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第1章 概述1

1.1 现代电子信息系统的基本组成1

1.2 传感器技术的发展2

1.2.1 通过不同途径改善传感器的技术性能2

1.2.2 传感器技术的发展新动向3

1.3 传感器的基本概念6

1.4 传感器的分类和命名法8

1.4.1 传感器的分类8

1.4.2 传感器的命名法10

第2章 传感器的基本特性12

2.1 传感器的静态特性及指标12

2.1.1 传感器的静态特性12

2.1.2 传感器的静态性能指标13

2.2 传感器的动态特性及指标18

2.2.1 线性传感器的传递函数18

2.2.2 传感器的动态性能指标19

2.3 不失真测试条件23

2.4 传感器对典型激励的响应函数24

2.4.1 单位脉冲输入下传感器的响应函数24

2.4.2 单位阶跃输入下传感器的响应函数25

2.4.3 单位斜坡输入下传感器的响应函数26

2.4.4 传感器对任意输入的响应27

2.5 传感器的标定与校准28

第3章 电阻式传感器及应用30

3.1 滑动触点式变阻器30

3.2 电阻应变传感器33

3.2.1 应变电阻效应33

3.2.2 金属电阻应变传感器34

3.2.3 半导体应变传感器36

3.2.4 电阻应变传感器的应用37

3.2.5 电阻应变传感器的测量电路及补偿40

3.3 电阻式温度传感器44

3.3.1 电阻式温度计44

3.3.2 热敏电阻48

3.4 气敏电阻52

3.4.1 材料和结构52

3.4.2 工作原理53

3.4.3 气敏传感器的应用53

3.5 湿敏电阻59

3.5.1 氯化锂湿敏电阻59

3.5.2 半导瓷湿敏电阻60

3.5.3 高分子膜湿敏电阻61

3.5.4 湿度传感器的应用61

3.6 电阻式传感器的应用63

3.6.1 分压电路63

3.6.2 电阻／电流转换电路64

3.6.3 电阻／频率转换电路64

第4章 电感式传感器及应用66

4.1 自感式传感器66

4.1.1 结构及工作原理66

4.1.2 等效电路69

4.1.3 接口电路69

4.2 互感式传感器72

4.2.1 工作原理与类型72

4.2.2 测量电路76

4.3 电涡流式传感器79

4.3.1 工作原理79

4.3.2 测量电路81

4.4 磁弹性测力传感器82

4.5 压磁式互感传感器83

4.6 电感式传感器的应用84

第5章 电容式传感器及应用93

5.1 基本原理与结构类型93

5.1.1 基本原理93

5.1.2 结构类型93

5.2 电容式传感器的等效电路98

5.3 接口电路98

5.3.1 运算放大器式电路98

5.3.2 交流电桥99

5.3.3 二极管电桥100

5.3.4 脉冲宽度调制电路102

5.3.5 调频电路104

5.4 电容式传感器的应用105

5.5 电容式触摸屏113

5.5.1 触摸屏简介113

5.5.2 电容式触摸屏概述113

第6章 压电式传感器及应用115

6.1 压电效应115

6.2 压电材料117

6.3 压电式传感器的等效电路121

6.4 压电式传感器的接口电路122

6.4.1 电压放大器123

6.4.2 电荷放大器123

6.5 压电式传感器的应用125

第7章 磁电及磁敏式传感器及应用134

7.1 动圈式传感器134

7.2 磁阻式传感器137

7.3 涡流-磁电式相对加速度传感器138

7.4 磁电式传感器的接口电路139

7.5 磁电式传感器的灵敏度K139

7.5.1 线圈电阻与负载电阻的匹配问题140

7.5.2 线圈的发热问题140

7.5.3 温度影响问题140

7.6 磁敏式传感器141

7.6.1 磁敏电阻141

7.6.2 磁敏二极管142

7.6.3 磁敏三极管145

7.6.4 霍尔传感器147

7.7 磁电式传感器的应用152

7.8 磁敏式传感器的应用153

第8章 热电偶传感器及应用162

8.1 热电效应162

8.2 热电偶的基本定律163

8.2.1 中间温度定律163

8.2.2 中间导体定律163

8.2.3 标准电极定律164

8.2.4 均质导体定律164

8.3 热电偶类型和热电偶材料165

8.4 热电偶的结构形式167

