傳感器原理及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《傳感器原理及應(yīng)用》主要介紹了：傳感器的基本概念、基本理論、一般特性及分析方法。同時(shí)，還介紹了國內(nèi)外近年研制與開發(fā)的新型傳感器。全書共12章。第1章介紹了傳感器的概念、組成，分類和發(fā)展趨勢等；第2章介紹了傳感器的一般特性；第3章～第12章從傳感器的工作原理出發(fā)，分別介紹了電阻式、電容式、電感式、壓電式、熱電式、光電式、光導(dǎo)纖維、CCD圖像、紅外及指紋傳感器的工作原理、性能、測量電路及應(yīng)用?！　　秱鞲衅髟砑皯?yīng)用》具有較強(qiáng)實(shí)用性，力求通過理論知識的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解各種傳感器的工作原理，并掌握用傳感器來測量一些常規(guī)物理量的方法?！　　秱鞲衅髟砑皯?yīng)用》可作為高職院校機(jī)電一體化、工業(yè)自動化、電氣技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)等專業(yè)的教材，也可作為高等院校測控技術(shù)及儀器、精密儀器與機(jī)械、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)械電子工程等專業(yè)的教材或參考書，還可作為相關(guān)技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

第1章　傳感器概論1.1 傳感器的概念1.2 傳感器的組成1.3 傳感器的分類1.4 傳感器的發(fā)展趨勢第2章　傳感器的一般特性2.1 傳感器的靜態(tài)響應(yīng)特性2.1.1 線性度2.1.2 靈敏度2.1.3 遲滯2.1.4 重復(fù)性2.1.5 靜態(tài)響應(yīng)特性的其他描述2.2 傳感器的動態(tài)響應(yīng)特性2.2.1 傳遞函數(shù)2.2.2 頻率響應(yīng)特性2.2.3 典型環(huán)節(jié)的動態(tài)特性2.2.4 傳感器的動態(tài)特性指標(biāo)思考題第3章　電阻應(yīng)變式傳感器3.1 電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理3.1.1 電阻應(yīng)變效應(yīng)3.1.2 電阻應(yīng)變特性3.2 應(yīng)變片的種類、結(jié)構(gòu)與粘貼3.2.1 應(yīng)變片的種類與結(jié)構(gòu)3.2.2 應(yīng)變片的粘貼3.3 應(yīng)變電橋3.3.1 應(yīng)變電橋的特性3.3.2 應(yīng)變電橋的工作方式3.4 電阻應(yīng)變片的應(yīng)用3.4.1 測力傳感器3.4.2 壓力傳感器3.4.3 位移傳感器思考題第4章　電容式傳感器4.1 電容式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)形式4.1.1 電容式傳感器的工作原理4.1.2 電容式位移傳感器的結(jié)構(gòu)形式4.2 電容式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路4.2.1 橋式電路4.2.2 運(yùn)算放大器式測量電路4.2.3 脈沖寬度調(diào)制電路4.2.4 調(diào)頻電路4.2.5 諧振電路4.3 電容式傳感器的應(yīng)用4.3.1 電容測厚儀4.3.2 電容加速度傳感器4.3.3 濕敏電容4.3.4 電容式油量表4.3.5 電容式接近開關(guān)4.4 壓力和流量的測量4.4.1 壓力的基本概念4.4.2 壓力傳感器的分類4.4.3 差動電容式差壓變送器4.4.4 流量的基本概念4.4.5 節(jié)流式流量計(jì)及電容差壓變送器在流量測量中的應(yīng)用思考題第5章　電感式傳感器5.1 自感式傳感器5.1.1 工作原理5.1.2 等效電路5.1.3 輸出特性分析5.1.4 電感式傳感器的測量電路5.2 差動變壓器5.2.1 