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第1章 概论1

1.1传感技术的定义及作用1

1.2传感技术的组成与分类3

1.2.1传感技术的组成3

1.2.2传感器的分类3

1.3传感技术器件的特性参数及选择5

1.3.1静态参数5

1.3.2动态参数6

1.3.3选择传感器应注意的事项7

1.4传感技术器件的发展趋势8

小结9

习题10

第2章 光电式传感技术11

2.1光敏二极管12

2.1.1光敏二极管的结构和工作原理12

2.1.2光敏二极管的基本特性12

2.1.3光敏二极管的型号参数14

2.1.4光敏二极管的应用15

2.2光敏三极管16

2.2.1光敏三极管的结构和工作原理16

2.2.2光敏三极管的基本特性16

2.2.3光敏三极管的型号参数18

2.2.4光敏三极管的应用19

2.3光敏电阻22

2.3.1光敏电阻的工作原理与结构22

2.3.2光敏电阻的主要参数和基本特性23

2.3.3常用光敏电阻的性能参数24

2.3.4光敏电阻的应用25

2.4光电池27

2.4.1光电池的工作原理和结构27

2.4.2光电池的基本特性28

2.4.3光电池的型号参数30

2.4.4光电池的应用30

2.5高速光电二极管32

2.5.1高速光电二极管的类型结构32

2.5.2高速光电二极管的特性参数33

2.6光电倍增管34

2.6.1光电倍增管的结构35

2.6.2光电倍增管的工作原理35

2.6.3光电倍增管的主要参数35

2.6.4光电倍增管的应用36

2.7色敏光电传感器37

2.7.1色敏光电传感器的基本工作原理38

2.7.2色敏光电传感器的基本特征38

2.7.3色敏光电传感器的应用39

2.8光位置传感器40

2.8.1光位置传感器的结构原理40

2.8.2光位置传感器的主要用途40

2.9红外光传感器40

2.9.1红外辐射40

2.9.2红外光传感器的工作原理与结构41

2.9.3红外光传感器的应用44

2.10光固态CCD图像传感器46

2.10.1电荷耦合器件（CCD）46

2.10.2MOS图像传感器54

2.10.3CCD器件的应用57

2.11光纤传感器59

2.11.1光纤的传光原理59

2.11.2光纤传感器的原理60

2.11.3光纤传感器实例63

2.12激光传感器66

2.12.1激光产生的机理66

2.12.2激光的特性67

2.12.3激光器分类及其特性68

2.12.4激光传感器的应用68

2.13核辐射（光）传感器70

2.13.1核辐射源——放射性同位素70

2.13.2核辐射的物理特性71

2.13.3核辐射传感器73

2.13.4核辐射传感器的应用74

2.14典型应用举例74

2.14.1光电式传感器的模拟量检测74

2.14.2光电式传感器的数字量检测75

小结79

习题80

第3章 数字式传感技术82

3.1光栅传感器82

3.1.1光栅的结构和类型82

3.1.2光栅传感器的工作原理83

3.1.3细分技术85

3.1.4光栅数显装置87

3.1.5光栅传感器的应用88

3.2磁栅传感器89

3.2.1磁栅传感器的组成及类型89

3.2.2磁栅传感器的工作原理90

3.2.3磁栅数显装置92

3.2.4磁栅传感器的应用93

3.3接触式编码器94

3.3.1接触式编码器的结构与工作原理94

3.3.2接触式编码器提高精度的途径96

3.3.3接触式编码器的优缺点97

3.4光电式编码器97

3.4.1光电式编码器的结构和工作原理97

3.4.2提高分辨率的方法——插值法98

3.4.3光电式编码器的主要技术指标99

3.4.4光电式编码器的优缺点99

3.5电磁式编码器99

3.5.1电磁式编码器的结构和工作原理99

3.5.2电磁式编码器的优缺点100

3.6脉冲盘式数字传感器100

3.6.1脉冲盘式数字传感器的结构与工作原理100

3.6.2旋转方向的判别100

3.6.3脉冲盘式数字传感器的优缺点101

3.7RC振荡器式频率传感器101

3.7.1RC振荡器式频率传感器的工作原理102

3.7.2RC振荡器式频率传感器的基本测量方法102

3.7.3RC振荡器式频率传感器的使用测量注意事项102

3.8弹性体频率式传感器103

3.8.1弹性体频率式传感器的工作原理103

3.8.2弹性体频率式传感器的结构104

3.8.3弹性体频率式传感器的激励电路104

3.8.4弹性体频率式传感器的输入-输出特性105

3.9直线式感应同步器106

3.9.1直线式感应同步器的类型106

3.9.2直线式感应同步器的结构106

3.9.3直线式感应同步器的工作原理107

3.9.4直线式感应同步器的数显装置108

3.9.5直线式感应同步器和数显表的型号及参数110

3.9.6直线式感应同步器的安装使用注意事项111

3.10旋转式感应同步器112

