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第一章传感器技术基础 3

1-1传感器的基本概念 3

1．传感器的定义 3

2．传感器的物理定律 4

3．传感器的组成 5

4．传感器的分类 9

1-2传感器的静态数学模型及其基本特性指标 10

1．传感器的静态模型 11

2．传感器的静态特性指标 12

1．动态模型 17

1-3传感器的动态数学模型及其动态特性指标 17

2．传感器的动态特性指标 20

3．一阶系统的动态响应分析 23

1-4改善传感器性能的技术途径 25

1．结构、材料与参数的合理选择 25

2．差动技术 26

3．平均技术 28

4．稳定性处理 29

5．屏蔽、隔离和干扰抑制 29

6．零示法、微差法与闭环技术 31

8．集成化与智能化 33

7．补偿与校正 33

1．标定与校准的概念 34

1-5传感器的标定与校准 34

2．标定的基本方法 35

3．标定系统的组成 35

4．传感器的静态标定及设备 36

5．传感器的动态标定及设备 36

习题 36

2-1电位器式传感器 37

1．线绕电位器式传感器 37

第二章电阻式传感器 37

2．非线绕电位器式传感器 41

3．电位器式传感器的应用 43

2-2电阻应变计的原理及特性 44

1．电阻应变计的结构及原理 44

2．电阻应变计的特性 47

3．电阻应变计的分类 52

2-3测量电路及电阻应变仪 53

1．应变电桥 53

2．直流电桥及输出特性 54

3．交流电桥及其平衡 61

4．电阻应变仪 62

2-4电阻应变式传感器的应用 67

1．应变式传感器的特点 67

2．应变计的使用 68

习题 72

第三章电容式传感器 74

3-1电容式传感器的工作原理和结构 74

1．基本工作原理 74

2．变间隙型电容传感器 75

3．变面积型电容传感器 78

4．变介质型电容传感器 80

3-2电容式传感器的测量电路 82

1．调频电路 82

2．调幅电路 83

3．脉冲宽度调制电路 89

3-3电容式传感器的应用 91

1．等效电路 91

2．应用中存在的问题 92

3．应用举例 94

习题 96

1．结构和工作原理 98

第四章电感式传感器 98

4-1自感式传感器 98

2．变气隙式自感传感器 99

3．差动自感传感器 100

4．测量电路 101

4-2互感式传感器 103

1．结构与工作原理 103

2．等效电路 104

3．测量电路 106

1．基本原理 109

4-3电涡流式传感器 109

2．结构类型 110

3．测量电路 111

4-4电感式传感器的应用 113

习题 116

第五章压电式传感器 117

5-1压电效应和压电材料 117

1．压电效应 117

2．压电材料简介 118

3．石英晶体的压电特性 118

4．压电陶瓷的压电现象 119

5-2压电传感器的等效电路和测量电路 120

1．压电晶体的连接方式 120

2．压电传感器的等效电路 121

3．压电传感器的测量电路 122

5-3压电式传感器的应用 125

习题 127

第六章热电式传感器 128

6-1热电阻 128

1．热电阻材料的特点 128

2．常用热电阻 129

3．热电阻的测量电路 130

4．热电阻应用举例 131

6-2热敏电阻 132

1．热敏电阻的结构和特点 132

2．热敏电阻的温度特性 133

3．NTC热敏电阻输出特性的线性化处理 134

4．应用举例 135

6-3热电偶 136

1．热电效应 136

2．热电偶基本定律 138

3．热电偶的结构种类 139

4．热电偶实用测量电路 141

5．热电偶冷端补偿方法 142

6．应用举例 143

6-4 PN结型温度传感器 144

1．温敏二极管 144

2．温敏三极管 145

3．集成温度传感器 146

习题 147

1．霍尔效应 148

7-1霍尔传感器 148

第七章磁敏式传感器 148

2．霍尔元件的主要技术参数 150

3．霍尔元件的连接方式和输出电路 150

4．霍尔元件的测量误差和补偿方法 152

5．霍尔传感器的应用 153

7-2磁敏电阻器 154

1．磁阻效应 155

2．磁敏电阻的结构及特性 155

7-3磁敏二极管和磁敏三极管 156

1．磁敏二极管的结构和工作原理 156

2．磁敏三极管的结构和工作原理 158

习题 159

第八章光电式传感器 160

8-1光电效应 160

1．外光电效应 160

2．内光电效应 161

8-2外光电效应的光电器件 162

1．光电管及其基本特性 162

2．光电倍增管及其基本特性 164

1．光敏电阻 165

8-3内光电效应器件 165

2．光电池 167

3．光敏二极管和光敏三极管 169

8-4新型光电传感器 172

1．光位置传感器（SPD） 172

2．高速光电二极管 172

3．色敏光电传感器 173

4．光固态图像传感器 174

8-5光电传感器的应用 178

1．模拟式光电传感器及应用 178

2．开关式光电传感器及应用 179

3．光电池的应用 181

4．CCD图像传感器的应用 182

习题 184

第九章光纤传感器 185

9-1光纤传感器基础 185

1．光纤的结构 185

2．光纤波导原理 186

3．光纤的特性及分类 187

4．光纤传感器的基本原理及类型 188

9-2光纤传感器的调制技术 189

1．强度调制 191

2．频率调制与解调 193

习题 193

第十章实验 194

实验一电位器式传感器及对接触线抬升量的测量 194

实验二电阻应变式传感器及电阻应变仪的原理和使用 197

实验三电涡流位移传感器的原理及其静态标定方法 204

实验四热电式传感器的温度自动控制实验（半自拟） 208

实验五光纤高低电压隔离信号传输实验 212

实验六光电报警实验（半自拟） 218

主要参考文献 224