傳感器技術

前言

傳感器技術是運用在自動檢測和控制系統(tǒng)中，并對系統(tǒng)運行的各項指標和功能起重要作用的一門技術。系統(tǒng)的自動化程度越高，對傳感器的依賴性就越強。傳感器技術已成為現(xiàn)代信息技術的重要支柱，傳感器的性能在很大程度上影響到傳感器技術的發(fā)展與應用。以傳感器為核心的檢測系統(tǒng)就像人體的神經(jīng)和感官一樣，向人類提供宏觀與微觀世界的各種信息，成為人們認識自然、改造自然的有利工具。本書是在充分體現(xiàn)應用型本科教育特點，提高學生分析問題及解決問題能力的基礎上編寫的，且具有以下特點：(1)精選內(nèi)容，條理清晰。全書以基礎知識、科研新成果及發(fā)展新動向棚結(jié)合，系統(tǒng)地講述了傳感器技術中有代表性的傳感器及其在實際中的應用。(2)重點突出，目的明確。全書立足基本理論，面向應用技術，以必需、夠用為尺度，以掌握概念、強化應用為重點，加強理論知識和實際應用的統(tǒng)一。(3)注重實用，強化實踐。通過典型的實例分析和實踐，意在使讀者較快地掌握傳感器技術的基本理論、方法、實用技術及一些典型應用。(4)易于學習，便于鞏同。本書配有電子教案光盥和大量的思考題和習題，有助于學生理解和掌握所學知識要點和程序?qū)崿F(xiàn)，同時為教師多媒體授課、編寫教案提供方便。

內(nèi)容概要

　　本書以便于學習和應用為前提，以電阻與電容式、自感與壓電式、磁敏與磁電式、光電式、熱電式、波與核輻射式、化學與生物式等傳感器的傳感、轉(zhuǎn)換、處理及應用為核心，講述了各類傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、使用特點及主要應用。同時對傳感器的特性、標定、抗干擾以及多傳感器信息融合等進行了介紹?！　”緯木帉懥η笙到y(tǒng)性、實用性與先進性相結(jié)合，理論與實踐相交融，既注重傳統(tǒng)知識的講授，又兼顧新技術、新成果的應用?！　”緯勺鳛殡姎夤こ膛c自動化、機械電子工程、電子與信息工程、測控技術與儀器、機械類等專業(yè)的教材，也可供其他專業(yè)學生和有關專業(yè)技術人員參考使用，或作為自學用書。

