傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)

前言

本書(shū)第一版自2003年由西安電子科技大學(xué)出版社出版以來(lái)，受到國(guó)內(nèi)多所高校同行、同學(xué)及讀者的關(guān)心與支持。近年來(lái)，傳感器技術(shù)飛速發(fā)展，這對(duì)本書(shū)提出了更高的要求，為此，我們推出了本書(shū)的第二版。新版在原版的基礎(chǔ)上修改了部分內(nèi)容，增加了一些新的內(nèi)容。例如，盡量多給出一些傳感器的實(shí)物圖；第2章增加了可編程集成數(shù)字溫度傳感器；第10章增加了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)介，并精減了部分程序，增加了智能有害氣體傳感器設(shè)計(jì)；第12章增加了傳感器應(yīng)用中的電磁兼容問(wèn)題等。韓保君編寫(xiě)了本書(shū)的第3章、第7章和第8章，其余部分由劉篤仁、劉靳編寫(xiě)，劉篤仁負(fù)責(zé)全書(shū)的統(tǒng)稿和修改工作。本書(shū)第二版的出版得到了西安電子科技大學(xué)教材基金資助。本書(shū)第二版的出版還得到了西安電子科技大學(xué)教務(wù)處、電子工程學(xué)院、機(jī)電工程學(xué)院等單位領(lǐng)導(dǎo)及同事們的大力支持。西安電子科技大學(xué)出版社編輯云立實(shí)、許青青為該書(shū)的出版做了大量的工作。對(duì)于這一切，作者表示衷心的感謝。作者對(duì)學(xué)習(xí)、寫(xiě)作過(guò)程中參考過(guò)的文獻(xiàn)資料的作者也深表感謝。由于作者水平有限，書(shū)中難免有欠妥和疏漏之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)是在第一版的基礎(chǔ)上精心修訂而成的。
　　全書(shū)共12章，較詳細(xì)地介紹了各類(lèi)常用傳感器的基本概念、基本原理和基本特性，分析了傳感器的測(cè)量電路、外圍電路及應(yīng)用電路，討論了傳感器應(yīng)用的共性技術(shù)與傳感器的選擇和使用。
　　本書(shū)取材新穎，內(nèi)容全面、系統(tǒng)，由淺入深，循序漸進(jìn)，將傳感器原理與應(yīng)用技術(shù)緊密結(jié)合。
　　本書(shū)既可作為高等院校電子類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的教學(xué)用書(shū)，也可作為有關(guān)工程技術(shù)人員的參考與自學(xué)用書(shū)。

