傳感器原理與應(yīng)用技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書(shū)以傳感器應(yīng)用技術(shù)的角度，詳細(xì)介紹了電阻應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、熱電阻式傳感器、熱電偶式傳感器、集成溫度傳感器、霍爾傳感器、光電傳感器、半導(dǎo)體傳感器、超聲波傳感器、壓電式傳感器等常用傳感器的工作原理和典型應(yīng)用，以及傳感器信號(hào)采集與處理技術(shù)，介紹了傳感器創(chuàng)新應(yīng)用方法，列舉了應(yīng)用實(shí)例。
　　本書(shū)可作為電氣工程、自動(dòng)化、信息技術(shù)、測(cè)控技術(shù)等專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可供有關(guān)專(zhuān)業(yè)師牛及從事測(cè)試工程工作的工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　童敏明，1982年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，1987年獲得碩士學(xué)位，2000-獲得博士學(xué)位。主要研究方向?yàn)閭鞲衅骷皺z測(cè)技術(shù)。現(xiàn)任中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院安全監(jiān)測(cè)技術(shù)研究所所長(zhǎng)，教育部礦山數(shù)字化工程中心信息獲取技術(shù)研究所所長(zhǎng)，檢測(cè)技術(shù)及自動(dòng)化裝置學(xué)科(博士點(diǎn))帶頭人。江蘇省儀器儀表學(xué)會(huì)常務(wù)理事，安全監(jiān)測(cè)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任。承擔(dān)完成國(guó)家重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃973項(xiàng)目、國(guó)家高新技術(shù)863項(xiàng)目、國(guó)家自然基金項(xiàng)目等20余項(xiàng)科研項(xiàng)目，獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利10項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文120余篇，出版專(zhuān)著2部，獲得省部級(jí)科技成果進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)。在教學(xué)方面，承擔(dān)及負(fù)責(zé)7項(xiàng)省部級(jí)教學(xué)研究和改革項(xiàng)目，獲得國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)1項(xiàng)，省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)2項(xiàng)，出版教材2部，被學(xué)生評(píng)為“我最喜愛(ài)的礦大十佳教師”，指導(dǎo)大學(xué)生獲得全國(guó)挑戰(zhàn)杯、全國(guó)機(jī)器人大賽和全國(guó)電子大賽獎(jiǎng)20余項(xiàng)，獲得2004年江蘇省大學(xué)生社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)優(yōu)秀指導(dǎo)老師和十一屆全國(guó)挑戰(zhàn)杯大學(xué)生優(yōu)秀課外科技作品優(yōu)秀指導(dǎo)教師榮譽(yù)稱號(hào)。

