目 錄

第1章 初識傳感器 1
A部分 傳感器的基本概念 2
1.1 傳感器在自動測量中的作用 2
1.2 傳感器的定義與組成 3
1.2.1 傳感器的定義 3
1.2.2 傳感器的組成 4
1.3 傳感器的分類 4
1.4 傳感器的發(fā)展趨勢 6
1.4.1 新原理、新材料、新工藝的開發(fā)利用 6
1.4.2 微型化、智能化、多功能傳感器 6
1.4.3 網(wǎng)絡(luò)化 8
B部分 傳感器的基本特性 9
1.5 傳感器的靜態(tài)特性 9
1.5.1 傳感器的靜態(tài)模型 9
1.5.2 傳感器的靜態(tài)特性指標 10
1.6 傳感器的動態(tài)特性 13
1.6.1 傳感器的動態(tài)數(shù)學(xué)模型 14
1.6.2 傳感器系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)不失真測試的頻率響應(yīng)特性 17
1.6.3 典型傳感器系統(tǒng)的動態(tài)特性分析 19
1.7 傳感器的技術(shù)性能指標及選用原則 26
1.7.1 傳感器的技術(shù)性能指標 26
1.7.2 傳感器的選用原則 27
1.8 提高與改善傳感器性能的技術(shù)途徑 29
思考與練習(xí) 30
第2章 電阻應(yīng)變式傳感器·力及力矩測量 32
A部分 電阻應(yīng)變式傳感器 32
2.1 電阻應(yīng)變片的工作原理 33
2.2 電阻應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)、種類和材料 34
2.2.1 電阻應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu) 34
2.2.2 電阻應(yīng)變片的種類 35
2.2.3 電阻應(yīng)變片的材料 36
2.3 電阻應(yīng)變片的基本參數(shù)及性能指標 38
2.3.1 應(yīng)變片的基本參數(shù) 38
2.3.2 應(yīng)變片的精度指標 39
2.4 電阻應(yīng)變片的選擇和使用 42
2.4.1 電阻應(yīng)變片的選擇 42
2.4.2 電阻應(yīng)變片的使用 43
2.5 轉(zhuǎn)換電路 44
2.5.1 直流電橋 44
2.5.2 恒流源電橋 47
2.5.3 交流電橋 48
2.6 電阻應(yīng)變片的溫度誤差及其補償 49
2.7 電阻應(yīng)變儀 50
B部分 力及力矩測量傳感器 51
2.8 測力基本知識及測力傳感器 51
2.8.1 力的測量方法 51
2.8.2 電阻應(yīng)變式測力傳感器 52
2.8.3 壓磁式力傳感器 60
2.8.4 壓電式力傳感器 61
2.9 力矩測量基本知識及力矩傳感器 62
2.9.1 力矩的測量方法 62
2.9.2 電阻應(yīng)變式力矩傳感器 62
2.9.3 其他類型的力矩傳感器 64
思考與練習(xí) 65
第3章 電容式傳感器·壓力測量 67
A部分 電容式傳感器 67
3.1 電容式傳感器的工作原理和特性 68
3.1.1 工作原理及類型 68
3.1.2 電容式傳感器特性分析 68
3.2 電容式傳感器的等效電路 75
3.3 電容式傳感器的測量電路 76
3.3.1 調(diào)頻式測量電路 76
3.3.2 變壓器式交流電橋測量電路 77
3.3.3 運算放大器式測量電路 78
3.3.4 二極管雙T形交流電橋測量電路 79
3.3.5 差動脈沖調(diào)寬測量電路 80
3.4 電容式傳感器的防干擾措施 81
B部分 壓力測量 83
3.5 壓力的定義、計量單位及壓力測量儀表的分類 83
3.5.1 壓力的定義 83
3.5.2 壓力的計量單位 84
3.5.3 壓力測量儀表的分類 85
3.6 電氣式壓力計 86
3.6.1 電容式壓力傳感器 86
3.6.2 電阻應(yīng)變式壓力傳感器 91
3.6.3 壓阻式壓力傳感器 93
3.6.4 壓電式壓力傳感器 95
3.6.5 霍爾片式壓力傳感器 96
3.6.6 電感式壓力傳感器 97
3.7 壓力儀表的選擇和安裝 98
3.7.1 壓力儀表的選擇 98
3.7.2 壓力儀表的安裝 99
思考與練習(xí) 100
第4章 電感式傳感器·線位移及尺寸測量 104
A部分 電感式傳感器 105
4.1 自感式傳感器 105
4.1.1 工作原理 105
4.1.2 電感計算與輸出特性分析 106
4.1.3 電感式傳感器的等效電路 111
4.1.4 自感式傳感器的測量電路 113
4.2 差動變壓器式傳感器 117
4.2.1 螺線管型差動變壓器式傳感器 117
4.2.2 差動變壓器式傳感器特性分析 119
4.2.3 差動變壓器式傳感器的測量電路 122
4.3 渦流式傳感器 124
4.3.1 高頻反射型渦流式傳感器 125
4.3.2 低頻透射型渦流式傳感器 128
4.4 感應(yīng)同步器 129
4.4.1 感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)和工作原理 130
4.4.2 感應(yīng)同步器的信號處理與測量電路 132
B部分 線位移/尺寸測量傳感器 134
4.5 線位移/尺寸測量基本知識 134
4.6 電感式位移傳感器 135
4.7 其他線位移/尺寸測量傳感器 137
4.7.1 電容式位移傳感器 137
4.7.2 大量程位移測量傳感器 139
思考與練習(xí) 145
第5章 壓電式傳感器·加速度測量 148
A部分 壓電式傳感器 149