書籍目錄

第1章 傳感器技術基礎　1.1 傳感器的定義及組成　　1.1.1 傳感器的定義　　1.1.2 傳感器的組成與分類　　1.1.3 傳感器的作用與地位　　1.1.4 傳感器技術的發(fā)展動向　1.2 傳感器的基本特性　　1.2.1 傳感器的靜態(tài)特性　　1.2.2 傳感器的動態(tài)特性　1.3 傳感器的標定　　1.3.1 標定的方法及組成　　1.3.2 傳感器的靜態(tài)標定　　1.3.3 傳感器的動態(tài)標定　1.4 傳感器的命名及技術指標　　1.4.1 傳感器的命名方法及代號　　1.4.2 傳感器的技術指標　1.5 傳感器的選擇與使用　　1.5.1 傳感器的正確選擇　　1.5.2 傳感器的合理使用　思考題與習題第2章 電阻與電容式傳感器技術　2.1 電阻應變式傳感器　　2.1.1 電阻應變效應　　2.1.2 電阻應變片　　2.1.3 電阻應變片的溫度補償　　2.1.4 測量電路　　2.1.5 電阻應變式傳感器的應用　2.2 壓阻式傳感器　　2.2.1 半導體電阻應變片　　2.2.2 壓阻式傳感器　　2.2.3 壓阻式傳感器在壓力測量中的應用　2.3 電位器式傳感器 　　2.3.1 線繞式電位器傳感器　　2.3.2 非線繞式電位器傳感器　2.4 電容式傳感器 　　2.4.1 電容式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)形式　　2.4.2 電容式傳感器的等效電路　　2.4.3 測量電路　　2.4.4 電容式傳感器的應用　思考題與習題第3章 自感與壓電式傳感器技術　3.1 自感式傳感器　　3.1.1 自感式傳感器的工作原理及分類　　3.1.2 自感式傳感器輸出特性　　3.1.3 差動自感傳感器的原理　　3.1.4 自感式位移傳感器　3.2 差動變壓器　　3.2.1 差動變壓器工作原理及特性　　3.2.2 差動變壓器測量電路　　3.2.3 微小位移測量　3.3 電渦流傳感器　　3.3.1 電渦流效應　　3.3.2 高頻反射式渦流傳感器　　3.3.3 低頻透射式渦流傳感器　　3.3.4 電渦流式傳感器的應用　3.4 感應同步器　　3.4.1 感應同步器的結(jié)構(gòu)　　3.4.2 感應同步器的工作原理　　3.4.3 感應同步器的電氣參數(shù)　3.5 壓電式傳感器　　3.5.1 壓電式傳感器的工作原理　　3.5.2 壓電式傳感器的連接形式及等效電路　　3.5.3 壓電式傳感器的測量電路　　3.5.4 壓電式傳感器應用舉例　3.6 石英晶體諧振式傳感器　　3.6.1 石英晶體諧振式溫度傳感器　　3.6.2 壓電汞蒸氣探測器　3.7 聲表面波傳感器　　3.7.1 聲表面波傳感器的工作原理　　3.7.2 聲表面波壓力傳感器　　3.7.3 聲表面波電力傳感器　思考題與習題第4章 磁敏與磁電式傳感器技術　4.1 磁敏傳感器　　4.1.1 磁敏電阻　　4.1.2 磁敏二極管　　4.1.3 磁敏晶體管　4.2 磁電感應式傳感器　　4.2.1 磁電感應式傳感器的工作原理及測量電路　　4.2.2 磁電感應式傳感器的靈敏度　　4.2.3 磁電感應式傳感器的應用　4.3 霍爾式傳感器　　4.3.1 霍爾式傳感器的工作原理與特性　　4.3.2 霍爾元件的誤差及其補償　　4.3.3 霍爾式傳感器的應用　4.4 磁場檢測　　4.4.1 電磁感應法測磁場　　4.4.2 磁通門磁強計測量磁場　思考題與習題第5章 光電式傳感器技術第6章 熱電式傳感器技術第7章 波與核輻射式傳感器技術第8章 化學與生物式傳感器技術第9章 多傳感器信息融合技術第10章 傳感器電路的抗干擾技術參考文獻

章節(jié)摘錄

傳感器技術的發(fā)展主要有兩個方面：一是傳感器本身的基礎研究；二是與電子技術以及計算機技術組合在一起的傳感器系統(tǒng)的研究。前者是研究新型傳感器，后者是研究新材料、新工藝以及將檢測功能與信號處理技術相結(jié)合，向集成化、智能化方向發(fā)展。1．發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象目前的傳感器物理型居多，而化學型和生物型較少。即使是物理型也有許多方面有待于進一步深入研究和開發(fā)。根據(jù)物理學家們列出的“效應周期表”，僅在熱、磁、電三者之間就存在54種有關效應，到目前為止實際發(fā)現(xiàn)并被利用的小足20種，這說明大最未發(fā)現(xiàn)的效應需要發(fā)現(xiàn)、開發(fā)與利用，而發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象與新效應則可擴大傳感器的檢測極限和應用領域，其意義極為深遠。例如，日本夏普公司利用超導技術研制成功高溫超導磁性傳感器，使傳感器技術獲重大突破。高溫超導磁性傳感器的靈敏度比霍爾器件高，僅次于超導量子干涉器件，而其制造工藝遠比超導量子干涉器件簡單，可用于磁成像技術，具有廣泛的推廣價值。2．開發(fā)新材料隨著材料科學的迅猛發(fā)展，人們已設計制造出各種用于傳感器的功能材料，而新材料又是開發(fā)新傳感器的基礎。近年來，半導體材料發(fā)展很快，在氣敏、熱敏、光敏傳感器中得到廣泛應J打；有機材料也是制造力敏、氣敏、濕敏、光敏和離子敏傳感器的重要材料；光導纖維的應用是傳感器材料的重大突破，它被制成多種傳感器，以光信號傳輸代替電信號傳輸，具有耐高溫、防爆、抗電磁干擾、遠傳等優(yōu)點，這是由其他材料制成的傳感器所不能比擬的；格外引人注目的生物傳感器，是由生物敏感材料構(gòu)成，有的生物傳感器的某些性能已超過人體的感官，受到各國學者的高度重視。

編輯推薦

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