傳感器原理、檢測及應用

內(nèi)容概要

　　張培仁編著的《傳感器原理檢測及應用》從實用的角度結(jié)合豐富的應用實例，介紹各類傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、相應的測量適配電路等內(nèi)容。全書共分13章，第1章簡介傳感器的概念和相關(guān)基礎(chǔ)知識；第2～4章介紹電阻、電容和電感式傳感器；第5～10章詳細介紹壓電式、熱電式、光電效應式、光導(纖)式、光柵式、諧振式、輻射式和磁敏式及多種半導體傳感器的原理及應用；第11章介紹智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器技術(shù)及應用；第12章介紹現(xiàn)代生物傳感器和各種新興傳感器的原理、組成、應用以及今后發(fā)展的技術(shù)趨勢；第13章介紹傳感器的選用和抗干擾方法。本書涉及到的學科門類多，內(nèi)容廣泛，結(jié)構(gòu)緊湊，突出傳感器的工作原理和實用性。
　　《傳感器原理檢測及應用》理論結(jié)合實踐，可作為電子工程、電子信息技術(shù)、自動控制、計算機應用技術(shù)、機械電子、電氣、儀器儀表和醫(yī)學影像、分子生物學等專業(yè)的教學用書，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的技術(shù)參考書。

書籍目錄

第1章 傳感器相關(guān)基礎(chǔ)知識
　1.1 傳感器概述
　1.1.1 傳感器定義
　1.1.2 傳感器工作原理及應遵循的法則和定律
　1.1.3 傳感器的技術(shù)特點
　1.1.4 傳感器分類
　1.1.5 傳感器的重要意義
　1.2 傳感器的數(shù)學模型概述
　1.2.1 靜態(tài)模型
　1.2.2 動態(tài)模型
　1.2.3 傳感器靜態(tài)特性
　1.2.4 傳感器的動態(tài)特性
　1.3 測量基礎(chǔ)知識
　1.3.1 測量與誤差
　1.3.2 隨機誤差處理
　1.3.3 系統(tǒng)誤差分析
　1.3.4 誤差的合成、問接測量誤差的傳遞與分配
　1.4 習題
第2章 電阻應變式傳感器
　2.1 電阻應變式傳感器基本原理
　2.2 電阻應變片的結(jié)構(gòu)、種類和材料
　2.3 測量電橋電路及其補償方法
　2.4 壓阻傳感器測量電路和應用
　2.5 靜態(tài)電阻應變儀和動態(tài)電阻應變儀的原理和應用
　2.6 習 題
第3章 電容式傳感器
　3.1 電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)
　3.2 電容式傳感器的等效電路
　3.3 電容式傳感器的測量電路
　3.4 電容式傳感器應用舉例
　3.5 習 題
第4章 電感式傳感器
　4.1 變磁阻式傳感器
　4.2 互感式傳感器
　4.3 電渦流式傳感器
　4.4 電感式傳感器應用舉例
　4.5 習 題
第5章 光電傳感器
　5.1 光電效應與光電器件
　5.2 固態(tài)圖像傳感器
　5.3 光電傳感器的應用
　5.4 光導式(光纖)傳感器
　5.5 光柵傳感器
　5.6 光纖光柵傳感器
　5.7 習 題
第6章 壓電式傳感器
　6.1 壓電式傳感器分類和原理
　6.2 壓電方程及壓電常數(shù)矩陣
　6.3 等效電路和測量電路
　6.4 壓電傳感器的應用實例
　6.5 習 題
第7章 熱電式傳感器
　7.1 熱電偶溫度傳感器的工作原理
　7.2 熱電偶三個定律
　7.3 熱電偶的種類
　7.4 熱電偶延長接法
　7.5 熱電偶冷端補償
　7.6 熱電偶型傳感器測溫和控制電路設(shè)計
　7.7 注塑機熱電偶溫度測量控制實例
　7.8 熱電阻和集成電路的溫度傳感器原理和應用
　7.9 熱敏電阻
　7.10 溫度傳感器選用原則
　7.11 習 題
第8章 半導體傳感器
　8.1 霍爾傳感器的工作原理、分類及其簡單應用
　8.2 氣敏傳感器
　8.3 濕敏傳感器
　8.4 幾種典型的微型半導體傳感器
　8.5 習 題
第9章 諧振式傳感器
　9.1 諧振式傳感器簡介
　9.2 水利滲壓計振弦諧振式頻率式傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理
　9.3 振弦式傳感器的數(shù)學模型及特點
　9.4 振弦式壓力傳感器測量硬件設(shè)計
　9.5 振弦式傳感器測量模塊系統(tǒng)的軟件設(shè)計
　9.6 本系統(tǒng)的誤差分析和解決干擾的方法
　9.7 習 題
第10章 輻射式傳感器
　10.1 超聲波
　10.2 超聲波傳感器
　10.3 超聲波傳感器應用
　10.4 紅外輻射傳感器
　10.5 輻射式傳感器應用
　10.6 習 題
第11章 智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器系統(tǒng)
　11.1 智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器
　11.2 符合ieee1451標準網(wǎng)絡(luò)傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和應用
　11.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
　11.4 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
　11.5 無線測控系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計
　11.6 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議
　11.7 無線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢
　11.8 習 題
第12章 現(xiàn)代傳感器發(fā)展簡介
　12.1 厚膜傳感器
　12.2 mems傳感器
　12.3 生物傳感器
　12.4 模糊傳感器
　12.5 智能傳感器
　12.6 多功能傳感器
　12.7 模型傳感器
　12.8 習 題
第13章 傳感器選用原則和系統(tǒng)抗干擾
　13.1 傳感器的正確選用原則
　13.2 抗干擾技術(shù)
　13.3 習 題
附錄a 傳感器技術(shù)實驗設(shè)備和測量電路模塊
附錄b 傳感器技術(shù)與實踐實驗
附錄c 典型激勵的系統(tǒng)響應
　　