書(shū)籍目錄

緒論
第1章 傳感器的特性
1.1 傳感器的組成與分類(lèi)
1.1.1 傳感器的組成
1.1.2 傳感器的分類(lèi)
1.2 傳感器的基本特性
1.2.1 靜態(tài)特性
1.2.2 動(dòng)態(tài)特性
思考題與習(xí)題
第2章 熱電傳感器
2.1 熱電勢(shì)式測(cè)溫傳感器
2.1.1 工作原理
2.1.2 熱電偶中引入第三導(dǎo)體
2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)熱電極
2.1.4 熱電偶冷端溫度誤差及其補(bǔ)償
2.1.5 常用熱電偶的特性
2.1.6 熱電偶的測(cè)量電路
2.2 熱電阻式溫度傳感器
2.2.1 金屬測(cè)溫電阻器
2.2.2 半導(dǎo)體熱敏電阻器
2.3 PN結(jié)型測(cè)溫傳感器
2.3.1 溫敏二極管及其應(yīng)用
2.3.2 溫敏晶體管及其應(yīng)用
2.4集成電路溫度傳感器
2.4.1 基本原理及PTAT核心電路
2.4.2 電壓輸出型
2.4.3 電流輸出型
2.4.4 可編程集成數(shù)字溫度傳感器
2.5 熱釋電式傳感器
2.5.1 熱釋電效應(yīng)及其機(jī)理
2.5.2 熱釋電紅外傳感器
2.5.3 熱釋電探測(cè)模塊
2.5.4 典型應(yīng)用
2.6 熱電傳感器應(yīng)用實(shí)例
思考題與習(xí)題
第3章 應(yīng)變傳感器
3.1 電阻應(yīng)變式傳感器
3.1.1 應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型
3.1.2 常用的應(yīng)變片
3.2 薄膜應(yīng)變電阻及傳感器
3.2.1 薄膜分類(lèi)
3.2.2 薄膜的工作原理
3.2.3 薄膜應(yīng)變傳感器的特點(diǎn)
3.3 電阻應(yīng)變傳感器使用中應(yīng)注意的一些問(wèn)題
思考題與習(xí)題
第4章 磁敏傳感器
4.1 磁敏傳感器的物理基礎(chǔ)——霍爾、磁阻、形狀效應(yīng)
4.1.1 基礎(chǔ)知識(shí)
4.1.2 霍爾效應(yīng)
4.1.3 磁阻效應(yīng)
4.1.4 形狀效應(yīng)
4.2 霍爾元件
4.2.1 霍爾元件的工作原理
4.2.2 霍爾元件的結(jié)構(gòu)
4.2.3 基本電路
4.2.4 電磁特性
4.2.5 誤差分析及誤差補(bǔ)償
4.3 磁阻元件
4.3.1 長(zhǎng)方形磁阻元件
4.3.2 科爾賓元件
4.3.3 平面電極元件
4.3.4 InSb-NiSb共晶磁阻元件
4.3.5 曲折形磁阻元件
4.3.6 磁阻元件的溫度補(bǔ)償
4.4 磁敏二極管
4.4.1 磁敏二極管的結(jié)構(gòu)
4.4.2 磁敏二極管的工作原理
4.4.3 磁敏二極管的特性
4.4.4 磁敏二極管的補(bǔ)償技術(shù)
4.5 磁敏三極管
4.5.1 磁敏三極管的結(jié)構(gòu)
4.5.2 磁敏三極管的工作原理
4.5.3 磁敏三極管的特性
4.5.4 溫度補(bǔ)償技術(shù)
4.6 磁敏傳感器的應(yīng)用
4.6.1 霍爾元件的應(yīng)用
4.6.2 磁阻元件的應(yīng)用
思考題與習(xí)題
第5章 壓電傳感器
5.1 壓電效應(yīng)
5.1.1 石英晶體的壓電效應(yīng)
5.1.2 壓電常數(shù)
5.1.3 壓電陶瓷的壓電效應(yīng)
5.2 壓電材料
5.2.1 壓電晶體
5.2.2 壓電陶瓷
5.2.3 新型壓電材料
5.3 等效電路與測(cè)量電路
5.3.1 等效電路
5.3.2 測(cè)量電路
5.4 壓電傳感器及其應(yīng)用
5.4.1 壓電傳感器中壓電片的連接
5.4.2 壓電式力傳感器
5.4.3 壓電式壓力傳感器
5.4.4 壓電式加速度傳感器
5.4.5 應(yīng)用實(shí)例
思考題與習(xí)題
第6章 光纖傳感器
6.1 基礎(chǔ)知識(shí)
6.1.1 光纖的結(jié)構(gòu)
6.1.2 光纖的種類(lèi)
6.1.3 光纖的傳光原理
6.1.4 光纖的特性
6.1.5 光纖的耦合
6.2 光纖傳感器的分類(lèi)及構(gòu)成
6.2.1 分類(lèi)
6.2.2 構(gòu)成部件
6.3 功能型光纖傳感器舉例