螺管式差動變壓器5.2.2 差動變壓器的信號調(diào)節(jié)電路5.2.3 電感式傳感器的應(yīng)用5.3 電渦流式傳感器5.3.1 高頻反射式電渦流傳感器5.3.2 低頻透射式電渦流傳感器5.3.3 電渦流式傳感器的應(yīng)用思考題第6章　壓電式傳感器6.1 壓電式傳感器的工作原理6.1.1 壓電效應(yīng)6.1.2 壓電常數(shù)和表面電荷的計(jì)算6.2 壓電材料及壓電式傳感器的等效電路6.2.1 壓電材料6.2.2 壓電式傳感器的等效電路6.3 壓電式傳感器的信號調(diào)節(jié)電路6.3.1 電壓放大器（阻抗變換器）6.3.2 電荷放大器6.4 壓電式傳感器的應(yīng)用6.4.1 應(yīng)用范圍6.4.2 壓電式加速度傳感器6.4.3 壓電式測力傳感器6.4.4 壓電式壓力傳感器6.4.5 逆壓電效應(yīng)的應(yīng)用6.4.6 超聲波傳感器思考題第7章　熱電式傳感器第8章　光電式傳感器第9章　光導(dǎo)纖維傳感器第10章　CCD圖像傳感器第11章　紅外傳感器第12章　指紋傳感器及識別系統(tǒng)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章傳感器概論1.1 傳感器的概念人通過感官來接收外界的信號，并將所接收的信號送入大腦，進(jìn)行分析處理后獲取有用的信息。傳感器是人類感官的擴(kuò)展和延伸，借助傳感器，人類可以去探測那些無法直接用感官獲取的信息。例如，用超聲波探測器可以探測海水的深度，用紅外遙感器可以從高空探測地球上的植被和污染情況等。在自動控制領(lǐng)域中，自動化程度越高，控制系統(tǒng)對傳感器的依賴性就越大，因此，傳感器對控制系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮起著決定性的作用。傳感器是一種獲取信息的裝置。它的定義是：借助于檢測元件接收一種形式的信息，并按一定的規(guī)律將所獲取的信息轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。它獲取的信息可以為各種物理量、化學(xué)量和生物量，而轉(zhuǎn)換后的信息也可以有各種形式。但目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信息大多為電信號。因而從狹義上講，傳感器的定義為：把外界輸入的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。所以一般也稱傳感器為變換器、換能器和探測器，其輸出的電信號要繼續(xù)輸送給后續(xù)的配套的測量電路及終端裝置，以便進(jìn)行電信號的調(diào)理、分析、記錄或顯示等。在一個(gè)自動化系統(tǒng)中，首先要能檢測到信息，才能去進(jìn)行自動控制，因此傳感器是首先必備的裝置。1.2 傳感器的組成圖1-1為傳感器原理框圖。傳感器一般由敏感元件與其他輔助器件組成。敏感元件是傳感器的核心，它的作用是直接感受被測物理量，并將信號進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換輸出。一般把傳感元件、信號處理電路歸為輔助器件，它們是一些能把敏感元件輸出的電信號轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、處理等有用的電信號的裝置。例如應(yīng)變式壓力傳感器的彈性膜片是敏感元件，它的作用是將壓力轉(zhuǎn)換為彈性膜片的形變，并將彈性膜片的形變轉(zhuǎn)換為電阻的變化而輸出，電位器為傳感元件。并非所有的傳感器都有敏感元件和傳感元件之分，有些傳感器是將兩者合二為一的。如濕度傳感器，是將感受的被測量值直接轉(zhuǎn)換為電信號。如圖1-2所示為一臺測量壓力的電位器式壓力傳感器，隨著被測壓力增加，彈簧管撐直通過齒條帶動齒輪，齒輪又帶動電刷在電位器上轉(zhuǎn)動，使輸出電阻變化，輸出電壓也跟著變化，由此可通過測量電壓大小來測量被測壓力。該電路彈簧管為敏感元件，電位器為傳感元件。

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