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1.1传感器的定义及分类1

1.1.1传感器的定义1

1.1.2传感器的分类1

第1章 传感器概述1

1.2传感器的作用与地位2

1.3传感器技术的发展动向2

1.3.1发现新现象2

1.3.2开发新材料3

1.3.3采用微细加工技术3

1.3.4传感器的智能化3

1.3.5仿生传感器3

第2章 传感器的特性及标定4

2.1传感器的静态特性4

2.1.1线性度4

2.1.4重复性8

2.1.2灵敏度8

2.1.3迟滞8

2.2传感器的动态特性9

2.2.1传感器动态特性的数学模型9

2.2.2算子符号法与传递函数10

2.2.3频率响应函数11

2.2.4动态响应特性11

2.3传感器的标定17

2.3.1传感器的静态特性标定17

2.3.2传感器的动态标定19

第3章 传感器中的弹性敏感元件设计25

3.1弹性敏感元件的基本特性25

3.1.1弹性特性25

3.1.3弹性后效26

3.1.4固有振动频率26

3.1.2弹性滞后26

3.2弹性敏感元件的材料27

3.3弹性敏感元件的特性参数计算27

3.3.1弹性圆柱27

3.3.2悬臂梁29

3.3.3扭转棒30

3.3.4平膜片31

3.3.5波纹管33

3.3.6薄壁圆筒34

3.3.7双端固定梁34

3.4有限单元法简介35

3.4.1弹性力学35

3.4.2边界条件35

3.4.3最小势能原理35

3.4.4有限单元法36

4.1.2磁—电转换功能37

4.1.1压—电转换功能37

第4章 敏感元件材料37

4.1敏感材料的转换功能37

4.1.3光—电转换功能38

4.1.4热—电转换38

4.2半导体敏感材料40

4.2.1影响半导体物理性能的外场效应40

4.2.2常用半导体敏感材料41

4.3陶瓷敏感材料41

4.3.1压电陶瓷41

4.3.2热释电陶瓷42

4.3.3半导体陶瓷42

4.4有机敏感材料43

4.4.1有机热敏器件43

4.4.2压电性和热释电性高分子材料44

4.5形状记忆合金45

4.6微细加工技术46

4.6.1各向异性腐蚀47

4.6.2氧化与掺杂47

4.6.3键合技术48

第5章 电阻应变式传感器49

5.1电阻应变片的工作原理（应变效应）49

5.2电阻应变片的结构、类型及参数50

5.2.1应变片的基本结构50

5.2.2电阻应变片的种类及特点51

5.2.3金属应变片的参数52

5.2.4应变片的粘贴技术54

5.3应变片的动态响应特性55

5.3.1应变波的传播过程55

5.3.2应变片的极限工作频率估算55

5.4.1直流电桥57

5.4测量电路57

5.4.2交流电桥60

5.5电阻应变式传感器的温度误差及其补偿61

5.5.1温度误差及其产生原因61

5.5.2温度补偿方法62

5.6应变式传感器的结构设计及应用64

5.6.1应变式压力传感器64

5.6.2应变式加速度传感器67

第6章 电容式传感器68

6.1电容式传感器68

6.1.1基本工作原理68

6.1.2电容式传感器的线性及灵敏度69

6.2电容式传感器的输出电路及等效电路74

6.2.1电容式传感器的等效电路74

6.2.2电容式传感器的输出电路75

6.3.2寄生电容的影响80

6.3影响电容传感器精度的因素及提高精度的措施80

6.3.1边缘效应的影响80

6.3.3温度的影响81

6.4电容式传感器的应用81

6.4.1电容式压力传感器81

6.4.2电容式加速度传感器82

6.4.3电容式荷重传感器82

6.4.4振动、位移测量仪82

6.4.5电容测厚传感器83

第7章 压电式传感器84

7.1压电式传感器的工作原理84

7.1.1压电效应84

7.1.2压电效应的物理解释87

7.2压电元件常用结构形式87

7.3.1等效电路88

7.3压电元件的等效电路及测量电路88

7.3.2测量电路89

7.4压电式加速度传感器93

7.4.1工作原理及特性93

7.4.2压电加速度传感器的典型结构96

7.4.3压电式加速度传感器的应用97

7.5压电式压力传感器98

7.5.1压电式压力传感器的原理及结构98

7.5.2压电式压力传感器的结构及应用99

第8章 电感式传感器101

8.1电感式传感器101

8.1.1电感式传感器的工作原理和等效电路101

8.1.2电感式传感器的结构类型及特性103

8.1.3电感传感器的测量电路105

8.2差动变压器式电感传感器108

8.2.2差动变压器式传感器的特性109

8.2.1工作原理109

8.3电涡流式传感器111

8.3.1电涡流式传感器的工作原理及特性111

8.3.2电涡流式传感器结构型式及特点112

8.3.3影响电涡流式传感器灵敏度的因素113

