傳感器原理與應(yīng)用

前言

在現(xiàn)代測量與控制技術(shù)中，非電量測量與探測占有重要地位，這就要用到各種類型的傳感器，將各種不同的信號轉(zhuǎn)換成電量。目前非電量測量的書籍，大多著重于原理論述，缺少實際應(yīng)用。本書根據(jù)國內(nèi)外的大量參考書籍和實踐資料，在必要理論知識介紹的前提下，推出許多典型應(yīng)用實例。根據(jù)大綱要求，重點介紹了典型傳感器的工作原理。為了反映當(dāng)前技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，介紹了傳感器的使用電路和典型傳感器的應(yīng)用實例，并且較具體地介紹了電路原理、使用方法和特點。本書共分12章。第1章介紹了非電量測量的基本知識；第2章至第10章介紹了典型傳感器，講解了傳感器的原理、測量電路和應(yīng)用實例，使讀者對信號的檢測、傳輸和處理有一個比較系統(tǒng)和完整的概念；第11章是傳感器與微機(jī)接口技術(shù)，介紹了常用的接口芯片和連接方法；第12章介紹智能儀器的組成、通用總線標(biāo)準(zhǔn)。本課程總學(xué)時為60學(xué)時（不包括實驗）。本書理論與實踐并重，將兩者有機(jī)地結(jié)合，適用于儀器儀表專業(yè)、自動控制專業(yè)、電子技術(shù)專業(yè)和機(jī)電技術(shù)專業(yè)，也可以供從事檢測、控制技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。本書由天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院的郝蕓擔(dān)任主編，參加編寫的還有河北電子工業(yè)學(xué)校的高雙喜、天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院的賈霄龍。主審由天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院的彭利標(biāo)擔(dān)任。責(zé)任編委由本溪電子工業(yè)學(xué)校的崔金輝擔(dān)任。在編寫過程中，得到許多學(xué)校老師的大力支持，在此一并感謝。由于非電量測量與傳感器所涉及的知識面相當(dāng)廣泛，而我們的水平有限，本書在內(nèi)容的選擇與安排上可能會有不妥之處，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書闡述了應(yīng)用傳感器的非電量測量系統(tǒng)的基本組成，包括被測量的獲得，信號的轉(zhuǎn)換、處理以及輸出的控制。書中著重講述了常用的各種傳感器的工作原理與特點、常用測量電路和元器件的使用，典型的傳感器測量實例，并對傳感器與微機(jī)的接口技術(shù)和智能儀器進(jìn)行了介紹。本書理論與實踐并重，內(nèi)容通俗易懂，深入淺出，學(xué)習(xí)后可以此為依據(jù)，進(jìn)行必要的設(shè)什。    本書可作為中等職業(yè)學(xué)校儀器儀表、自動控制、電子技術(shù)和機(jī)電技術(shù)等專業(yè)的教科書，也可供從事檢測、控制技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論第1章  測量與傳感器　1.1  測量與測量誤差　　1.1.1  測量　　1.1.2  測量誤差　　1.1.3  測量方法　1.2  傳感器　　1.2.1  傳感器的定義、組成和分類　　1.2.2  傳感器的特性　思考題第2章  電阻式傳感器　2.1  電阻應(yīng)變式傳感器　　2.1.1  應(yīng)變片與應(yīng)變效應(yīng)　　2.1.2  應(yīng)變片式力傳感器及測量電路　　2.1.3  稱重傳感器　　2.1.4  數(shù)字血壓計　2.2  電位器傳感器　　2.2.1  電位器的原理　　2.2.2  電位器角度與角位移傳感器　2.3  熱電阻傳感器　　2.3.1  熱電阻工作原理　　2.3.2  溫度測量控制儀　2.4  氣敏電阻傳感器　　2.4.1  氣敏電阻的工作原理　　2.4.2  自動通風(fēng)扇　　2.4.3  汽車停車場排氣裝置　　2.4.4  家用有毒氣體報警器　思考題第3章  壓電式傳感器　3.1  壓電元件與壓電效應(yīng)　　3.1.1  壓電元件　　3.1.2  壓電效應(yīng)　3.2  壓電傳感器的結(jié)構(gòu)　3.3  壓電傳感器測量電路　　3.3.1  壓電傳感器的等效電路　　3.3.2  測量電路　3.4  應(yīng)用舉例　　3.4.1  壓力傳感器及電路　　3.4.2  