傳感器原理及應(yīng)用

前言

傳感器是近年來發(fā)展速度最快的高技術(shù)產(chǎn)品之一。傳感器技術(shù)、通信技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)并稱信息科學(xué)的三大支柱，分別代表了現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的“感覺器官”、“神經(jīng)”和“大腦”。 信息科學(xué)是眾多科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展最快的一門學(xué)科，也是最具有發(fā)展活力的學(xué)科之一。信息科學(xué)中的三個環(huán)節(jié)（信息捕獲、信息傳輸和信息處理）中，信息捕獲技術(shù)處于信息科學(xué)的最前沿。而作為信息處理手段的計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，使得信息捕獲技術(shù)，或者說是傳感器技術(shù)和檢測技術(shù)相對滯后。 當(dāng)今世界先進(jìn)工業(yè)國家正處于由“工業(yè)經(jīng)濟(jì)”向“信息經(jīng)濟(jì)”模式轉(zhuǎn)變的時期，其中技術(shù)進(jìn)步因素起著極為重要的作用，它在經(jīng)濟(jì)增長中占70％～80％。以高新技術(shù)為核心，以信息電子化為手段，提高工業(yè)產(chǎn)品附加值已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)自動化重要的發(fā)展目標(biāo)。 世界各國都賦予極大的重視，投以大量人力和財力進(jìn)行傳感器技術(shù)的研究和開發(fā)應(yīng)用。傳感器技術(shù)在自動檢測、自動控制、自動測量領(lǐng)域中起著決定性作用。在現(xiàn)代信息社會中，從宇宙探索，到海洋開發(fā)，從生產(chǎn)過程的控制，到現(xiàn)代文明生活，幾乎每一項現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、每一個生活項目都離不開傳感器技術(shù)。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科研等各個領(lǐng)域，傳感器得到了廣泛應(yīng)用，并呈現(xiàn)著極好的廣闊前景。 本書編寫的目的就在于向廣大讀者提供一本全面介紹傳感器技術(shù)的書籍。 應(yīng)該說，傳感器技術(shù)不是一門獨(dú)立的技術(shù)，它和檢測技術(shù)、信息傳遞和處理技術(shù)密切相關(guān)，幾乎是一個不可分割的總體。所以，在編寫過程中，充分注意到傳感器及其接口技術(shù)，使讀者盡量能從系統(tǒng)的角度學(xué)習(xí)、研究傳感器。

內(nèi)容概要

本書是高職高專電子類專業(yè)規(guī)劃教材系列之一。     本教材內(nèi)容豐富，涵蓋面廣，語言精練。全書共分14章，主要內(nèi)容包括傳感器基礎(chǔ)、傳感器與測量技術(shù)、電容式傳感器、電感傳感器、力敏傳感器、熱敏傳感器、氣敏傳感器、磁敏傳感器、光敏傳感器、濕敏傳感器、電磁波傳感器、位移和流量傳感器、超聲波傳感器和其他類型傳感器在工業(yè)中的應(yīng)用。     本書可作為高職高專院校、成人高校、民辦高校及本科院校舉辦的二級職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子類、通信類及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為社會從業(yè)人士的業(yè)務(wù)參考書及培訓(xùn)用書。