5.1 壓電效應(yīng)與壓電方程組 149
5.1.1 壓電效應(yīng) 149
5.1.2 壓電方程組 150
5.2 壓電材料及其主要性能指標 151
5.2.1 石英晶體 151
5.2.2 壓電陶瓷 156
5.2.3 壓電材料的主要性能指標 158
5.3 壓電元件的常用結(jié)構(gòu)形式 159
5.4 壓電式傳感器的等效電路與測量電路 160
5.4.1 壓電式傳感器的等效電路 160
5.4.2 壓電式傳感器的測量電路 161
B部分 加速度測量 167
5.5 加速度測量基本知識 167
5.5.1 加速度測量的基本原理 167
5.5.2 加速度傳感器 168
5.6 壓電式加速度傳感器的設(shè)計 169
5.6.1 壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu) 169
5.6.2 壓電式加速度傳感器的動態(tài)特性分析 172
5.6.3 壓電式加速度傳感器的零漂分析 175
5.6.4 壓電式加速度傳感器的安裝 176
5.7 其他加速度傳感器 179
5.7.1 電阻應(yīng)變式加速度傳感器 179
5.7.2 壓阻式加速度傳感器 179
5.7.3 電容式加速度傳感器 180
5.7.4 差動變壓器式加速度傳感器 182
思考與練習(xí) 183
第6章 光電式傳感器·轉(zhuǎn)速測量 185
A部分 光電式傳感器 186
6.1 光電效應(yīng) 186
6.1.1 外光電效應(yīng) 186
6.1.2 內(nèi)光電效應(yīng) 186
6.2 常用光電轉(zhuǎn)換器件 188
6.2.1 外光電效應(yīng)器件 188
6.2.2 內(nèi)光電效應(yīng)器件 191
6.2.3 光電傳感器件的選擇與應(yīng)用 199
6.3 固態(tài)圖像傳感器 202
6.3.1 CCD的結(jié)構(gòu)和基本原理 203
6.3.2 線陣CCD圖像傳感器 204
6.3.3 面陣CCD圖像傳感器 205
6.4 光柵式傳感器 206
6.4.1 光柵的種類 207
6.4.2 光柵式傳感器的工作基礎(chǔ)——莫爾條紋 208
6.4.3 光柵式傳感器的光學(xué)系統(tǒng) 209
6.5 光學(xué)編碼器 212
6.5.1 絕對編碼器 213
6.5.2 增量編碼器 215
6.6 光纖傳感器 216
6.6.1 光纖傳感器基礎(chǔ)知識 216
6.6.2 光纖傳感器的分類及其工作原理 219
B部分 轉(zhuǎn)速測量 223
6.7 轉(zhuǎn)速測量基本知識及轉(zhuǎn)速傳感器 223
6.7.1 轉(zhuǎn)速測量基本知識 223
6.7.2 常用轉(zhuǎn)速傳感器 224
思考與練習(xí) 228
第7章 溫度傳感器 230
A部分 接觸式溫度傳感器 230
7.1 溫度的基本概念和測量方法 230
7.2 熱電偶 232
7.2.1 熱電偶的工作原理 232
7.2.2 熱電偶的常用類型和結(jié)構(gòu) 235
7.2.3 熱電偶的參考端溫度補償 240
7.2.4 熱電偶的選用 243
7.2.5 熱電偶的測量電路及應(yīng)用 245
7.3 熱電阻 246
7.3.1 熱電阻測溫原理 246
7.3.2 常用熱電阻（RTD） 247
7.3.3 熱電阻傳感器的測量電路 249
7.4 熱敏電阻 250
7.4.1 熱敏電阻的結(jié)構(gòu) 250
7.4.2 熱敏電阻的類型和特性 251
7.4.3 熱敏電阻的測量電路及應(yīng)用 251
7.5 集成溫度傳感器 252
7.5.1 測溫原理 252
7.5.2 典型集成溫度傳感器及其應(yīng)用 254
B部分 輻射測溫方法及輻射溫度計 259
7.6 輻射測溫的基本定律 259
7.7 輻射溫度計 262
7.7.1 全輻射溫度計 262
7.7.2 紅外輻射溫度計 263
7.7.3 單色輻射溫度計 263
7.7.4 比色溫度計 265
思考與練習(xí) 269
第8章 新型傳感器 271
8.1 智能傳感器 272
8.1.1 智能傳感器簡介 272
8.1.2 智能傳感器的主要功能和特點 272
8.1.3 智能傳感器的實現(xiàn) 274
8.1.4 智能傳感器應(yīng)用實例 276
8.2 微傳感器 278
8.2.1 微傳感器的定義 278
8.2.2 微傳感器的加工技術(shù) 279
8.2.3 微傳感器應(yīng)用實例 284
8.3 網(wǎng)絡(luò)傳感器 286
8.3.1 網(wǎng)絡(luò)傳感器的概念 286
8.3.2 網(wǎng)絡(luò)傳感器的類型 286
8.3.3 基于IEEE1451標準的網(wǎng)絡(luò)傳感器 287
8.3.4 網(wǎng)絡(luò)傳感器應(yīng)用實例 288
8.4 模糊傳感器 292
8.4.1 模糊傳感器簡介 292
8.4.2 模糊傳感器的理論基礎(chǔ) 292
8.4.3 模糊傳感器的結(jié)構(gòu)和功能 295
8.4.4 模糊傳感器應(yīng)用實例 297
思考與練習(xí) 301
第9章 傳感器的標定 303
9.1 傳感器的靜態(tài)特性標定 303
9.2 傳感器的動態(tài)特性標定 305
9.3 常用的標定設(shè)備 307
9.3.1 靜態(tài)特性標定設(shè)備 307
9.3.2 動態(tài)特性標定設(shè)備 312
9.4 傳感器標定舉例 314
思考與練習(xí) 317
參考文獻 319