8.4.1 普通型热电偶167

8.4.2 铠装热电偶168

8.4.3 薄膜热电偶169

8.5 热电偶的误差及补偿措施169

8.5.1 热电偶的冷端误差及其补偿169

8.5.2 热电偶的动态误差及时间常数172

8.5.3 热电偶测温线路173

第9章 超声波传感器及应用174

9.1 超声波及其物理性质174

9.2 超声波传感器176

9.2.1 以固体为传导介质的超声波探头176

9.2.2 以空气为传导介质的超声波探头178

9.2.3 耦合剂179

9.2.4 超声波传感器的主要性能指标179

9.3 超声波传感器的发射／接收电路179

9.3.1 超声波传感器的发射电路179

9.3.2 超声波传感器的接收电路181

9.4 集成超声波传感器182

9.5 超声波传感器的应用183

9.5.1 应用注意事项183

9.5.2 超声波测厚184

9.5.3 超声波测量液位和物位184

9.5.4 超声防盗报警器185

9.5.5 超声探伤186

9.5.6 超声测距仪188

第10章 光电式传感器及应用195

10.1 光电效应195

10.1.1 外光电效应195

10.1.2 内光电效应196

10.1.3 光生伏特效应196

10.2 光电器件197

10.2.1 光敏电阻197

10.2.2 光敏晶体管200

10.2.3 光电管205

10.2.4 光电倍增管206

10.2.5 光电池208

10.2.6 光电耦合器件211

10.3 光源及光学元件213

10.4 光电传感器的应用214

10.4.1 基本应用电路214

10.4.2 模拟式光电传感器的应用216

10.4.3 脉冲式光电传感器的应用220

10.4.4 光电池的应用223

第11章 新型传感器225

11.1 固态图像传感器及应用225

11.1.1 结构及工作原理225

11.1.2 线阵列固态图像传感器227

11.1.3 面阵列固态图像传感器228

11.1.4 固态图像传感器的应用228

11.1.5 CMOS图像传感器232

11.2 红外传感器及应用234

11.2.1 红外线及其特性234

11.2.2 红外探测器236

11.2.3 热释电探测器237

11.2.4 红外传感器的应用238

11.3 光纤传感器245

11.3.1 光导纤维的结构和传光原理245

11.3.2 光纤传感器的基本原理和类型248

11.3.3 光纤传感器的应用250

11.4 数字式传感器及应用254

11.4.1 编码器254

11.4.2 频率式传感器257

11.4.3 光栅传感器261

11.5 微型传感器及应用267

11.5.1 微型传感器概述267

11.5.2 电容式微型传感器及应用267

11.5.3 电感式微型传感器及应用270

11.5.4 热敏电阻式微型传感器及应用271

11.5.5 压阻式微型传感器及应用272

11.6 集成智能传感器及应用273

11.6.1 集成智能传感器概述273

11.6.2 智能传感器的功能276

11.6.3 智能传感器的应用277

第12章 传感器的综合应用284

12.1 数字式压力测量仪284

12.1.1 压力传感器的基本结构和特性284

12.1.2 温度补偿284

12.1.3 传感器放大电路285

12.1.4 A/D转换器286

12.1.5 电路装调及压力连接286

12.1.6 校准286

12.2 近红外光谱品质检测系统的设计287

12.2.1 近红外光谱品质检测原理287

12.2.2 近红外光谱品质检测系统的具体设计287

12.2.3 近红外光谱品质检测实例分析290

12.3 智能温度测量装置290

12.3.1 单线总线技术与DS18B20温度传感器290

12.3.2 DS18B20数字温度计300

12.3.3 由DS18B20构成的智能温度测量装置308

12.4 传感器在现代汽车中的应用310

12.4.1 概述310

12.4.2 汽车传感器的分类312

12.4.3 传感器在汽车发动机控制系统中的应用313

12.4.4 传感器在汽车底盘电子控制系统中的应用317

12.4.5 传感器在车身上的应用319

12.4.6 传感器在汽车导航系统中的应用322

参考文献323