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   第1章 傳感器相關(guān)基礎(chǔ)知識 傳感器是現(xiàn)代測控技術(shù)中不可缺少的重要組成部分，是被測對象和檢測系統(tǒng)的接口。它可為系統(tǒng)提供原始信息，以便進行處理和做出決策，在很大程度上影響著系統(tǒng)的功能。 生物體的感覺器官就是天然的傳感器，比如人的感官——眼、耳、鼻、舌和皮膚分別具有視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺。人的大腦可通過感官感知外界信息，并進行處理。實際上，傳感器是一種可以代替人的感官的裝置，而且傳感器還可以檢測出人的感官所不能感知的外界信息（如紅外、小能量超聲波等）。 1．1 傳感器概述 1．1．1 傳感器定義 國家標準《傳感器通用術(shù)語》英文中，有兩個單詞可能都被譯為傳感器，即Transducer和Sensor，但仔細辨析一下，會發(fā)現(xiàn)這兩個單詞內(nèi)容不同。 Transducer可以這樣定義：它是一種裝置，這種裝置可將能量從一個域（如熱能）變換到另一個域（如電能）。推廣來講，它可將能量從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型（這意味著兩種能量也可以同屬一個域，例如將轉(zhuǎn)動的能量變成平動的能量，均為機械能）。因此對這個Transducer的詞確切翻譯應為換能器。Transducer大都用于測試和控制系統(tǒng)，或為系統(tǒng)的重要組成部分。Transducer實際上包括兩部分，即Sensor和Actuator。 Sensor的原意來自感覺，Sensor應譯為傳感器或傳感元件，這種裝置用來感知被監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)，它能把特定的被測參數(shù)的信息（包括物理量、化學量和生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種便于處理、易于傳輸?shù)男盘枺ㄈ珉娦盘枴⒐庑盘柕龋?。Sensor的例子很多，如加速度計、光纖陀螺、熱線風速儀等。Actuator，可譯為致動器或執(zhí)行元件，它也是一種裝置，這種裝置可對系統(tǒng)狀態(tài)施加影響，如電機（它可施加扭矩）、水泵（它施加壓力或改變流體速度）等。 總之一般傳感器定義是，能感受（或響應）規(guī)定的被測量對象并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號輸出的器件或裝置。傳感器通常由直接響應被測量的敏感元件和產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件以及相應的電子線路所組成。 1．1．2 傳感器工作原理及應遵循的法則和定律 由于傳感器的工作原理是根據(jù)各種物理、化學和生物效應來感知被測參數(shù)，這就決定了傳感器必然受相應法則和定律所支配。這些定律和法則如下： （1）守恒定律，如能量守恒定律、電荷量守恒定律、動量守恒定律等都是必須嚴格遵守的法則。 （2）場的定律，包括動力場的運動定律（如加速度傳感器）、電磁場的感應定律（如電感式振動傳感器）等。這些定律一般可用物理方程來描述，這類傳感器可稱為“結(jié)構(gòu)型傳感器”。 （3）物質(zhì)定律，利用物質(zhì)（材料）的固有性質(zhì)（如胡克定律、歐姆定律），利用半導體材料的物理特性（如壓阻、熱阻、光阻、濕阻等效應），利用壓電材料的物理特性（如壓電效應）等。這類傳感器可稱為“物性傳感器”。 （4）統(tǒng)計法則，這是把微觀系統(tǒng)與宏觀系統(tǒng)聯(lián)系起來的法則。

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