6.3.1 相位調(diào)制型光纖傳感器
6.3.2 光強(qiáng)調(diào)制型光纖傳感器
6.3.3 偏振態(tài)調(diào)制型光纖傳感器
6.4 非功能型光纖傳感器舉例
6.4.1 傳輸光強(qiáng)調(diào)制型光纖傳感器
6.4.2 反射光強(qiáng)調(diào)制型光纖傳感器
6.4.3 頻率調(diào)制型光纖傳感器
6.4.4 光纖液位傳感器
思考題與習(xí)題
第7章 光柵傳感器
7.1 光柵基礎(chǔ)
7.1.1 光柵的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)
7.1.2 莫爾條紋的原理-
7.1.3 莫爾條紋的特點(diǎn)
7.2 光柵傳感器的工作原理
7.2.1 光電轉(zhuǎn)換原理
7.2.2 莫爾條紋測(cè)量位移的原理
7.2.3 辨向原理
7.3 莫爾條紋細(xì)分技術(shù)
7.3.1 細(xì)分方法
7.3.2 光電元件直接細(xì)分
7.3.3 CCD直接細(xì)分
7.3.4 光柵傳感器的誤差
7.4 常用光學(xué)系統(tǒng)
7.4.1 透射直讀式光路
7.4.2 反射直讀式光路
7.4.3 反射積分式光路
思考題與習(xí)題
第8章 光電傳感器
8.1 光電傳感器的基本效應(yīng)
8.1.1 半導(dǎo)體的粒子特性
8.1.2 光電效應(yīng)
8.2 外光電效應(yīng)光電元件
8.2.1 光電管
8.2.2 光電倍增管
8.3 光電導(dǎo)效應(yīng)及光電元件
8.3.1 光敏電阻的結(jié)構(gòu)及原理
8.3.2 光敏電阻的特性
8.4 光電伏特效應(yīng)及光電元件
8.4.1 光電導(dǎo)結(jié)型光電元件
8.4.2 光電伏特型光電元件
8.5 CCD圖像傳感器
8.6 應(yīng)用光路
8.6.1 反射式
8.6.2 透射式
8.6.3 線紋瞄準(zhǔn)用光電傳感器
8.6.4 脈沖式光電傳感器
思考題與習(xí)題
第9章 氣、濕敏傳感器
9.1 氣敏傳感器
9.1.1 半導(dǎo)體氣敏元件的分類(lèi)及必備條件
9.1.2 表面控制型電阻式半導(dǎo)體氣敏元件
9.1.3 基于MtMS的新型微結(jié)構(gòu)氣敏傳感器
9.1.4 應(yīng)用舉例
9.2 濕敏傳感器
9.2.1 濕度及其表示
9.2.2 對(duì)濕敏傳感器的基本要求
9.2.3 電阻式濕敏傳感器
9.2.4 陶瓷濕敏傳感器
9.2.5 電容式濕敏傳感器
9.2.6 電解質(zhì)式濕敏傳感器
9.2.7 應(yīng)用范圍及應(yīng)用實(shí)例
思考題與習(xí)題
第10章 智能傳感器
10.1 智能傳感器及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
10.2 智能傳感器的結(jié)構(gòu)框圖
10.2.1 μP主機(jī)模板
10.2.2 模擬量輸入模板
10.2.3 IEEE-488標(biāo)準(zhǔn)總線模板
10.2.4 接口模板
10.3 信號(hào)處理與μP接口技術(shù)
10.3.1 傳感器輸出信號(hào)的類(lèi)型
10.3.2 傳感器輸出的模擬信號(hào)的處理
10.4 智能傳感器中的數(shù)據(jù)處理
10.4.1 查表與搜索
10.4.2 分段插值法
10.4.3 曲線擬合修正法
10.4.4 數(shù)字濾波
10.5 智能傳感器的設(shè)計(jì)
10.5.1 智能壓力傳感器的設(shè)計(jì)思路
10.5.2 簡(jiǎn)單智能溫度傳感器設(shè)計(jì)實(shí)例
10.5.3 智能有害氣體傳感器設(shè)計(jì)
思考題與習(xí)題
第11章 傳感器應(yīng)用技術(shù)
11.1 信號(hào)變換
11.1.1 電流-電壓（I-U）變換器
11.1.2 電壓-電流（U-D變換器
11.1.3 交流電壓-直流電壓（μ-U）變換器和交流電流-直流電壓（i-U）變換器
11.1.4 電阻-電壓（R-U或Ω-U）變換器
11.1.5 電容-電壓（C-U）變換器
11.1.6 電壓-頻率（U-f）變換器（簡(jiǎn)稱(chēng)VFC）和頻率-電壓（f-u）變換器（簡(jiǎn)稱(chēng)FVC）
11.1.7 電壓-脈寬（U-H）變換器