壓電加速度傳感器及電路　　3.4.3  電子氣壓計　思考題第4章  熱電偶傳感器　4.1  熱電偶熱電效應(yīng)和熱電偶定律　　4.1.1  熱電偶　　4.1.2  熱電效應(yīng)　　4.1.3  熱電偶的測溫原理　　4.1.4  熱電偶定律　4.2  熱電偶的冷端處理　4.3  常用熱電偶及測溫電路　　4.3.1  常用熱電偶材料　　4.3.2  結(jié)構(gòu)與用途　　4.3.3  典型測溫線路　4.4  K型熱電偶數(shù)字溫度儀　思考題第5章  光電傳感器　5.1  光電效應(yīng)和光電元件　　5.1.1  光電效應(yīng)及分類　　5.1.2  光電元件　5.2  光電傳感器的應(yīng)用　　5.2.1  光電式轉(zhuǎn)速表　　5.2.2  光電式邊緣位置檢測傳感器　　5.2.3  光電斷續(xù)器　　5.2.4  光電耦合器　思考題第6章  霍爾傳感器　6.1  霍爾效應(yīng)及霍爾元件　　6.1.1  霍爾效應(yīng)　　6.1.2  霍爾元件及特性　6.2  霍爾集成電路　6.3  霍爾傳感器的應(yīng)用　　6.3.1  霍爾轉(zhuǎn)速傳感器　　6.3.2  霍爾式接近開關(guān)　　6.3.3  霍爾傳感器的其他應(yīng)用　思考題第7章  超聲波傳感器　7.1  超聲波及探頭　　7.1.1  超聲波及波形　　7.1.2  超聲波探頭　7.2  應(yīng)用舉例　　7.2.1  超聲波探傷　　7.2 2  超聲波流量計　　7.2.3  超聲波傳感器的其他應(yīng)用　思考題第8章  電感傳感器　8.1  自感式電感傳感器　　8.1.1  自感式電感傳感器的結(jié)構(gòu)　　8.1.2  自感式電感傳感器的應(yīng)用　8.2  差動變壓器　　8.2.1  差動變壓器的結(jié)構(gòu)原理與測量電路　　8.2.2  差動變壓器的應(yīng)用　8.3  渦流傳感器　　8.3.1  渦流傳感器原理　　8.3.2  渦流傳感器的應(yīng)用　思考題第9章  電容傳感器　9.1  電容傳感器的原理與結(jié)構(gòu)　　9.1.1  改變遮蓋面積型傳感器　　9.1.2  變極距型傳感器　　9.1.3  變介電常數(shù)型傳感器　9.2  電容傳感器的測量電路　　9.2.1  調(diào)頻電路　　9.2.2  脈沖寬度調(diào)制電路　　9.2.3  運算放大器式電路　9.3  電容傳感器的應(yīng)用實例　　9.3.1  電容料位計　　9.3.2  電容式厚度傳感器　　9.3.3  電容式差壓傳感器　　9.3.4  人體接近電容式傳感器　　9.3.5  電容式濕度傳感器　思考題第10章  幾種常用傳感器簡介　10.1  光導(dǎo)纖維傳感器　　10.1.1  光導(dǎo)纖維及其分類　　10.1.2  光在光導(dǎo)纖維中的傳輸原理　　10.1.3  光纖傳感器的分類應(yīng)用　　10.1.4  光纖傳感器發(fā)展動向　10.2  光柵傳感器　　10.2.1  光柵傳感器的工作原理　　10.2.2  光柵傳感器的應(yīng)用　10.3  半導(dǎo)體集成溫度傳感器　思考題第11章  傳感器與微機(jī)接口技術(shù)　11.1  概述　　11.1.1  傳感器接口的結(jié)構(gòu)和類型　　11.1.2  輸入通道的特點　　11.1.3  輸出通道的結(jié)構(gòu)和類型　　11.1.4  輸出通道的特點　11.2  多路模擬開關(guān)和采樣保持器　　11.2.1  多路模擬開關(guān)　　11.2.2  采樣保持器　11.3  A/D轉(zhuǎn)換接口　　11.3.1  逐次逼近式ADC的工作原理　　11.3.2  ADC的性能參數(shù)　　11.3.3  常用A/D轉(zhuǎn)換器　11.4  傳感器接口（輸入通道）的建立　　11.4.1  多路模擬輸入的輸入通道結(jié)構(gòu)　　11.4.2  傳感器接口技術(shù)的應(yīng)用Ⅰ　　11.4.3  傳感器接口技術(shù)的應(yīng)用Ⅱ　思考題第12章  智能儀器簡介　12.1  智能儀器的組成及特點　　12.1.1  智能儀器的硬件結(jié)構(gòu)　　12.1.2  智能儀器的結(jié)構(gòu)特點　12.2  智能儀器的標(biāo)準(zhǔn)總線接口　　12.2.1  概述　　12.2.2  IEEE-488總線　思考題參考資料

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

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