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第1章 传感器的基本知识 1

1．1 传感器的定义 1

1．2 传感器的分类 2

1．3 传感器的组成 3

1．4 传感器的基本特性 4

1．4．1 传感器的静态特性 4

1．4．2 传感器的动态特性 8

1．5 传感器的发展趋势 14

本章习题 16

第2章 电阻式传感器 17

2．1 电阻应变式传感器 17

2．1．1 金属电阻应变效应 17

2．1．2 应变片的基本结构和测量原理 19

2．2 应变片的静态特性 20

2．3 应变片的动态特性 23

2．3．1 应变波的传播过程 23

2．3．2 应变片工作频率范围的估算 24

2．4 测量电路 25

2．4．1 直流电桥 25

2．4．2 交流电桥 27

2．4．3 差动电桥 29

2．5 应变片的温度效应和补偿 31

2．5．1 温度误差 31

2．5．2 温度误差补偿方法 32

2．6 应变片的选用与粘贴 34

2．6．1 应变片的类型 34

2．6．2 应变片的选用 37

2．6．3 应变片的粘贴 37

2．7 应变式传感器的种类 39

2．8 电阻应变式传感器的应用 40

本章习题 42

第3章 电容式传感器 43

3．1 电容式传感器的工作原理及类型 43

3．2 电容式传感器的主要性能及特点 48

3．2．1 电容式传感器的主要性能 48

3．2．2 电容式传感器的特点 49

3．2．3 电容式传感器的设计要点 50

3．3 电容式传感器的测量电路 53

3．3．1 变压器电桥 53

3．3．2 双T二极管交流电桥电路 54

3．3．3 差动脉冲宽度调制电路 55

3．3．4 运算放大器电路 56

3．3．5 调频电路 56

3．4 电容式传感器的应用 57

本章习题 59

第4章 压电式传感器 60

4．1 压电效应 60

4．2 压电晶体 61

4．2．1 石英晶体的压电机理和压电常数 61

4．2．2 压电陶瓷 63

4．2．3 压电元件的基本变形和连接方式 64

4．2．4 PVDF压电薄膜 66

4．3 测量电路 67

4．3．1 压电式传感器等效电路 67

4．3．2 测量电路 67

4．4 压电式传感器的应用 70

本章习题 71

第5章 电感式传感器 72

5．1 自感式传感器 72

5．1．1 工作原理 72

5．1．2 变隙式自感传感器 73

5．1．3 变截面式自感传感器 75

5．1．4 螺线管式自感传感器 75

5．1．5 自感式传感器转换电路 76

5．1．6 自感式传感器的应用 79

5．2 差动变压器 79

5．2．1 工作原理 79

5．2．2 差动变压器式传感器转换电路 81

5．2．3 差动变压器式传感器的应用 82

5．3 零点残余电压 83

5．4 电涡流式传感器 84

5．4．1 工作原理 84

5．4．2 高频反射式电涡流传感器 86

5．4．3 低频透射式电涡流传感器 86

5．4．4 电涡流式传感器转换电路 87

5．4．5 电涡流式传感器的应用 88

5．5 压磁式传感器 90

5．5．1 压磁效应 90

5．5．2 压磁式传感器 90

本章习题 91

第6章 磁电式传感器 92

6．1 磁电感应式传感器 92

6．1．1 工作原理 92

6．1．2 相对运动式磁电感应传感器 92

6．1．3 磁阻式磁电感应传感器 93

6．1．4 磁电感应式传感器的应用 94

6．2 霍尔式传感器 96

6．2．1 霍尔效应 96

6．2．2 霍尔元件 97

6．2．3 霍尔元件的主要参数 98

6．2．4 霍尔元件的误差补偿 99

6．2．5 霍尔式传感器的应用 101

本章习题 102

第7章 热电式传感器 103

7．1 热电偶传感器 103

7．1．1 热电偶的工作原理 103

7．1．2 常用热电偶 106

7．1．3 热电偶温度补偿 107

7．2 热电阻传感器 109

7．2．1 热电阻材料与工作原理 109

7．2．2 常用热电阻 109

7．3 热敏电阻传感器 110

7．3．1 热敏电阻的结构形式 111

7．3．2 负温度系数热敏电阻的特性 111

7．4 集成温度传感器 112

7．4．1 集成温度传感器的原理 112

7．4．2 电流型集成温度传感器（AD590） 113

本章习题 115

第8章 光电式传感器 116

8．1 光电效应 116

8．1．1 外光电效应 116

8．1．2 内光电效应 117

8．2 光电器件 118

8．2．1 光电管及光电倍增管 118

8．2．2 光敏电阻 121

8．2．3 光电池 123

8．2．4 光电二极管和光电三极管 125

8．3 光源 127

8．3．1 热致发光光源 127

8．3．2 气体放电发光光源 128

8．3．3 固体发光光源 129

8．3．4 激光光源 130

8．4 光电式传感器的应用 131

8．5 CCD 传感器 133

8．5．1 电荷耦合器件 133

8．5．2 CCD传感器的应用 135

8．6 光栅传感器 136

8．6．1 光栅的结构 136

8．6．2 光栅的工作原理 137

8．6．3 光栅传感器的应用 137

8．7 光纤传感器 138

8．7．1 光纤及传光原理 138

8．7．2 光纤传感器的组成和分类 139

8．7．3 光纤传感器的调制原理 141

本章习题 147

第9章 波传感器 148

9．1 声传感器 148

9．1．1 声波的基本概念 148

9．1．2 声敏传感器 151

9．2 声表面波传感器 154

9．2．1 声表面波传感器的工作原理 155

9．2．2 声表面波传感器的应用 156

9．3 超声波传感器 158

9．3．1 超声波的基本特性 159

9．3．2 超声波传感器的工作原理 160

9．3．3 超声波传感器的应用 161

9．4 微波传感器 162

9．4．1 微波传感器的组成及工作原理 162

9．4．2 微波传感器的应用 164

本章习题 165

第10章 化学量传感器 166

10．1 气体传感器 166

10．1．1 半导体式气体传感器 166

10．1．2 其他气体传感器 172

10．1．3 气体传感器的应用 173

10．2 湿度传感器 174

10．2．1 湿度及其表示方法 175

10．2．2 湿度传感器的基本原理 175

10．2．3 湿度传感器的发展 176

10．2．4 电解质和陶瓷湿度传感器 177

10．2．5 高分子湿度传感器 179

10．2．6 湿度传感器的应用 182

10．3 离子传感器 183

10．3．1 离子选择性电极 183

10．3．2 离子敏感场效应管 189

本章习题 190

第11章 MEMS传感器 191

11．1 MEMS传感器及其特点 191

11．2 MEMS传感器加工技术 193

11．3 微传感器的应用 193

本章习题 199

第12章 无线传感器网络 200

12．1 传感器网络体系结构 200

12．1．1 传感器网络结构 200

12．1．2 传感器节点结构 201

12．1．3 传感器网络协议栈 201

12．2 传感器网络的特征 202

12．2．1 与现有无线网络的区别 202

12．2．2 传感器节点的限制 203

12．2．3 传感器网络的特点 204

12．3 传感器网络的应用 206

12．4 传感器网络的关键技术 208

12．5 物联网传感器 213

12．5．1 物联网的技术基础 214

12．5．2 物联网应用发展动向 216

参考文献 218