11.2 驅(qū)動(dòng)電路分析及外圍電路器件選擇
11.2.1 驅(qū)動(dòng)電路分析
11.2.2 外圍電路器件選擇
思考題與習(xí)題
第12章 傳感器的選擇與使用
12.1 傳感器的正確選擇
12.2 傳感器的合理使用
12.2.1 線性化及補(bǔ)償
12.2.2 傳感器的定標(biāo)
12.2.3 電磁兼容問(wèn)題
12.2.4 抗干擾技術(shù)
思考題與習(xí)題
附錄 國(guó)際單位制（SI）的主要單位及其換算
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第2章熱電傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究過(guò)程中，溫度是需要測(cè)量和控制的重要參數(shù)之一。在鋼花四濺的煉鋼車(chē)間，要想多出鋼、出好鋼，就必須對(duì)爐溫進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和有效控制；在現(xiàn)代化大型溫室里，要想四季收獲新鮮蔬菜和良種，就必須對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)視和及時(shí)的調(diào)整；現(xiàn)代科學(xué)研究的尖端課題（如超導(dǎo)體、溫?zé)岑煼ǖ龋└蜏囟扔胁唤庵?。在我們的日常生活中，溫度的測(cè)量也占有十分重要的地位。從感受溫度的途徑來(lái)劃分，測(cè)量溫度可分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式測(cè)溫即通過(guò)測(cè)溫元件與被測(cè)物體的接觸來(lái)感知物體的溫度；非接觸式測(cè)溫即通過(guò)接收被測(cè)物體發(fā)出的輻射來(lái)得知物體的溫度。目前，常見(jiàn)的接觸式測(cè)溫傳感器有熱膨脹式溫度傳感器、熱電勢(shì)式測(cè)溫傳感器、熱電阻式溫度傳感器、PN結(jié)型測(cè)溫傳感器和集成溫度傳感器等。常見(jiàn)的非接觸式測(cè)溫傳感器有光學(xué)高溫傳感器、熱輻射式溫度傳感器等。接觸式測(cè)溫傳感器的優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)成熟，傳感器種類(lèi)多，選擇余地大，測(cè)量系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，精度較高。非接觸式測(cè)溫傳感器的優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量上限不受感溫元件耐熱程度的限制，因而最高可測(cè)溫度原則上沒(méi)有限制；測(cè)溫時(shí)不需與被測(cè)物體進(jìn)行傳導(dǎo)熱交換，因此不會(huì)因測(cè)溫而改變?cè)瓉?lái)的溫度場(chǎng)，測(cè)溫速度快；可對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行溫度測(cè)量。其缺點(diǎn)是誤差較大。迄今為止，測(cè)量溫度通常都是采用間接測(cè)量的方法，即利用一些材料或元件的性能隨溫度而變化的特性，通過(guò)測(cè)量該性能參數(shù)來(lái)得到被測(cè)溫度的大小。用來(lái)測(cè)量溫度特性的材料性能有熱膨脹、電阻、熱電動(dòng)勢(shì)、半導(dǎo)體PN結(jié)特性、導(dǎo)磁率、介電系數(shù)、光學(xué)特性、彈性等，其中前四種尤為成熟，應(yīng)用廣泛。溫度傳感器發(fā)展很快，種類(lèi)很多，本章介紹熱電勢(shì)式測(cè)溫傳感器、熱電阻式溫度傳感器、PN結(jié)型測(cè)溫傳感器、集成溫度傳感器和熱釋電式傳感器。

編輯推薦

《傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)(第2版)》為21世紀(jì)高等學(xué)校電子信息類(lèi)規(guī)劃教材之一。

圖書(shū)封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    傳感器原理及應(yīng)用技術(shù) PDF格式下載

---