8.3.4测量电路114

8.4电感式传感器的应用115

第9章 压阻式传感器117

9.1压阻式传感器的工作原理117

9.2晶向的表示方法118

9.3压阻系数119

9.4影响压阻系数的因素120

9.5压阻式传感器的结构与设计121

9.5.1压阻式压力传感器121

9.5.2压阻式加速度传感器124

9.6压阻式传感器的测量电路及补偿125

9.6.1恒压源供电125

9.6.2恒流源供电125

9.6.3减小在扩散工艺中的温度影响126

9.7压阻式传感器的应用127

第10章 热电式传感器129

10.1热电偶129

10.1.1热电偶的工作原理129

10.1.2热电偶基本定律130

10.1.3常用热电偶131

10.2热电阻132

10.2.1铂电阻132

10.2.2铜电阻132

10.3.1导电机理133

10.3.2电阻与温度的关系133

10.3热敏电阻133

10.3.3耗散常数134

10.3.4热敏电阻的电流—电压特性134

10.3.5热敏电阻的应用134

10.4热释电型温度传感器135

10.5半导体集成温度传感器136

第11章 光电式传感器137

11.1光电式传感器的工作原理及基本组成137

11.2光电式传感器中的敏感元件138

11.2.1外光电效应型光电器件138

11.2.2内光电效应型光电器件141

11.3光电式传感器的类型及设计149

11.4光电式传感器的应用152

12.1电荷耦合图像传感器154

12.1.1CCD的基本工作原理154

第12章 固态图像传感器154

12.1.2线阵与面阵CCD图像传感器158

12.1.3CCD图像传感器的特性参数160

12.2其它类型的图像传感器163

12.2.1电荷注入器件（CID）163

12.2.2MOS型固体图像传感器件164

12.2.3电荷引发器件（CPD）165

12.2.4叠层型固体传感器件166

12.3固态图像传感器的应用166

第13章 固态磁敏传感器169

13.1固态磁敏传感器169

13.1.1霍耳元件170

13.1.2霍耳式传感器的应用175

13.2磁敏二极管和磁敏三极管177

13.2.1磁敏二极管的工作原理和主要特性177

13.2.2磁敏三极管工作原理和主要特性180

13.2.3磁敏二极管和磁敏三极管的应用181

14.1湿敏传感器183

14.1.1湿度概念183

第14章 化学传感器183

14.1.2陶瓷湿度传感器184

14.1.3MgCr2O4系湿敏传感器186

14.1.4ZnO-Cr2O3系湿度传感器187

14.1.5M系列氧化铝湿度传感器188

14.2气敏传感器189

14.2.1概述189

14.2.2固态电解质气敏传感器189

14.2.3电位式气敏传感器191

14.2.4氧化物半导体气敏传感器193

15.1核辐射传感器197

15.1.1核辐射检测的物理基础197

第15章 射线及微波检测传感器197

15.1.2核辐射传感器198

15.1.3核辐射检测技术的应用199

15.2超声检测201

15.2.1超声检测原理201

15.2.2压电式超声波换能器203

15.2.3超声波在检测技术中的应用204

15.3红外辐射传感器206

15.3.1红外辐射的基本知识206

15.3.2红外传感器的分类207

15.3.3红外传感器的应用208

15.4微波传感器211

15.4.1微波的基础知识211

15.4.2微波传感器212

15.4.3微波检测技术的应用212

16.1.1光导纤维及其传光原理215

16.1光导纤维215

第16章 光导纤维传感器215

16.1.2光导纤维的主要参数216

16.1.3光在普通光导纤维内的传输217

16.2光纤传感器218

16.2.1光纤传感器的光源218

16.2.2光纤传感器的光探测器219

16.2.3光纤传感器的分类219

16.3光纤传感器的应用220

16.3.1传光型光纤传感器220

16.3.2功能型光导纤维传感器226

第17章 传感器接口技术基础知识231

17.1检测信号的放大与变换231

17.1.1运算放大器232

17.1.2仪表放大器232

17.1.3程控测量放大器234

17.1.4信号变换器（电压—电流变换电路）235

17.2调制与解调238

17.2.1调幅与其解调239

17.2.2调频与其解调242

17.3滤波器246

17.3.1实际滤波器的基本参数246

17.3.2滤波器电路原理248

17.4多路模拟开关及采样保持器252

17.4.1多路模拟开关252

17.4.2采样保持电路253

17.5A/D、D/A转换技术256

17.5.1D/A转换器原理及技术指标256

17.5.2A/D转换器技术260

17.6传感器数据采集技术265

参考文献268