霍尔传感器156

6．3．1霍尔传感器的工作原理156

6．3．2霍尔元件的结构159

6．3．3霍尔传感器测量电路160

6．3．4霍尔传感器的应用162

6．3．5霍尔集成传感器及应用166

6．4气敏传感器168

6．4．1概述168

6．4．2电阻型半导体气敏传感器169

6．4．3非电阻型半导体气敏传感器174

6．4．4气敏传感器的应用175

6．5湿敏传感器177

6．5．1概述177

6．5．2水分子亲和力型湿敏传感器178

6．5．3非水分子亲和力型湿敏传感器182

6．5．4湿敏传感器的应用182

6．6超声波传感器183

6．6．1超声波的产生184

6．6．2超声波的接收186

6．6．3超声波的传播特性186

6．6．4超声波传感器的结构188

6．6．5超声波传感器的应用189

6．7红外传感器195

6．7．1红外辐射的产生及其特性195

6．7．2红外辐射的基本定律196

6．7．3红外探测器（传感器）197

6．7．4红外传感器的应用198

6．8光纤传感器202

6．8．1光纤结构与传光原理203

6．8．2光纤传感器的结构及工作原理203

6．8．3光纤传感器的特点与应用213

思考与练习题214

第7章 信号放大技术216

7．1基本放大电路216

7．1．1运算放大器及其特性216

7．1．2 T型放大器218

7．1．3电桥放大器219

7．1．4高输入阻抗放大电路221

7．2测量放大器222

7．2．1测量放大器的工作原理223

7．2．2共模抑制比224

7．2．3测量放大器应用举例225

7．3可编程增益放大器226

7．4低漂移放大器227

7．4．1斩波稳零低漂移放大电路227

7．4．2自动稳零放大电路229

7．4．3低漂移集成放大器230

7．5隔离放大器232

7．5．1 隔离放大器的基本原理232

7．5．2通用隔离放大电路233

7．6电荷放大器235

思考与练习题236

第8章 信号滤波技术238

8．1滤波器的基本知识238

8．1．1滤波器的类型238

8．1．2模拟滤波器的传递函数与特性240

8．1．3二阶滤波器及其特性242

8．1．4滤波器特性的逼近以及阻尼系数对滤波器特性的影响247

8．2 RC有源滤波器电路综合250

8．2．1有限增益放大源的单端反馈型有源滤波电路251

8．2．2无限增益多路反馈型滤波电路254

8．2．3双二阶环滤波电路257

8．2．4 RC有源滤波器的设计259

思考与练习题262

第9章 信号转换技术264

9．1电桥电路在信号转换技术中的应用264

9．1．1直流电阻桥及其ΔR／ΔU的转换原理264

9．1．2交流阻抗电桥270

9．2电量转换技术270

9．2．1 R／U转换技术270

9．2．2 C／U及C／T转换技术271

9．2．3 L／U及L／T转换技术273

9．2．4 I／U及U／I转换2

9．2．5 U／F和F／U转换278

9．3电压转换技术287

9．3．1 AC／DC转换技术287

9．3．2 DC／AC转换技术289

9．4信号的非线性补偿技术290

9．4．1开环补偿法290

9．4．2闭环补偿法291

9．4．3差动补偿法292

9．4．4分段补偿法292

9．4．5微机软件的非线性补偿技术293

思考与练习题296

第10章 抗干扰技术297

10．1 干扰的来源及干扰的耦合方式297

10．1．1干扰的来源297

10．1．2干扰的耦合方式及传输途径298

10．2差模干扰和共模干扰302

10．2．1差模干扰302

10．2．2共模干扰302

10．2．3共模干扰抑制比303

10．3干扰抑制技术304

10．3．1屏蔽技术304

10．3．2接地技术306

10．3．3浮空技术310

10．3．4隔离技术310

10．3．5布线技术311

思考与练习题313

参考文献314