書籍目錄

第1章　傳感器基礎(chǔ) 　1.1　傳感器的定義與組成 　　1.1.1　傳感器的定義 　　1.1.2　傳感器組成 　　1.1.3　對傳感器的一般要求 　　1.1.4　自動測控系統(tǒng)與傳感器 　　1.1.5　自動測控系統(tǒng)例 　1.2　傳感器的分類 　　1.2.1　按被測量分類 　　1.2.2　按傳感器工作原理分類 　1.3　傳感器的基本特性 　　1.3.1　傳感器的靜態(tài)特性 　　1.3.2　傳感器的動態(tài)特性 　1.4　傳感器的標(biāo)定 　　1.4.1　傳感器的靜態(tài)特性標(biāo)定 　　1.4.2　靜態(tài)標(biāo)定例——電渦流傳感器的靜態(tài)標(biāo)定 　1.5　傳感器接口電路 　　1.5.1　傳感器輸出信號的特點(diǎn) 　　1.5.2　典型的傳感器接口電路 　思考題 第2章　傳感器與測量技術(shù) 　2.1　電參量測量技術(shù) 　　2.1.1　電壓的測量 　　2.1.2　阻抗的測量 　　2.1.3　交流阻抗及L、C的測量 　　2.1.4　頻率的測量 　　2.1.5　時間間隔的數(shù)字測量 　　2.1.6　相位差的數(shù)字測量 　2.2　檢測技術(shù)基礎(chǔ) 　　2.2.1　測量與測量方法 　　2.2.2　測量系統(tǒng) 　2.3　傳感器信息融合 　　2.3.1　信息融合的概念 　　2.3.2　傳感器信息融合的應(yīng)用 　　2.3.3　傳感器信息融合的分類 　　2.3.4　信息融合的結(jié)構(gòu) 　　2.3.5　傳感器信息融合的一般方法 　　2.3.6　傳感器信息融合的實(shí)例 　2.4　傳感器網(wǎng)絡(luò) 　　2.4.1　傳感器網(wǎng)絡(luò)的作用 　　2.4.2　傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 　　2.4.3　傳感器網(wǎng)絡(luò)信息交換體系 　2.5　傳感器技術(shù)的發(fā)展 　　2.5.1　傳感器新技術(shù)的發(fā)展 　　2.5.2　改善傳感器性能的技術(shù)途徑 　思考題 第3章　電容式傳感器 　3.1　電容式傳感器工作原理和類型 　　3.1.1　工作原理 　　3.1.2　變極距型電容式傳感器 　　3.1.3　變面積型電容式傳感器 　　3.1.4　變介電常數(shù)型電容式傳感器 　3.2　電容式傳感器的信號測量及轉(zhuǎn)換電路 　　3.2.1　電容式傳感器等效電路 　　3.2.2　調(diào)頻測量電路 　　3.2.3　電橋電路 　　3.2.4　二極管雙T形交流電橋 　　3.2.5　差動脈沖寬度調(diào)制電路 　　3.2.6　運(yùn)算放大器式電路 　3.3　電容式傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用 　　3.3.1　差動式電容測厚傳感器 　　3.3.2　電容式料位傳感器 　　3.3.3　電容式接近開關(guān) 　　3.3.4　液體燃料測量 　思考題 第4章　電感式傳感器 　4.1　自感式傳感器 　　4.1.1　工作原理 　　4.1.2　測量電路 　　4.1.3　變磁阻式傳感器的應(yīng)用 　4.2　差動變壓器式傳感器 　　4.2.1　變隙式差動變壓器工作原理 　　4.2.2　誤差因素分析 　　4.2.3　差動變壓器式傳感器測量電路 　　4.2.4　差動變壓器式傳感器的應(yīng)用 　4.3　電渦流式傳感器 　　4.3.1　工作原理 　　4.3.2　電渦流傳感器測量電路 　　4.3.3　渦流式傳感器的應(yīng)用 　4.4　感應(yīng)同步器 　　4.4.1　直線式感應(yīng)同步器 　　4.4.2　信號處理方式 　思考題 第5章　力敏傳感器 　5.1　彈性敏感元件 　　5.1.1　彈性敏感元件的特性 　　5.1.2　彈性敏感元件的分類 　5.2　電阻應(yīng)變式傳感器 　　5.2.1　應(yīng)變電阻的概念 　　5.2.2　電阻應(yīng)變片的測量電路 　　5.2.3　應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用 　5.3　壓電式傳感器 　　5.3.1　壓電效應(yīng)及壓電材料 　　5.3.2　壓電式傳感器等效電路 　　5.3.3　壓電式傳感器測量電路 　　5.3.4　壓電式傳感器的應(yīng)用 　5.4　壓磁式傳感器 　5.5　壓阻式傳感器（半導(dǎo)體壓力應(yīng)變片） 　思考題 第6章　熱敏傳感器 第7章　氣敏傳感器第8章　磁敏傳感器第9章　光敏傳感器 第10章　濕敏傳感器 第11章　電磁波傳感器 第12章　位移、流量傳感器 第13章　超聲波傳感器 第14章　其他類型傳感器 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（2）在計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域在計算機(jī)科學(xué)中，目前正開展著并行數(shù)據(jù)庫、主動數(shù)據(jù)庫、多數(shù)據(jù)庫的研究。信息融合要求系統(tǒng)能適應(yīng)變化的外部世界，因此，空間、時間數(shù)據(jù)庫的概念應(yīng)運(yùn)而生，為數(shù)據(jù)融合提供了保障?？臻g意味著不同種類的數(shù)據(jù)來自于不同的空間地點(diǎn)，時間意味著數(shù)據(jù)庫能隨時間的變化適應(yīng)客觀環(huán)境的相應(yīng)變化。信息融合處理過程要求有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫原理和結(jié)構(gòu)，以便融合隨時間、空間變化了的數(shù)據(jù)。在信息融合的思想下，提出的空間、時間數(shù)據(jù)庫，是計算機(jī)科學(xué)的一個重要的研究方向。  （3）在自動化領(lǐng)域  以各種控制理論為基礎(chǔ)，信息融合技術(shù)采用模糊控制、智能控制、進(jìn)化計算等系統(tǒng)理論，結(jié)合生物、經(jīng)濟(jì)、社會、軍事等領(lǐng)域的知識，進(jìn)行定性、定量分析。按照人腦的功能和原理進(jìn)行視覺、聽覺、觸覺、力覺、知覺、注意、記憶、學(xué)習(xí)和更高級的認(rèn)識過程，將空間、時間的信息進(jìn)行融合，對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行自動解釋，對環(huán)境和態(tài)勢給予判定。目前的控制技術(shù)，已從程序控制進(jìn)入了建立在信息融合基礎(chǔ)上的智能控制。智能控制系統(tǒng)不僅用于軍事，還應(yīng)用于工廠企業(yè)的生產(chǎn)過程控制和產(chǎn)供銷管理、城市建設(shè)規(guī)劃、道路交通管理、商業(yè)管理、金融管理與預(yù)測、地質(zhì)礦產(chǎn)資源管理、環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)、糧食作物生長監(jiān)測、災(zāi)害性天氣預(yù)報及防治等涉及宏觀、微觀和社會的各行各業(yè)。

編輯推薦

《傳感器原理及應(yīng)用》：知識點(diǎn)明確，涵蓋較廣，包括：電容式傳感器、電感傳感器、力敏傳感器、熱敏傳感器、氣敏傳感器、磁敏傳感器、光敏傳感器、濕敏傳感器、電磁波傳感器、位移、流量傳感器和超聲波傳感器。充分注意到傳感器及其接口技術(shù)，使讀者盡量能從系統(tǒng)的角度學(xué)習(xí)、研究傳感器。適用專業(yè)：電子技術(shù)、電氣自動化、機(jī)電一體化、生產(chǎn)過程自動化。

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