書(shū)籍目錄

緒論
第1章 傳感器概述
1.1 傳感器的基本知識(shí)
1.1.1 傳感器的重要性
1.1.2 傳感器的定義和組成
1.1.3 傳感器的物理基礎(chǔ)
1.2 傳感器的分類(lèi)
1.3 傳感器的發(fā)展趨勢(shì)
1.4 測(cè)量方法及檢測(cè)裝置的基本性能
1.4.1 測(cè)量方法的分類(lèi)
1.4.2 真值與平均值
1.4.3 檢測(cè)裝置的基本性能
1.5 傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性
1.5.1 傳感器靜態(tài)特性的一般知識(shí)
1.5.2 傳感器的主要靜態(tài)性能指標(biāo)
1.6 傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性
1.6.1 一階檢測(cè)系統(tǒng)
1.6.2 二階檢測(cè)系統(tǒng)
1.7 傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)定與校準(zhǔn)
1.7.1 標(biāo)定與校準(zhǔn)的概念
1.7.2 標(biāo)定的基本方法
1.7.3 標(biāo)定系統(tǒng)的組成
1.7.4 傳感器的靜態(tài)標(biāo)定及設(shè)備
1.7.5 傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定及設(shè)備
本章小結(jié)
知識(shí)拓展
習(xí)題
第2章 電阻應(yīng)變式傳感器
2.1 電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理
2.1.1 電阻應(yīng)變片（計(jì)）
2.1.2 應(yīng)變片的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性
2.1.3 電阻應(yīng)變片的溫度誤差及其補(bǔ)償
2.2 電橋原理及電阻應(yīng)變片橋路
2.2.1 電橋概述
2.2.2 不平衡單臂電橋的工作特性
2.2.3 差動(dòng)電橋的工作特性
2.2.4 雙差動(dòng)電橋的工作特性
2.2.5 相對(duì)臂電橋的工作特性
2.2.6 提高不平衡電橋輸出線性度的方法
2.2.7 直流電橋的調(diào)零
2.2.8 交流電橋及其平衡
2.3 電阻應(yīng)變式傳感器的典型應(yīng)用
2.3.1 電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用特點(diǎn)
2.3.2 電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用
本章小結(jié)
創(chuàng)新設(shè)計(jì)
習(xí)題
第3章 電容式傳感器
3.1 電容式傳感器的工作原理
3.1.1 電容式傳感器的定義
3.1.2 電容式傳感器的工作原理
3.2 電容式傳感器的工作特性
3.2.1 變極距型電容傳感器
3.2.2 變面積型電容傳感器
3.2.3 變介質(zhì)型電容傳感器
3.2.4 電容式傳感器的其他特性
3.3 電容式傳感器的結(jié)構(gòu)及抗干擾問(wèn)題
3.3.1 溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
3.3.2 溫度變化對(duì)介質(zhì)介電常數(shù)的影響
3.3.3 絕緣問(wèn)題
3.3.4 電容電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)
3.3.5 寄生電容
3.4 電容式傳感器的測(cè)量電路
3.4.1 調(diào)幅型測(cè)量電路
3.4.2 諧振測(cè)量電路
3.4.3 脈沖寬度調(diào)制電路
3.5 電容式傳感器的應(yīng)用
3.5.1 膜片電極式壓力傳感器
3.5.2 電容加速度傳感器
3.5.3 電容式稱重傳感器
……
第4章 電感式傳感器
第5章 熱電阻式傳感器
第6章 熱電偶傳感器
第7章 集成溫度傳感器
第8章 霍爾傳感器
第9章 光電式傳感器
第10章 半導(dǎo)體傳感器
第11章 超聲波傳感器
第12章 壓電式傳感器
第13章 傳感器信號(hào)采集與處理技術(shù)
第14章 創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法及案例
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：物理型傳感器又可以分為結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器。結(jié)構(gòu)型傳感器是以結(jié)構(gòu)（如形狀、尺寸等）為基礎(chǔ)，利用某些物理規(guī)律來(lái)感受（敏感）被測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的。例如電容式壓力傳感器，是按一定可移動(dòng)極板間隙參數(shù)設(shè)計(jì)制成的電容式敏感元件，當(dāng)被測(cè)壓力作用在電容式敏感元件的動(dòng)極板上時(shí)，引起電容極板間隙的變化導(dǎo)致電容值的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。又比如諧振式壓力傳感器，是一個(gè)諧振敏感結(jié)構(gòu)元件，當(dāng)被測(cè)壓力變化時(shí)，改變諧振敏感結(jié)構(gòu)的等效剛度，導(dǎo)致諧振敏感元件的固有頻率發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。物性型傳感器是利用某些功能材料本身所具有的內(nèi)在特性及效應(yīng)感受（敏感）被測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成可用電信號(hào)的傳感器。例如利用具有壓電特性的石英晶體材料制成的壓電式壓力傳感器，就是利用石英晶體材料本身具有的正壓電效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。利用半導(dǎo)體材料在被測(cè)壓力作用下，引起其內(nèi)部應(yīng)力變化導(dǎo)致其電阻值變化制成的壓阻式傳感器，就是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。一般而言，物理型傳感器對(duì)物理效應(yīng)和敏感結(jié)構(gòu)都有一定要求，但側(cè)重點(diǎn)不同。結(jié)構(gòu)型傳感器強(qiáng)調(diào)依靠精密設(shè)計(jì)制作的結(jié)構(gòu)才能保證其正常工作；而物性型傳感器則主要依靠材料本身的物理特性、物理效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的敏感。

編輯推薦

《傳感器原理與應(yīng)用技術(shù)》以江蘇省精品課程為依托，在多年的科研和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從實(shí)際應(yīng)用和創(chuàng)新角度，將傳感器的工作原理、測(cè)量電路和應(yīng)用實(shí)例通過(guò)教材及其配套習(xí)題呈現(xiàn)給讀者。與同類(lèi)教材相比，本教材主要有以下三個(gè)特點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎教材的各章結(jié)構(gòu)按本章要點(diǎn)、學(xué)習(xí)要求、章節(jié)內(nèi)容、創(chuàng)新應(yīng)用、知識(shí)拓展、本章小結(jié)、練習(xí)題與思考題等部分組成，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。2.內(nèi)容注重實(shí)用教材內(nèi)容注重實(shí)際應(yīng)用和知識(shí)更新，介紹傳感器檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用新成果，反映國(guó)內(nèi)外科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)水平，有利于學(xué)生了解傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀，開(kāi)拓眼界。3.探索創(chuàng)新教育結(jié)合教材內(nèi)容，增加創(chuàng)新應(yīng)用，有助于啟發(fā)式教育；精選理論聯(lián)系實(shí)際的練習(xí)題，注重創(chuàng)新應(yīng)用的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，指導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用課本知識(shí)，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

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