3.10.1旋转式感应同步器的结构112

3.10.2旋转式感应同步器的特性参数113

3.11旋转变压器114

3.11.1旋转变压器的结构114

3.11.2旋转变压器的工作原理115

3.11.3旋转变压器的主要参数117

3.11.4旋转变压器的应用117

3.12典型应用举例118

3.12.1位置检测118

3.12.2转速测量119

3.12.3机床闭环控制120

3.12.4定位控制120

3.12.5随动控制121

小结121

习题122

第4章 热电式传感技术123

4.1热敏电阻123

4.1.1热敏电阻的结构形式123

4.1.2热敏电阻的温度特性124

4.1.3热敏电阻输出特性的线性化处理125

4.1.4热敏电阻的应用128

4.2热电开关128

4.2.1双金属片式热电开关128

4.2.2陶铁磁体式热电开关130

4.2.3热电开关的应用131

4.3铂电阻133

4.3.1铂电阻与温度的关系133

4.3.2铂电阻体结构133

4.3.3铂电阻分度特性表134

4.4铜电阻135

4.4.1铜电阻与温度的关系135

4.4.2铜电阻体结构135

4.4.3铜电阻分度特性表135

4.4.4铜电阻的缺点135

4.5热电偶136

4.5.1热电偶的基本工作原理136

4.5.2热电偶的基本定律136

4.5.3热电偶的结构138

4.5.4热电偶冷端的温度补偿139

4.6温敏二极管141

4.6.1温敏二极管工作原理141

4.6.2温敏二极管的基本特性——（UF-T）关系142

4.7温敏三极管142

4.7.1温敏三极管的基本原理142

4.7.2温敏三极管测温的基本电路142

4.8温敏晶闸管（可控硅）143

4.8.1温敏晶闸管的工作原理143

4.8.2温敏晶闸管的温度特性144

4.8.3温敏晶闸管的开关温度控制145

4.8.4温敏晶闸管（可控硅）的应用146

4.9集成温度传感器147

4.9.1电压型集成温度传感器147

4.9.2电流型集成温度传感器（AD590）148

4.10新型及特种温度传感器151

4.10.1热辐射温度传感器151

4.10.2热敏电容153

4.10.3石英温度计154

4.10.4表面波温度传感器154

4.10.5超声波温度传感器154

4.10.6谐振式温度计154

4.10.7音叉式水晶温度传感器155

4.10.8光纤温度传感器155

4.11典型应用举例157

4.11.1温度检测及指示157

4.11.2温度补偿电路157

4.11.3过热保护158

4.11.4自动延时电路159

4.11.5控温电路159

4.11.6降温报警器161

4.11.7温度控制器161

4.11.8摄氏温度计162

4.11.9温差测量162

小结163

习题165

第5章 R、L、C传感技术166

5.1电阻式传感器166

5.1.1电位器式传感器166

5.1.2电阻应变式传感器168

5.1.3电阻式传感器的应用170

5.2电感式传感器172

5.2.1自感型电感式传感器172

5.2.2互感型-差动变压器式电感传感器175

5.2.3电感传感器的应用177

5.3电容式传感器178

5.3.1电容式传感器工作原理178

5.3.2电容式传感器的结构类型178

5.3.3电容式传感器的优缺点及一些特殊问题180

5.3.4电容式传感器的应用183

5.4典型应用举例184

5.4.1罐内液重测量184

5.4.2料位测量185

5.4.3高频反射式涡流厚度测量186

5.4.4电容测厚仪187

5.4.5电子皮带秤188

小结189

习题190

第6章 压电磁敏传感技术191

6.1压电式传感器191

6.1.1压电式传感器的工作原理191

6.1.2压电材料及压电元件的结构193

6.1.3压电式传感器的测量电路195

6.1.4压电式传感器的应用197

6.2磁敏电阻198

6.2.1磁阻效应198

6.2.2磁敏电阻的结构199

6.2.3磁敏电阻的应用200

6.3磁敏二极管201

6.3.1磁敏二极管的结构202

6.3.2磁敏二极管的工作原理202

6.3.3磁敏二极管的主要特性203

6.3.4磁敏二极管的应用206

6.4磁敏三极管208

6.4.1磁敏三极管的结构208

6.4.2磁敏三极管的工作原理208

6.4.3磁敏三极管的主要特性209

6.4.4磁敏三极管的应用210

6.5霍尔传感器210

6.5.1霍尔效应及霍尔元件210

6.5.2霍尔式传感器的应用216

6.6典型应用举例218

6.6.1位移检测218

6.6.2转速检测218

6.6.3钢绳断裂（丝）检测218

6.6.4功率测量219

6.6.5霍尔无损探伤219

6.6.6霍尔开关带载电路220

6.6.7霍尔计数装置220

6.6.8霍尔汽车点火器221

6.6.9霍尔线性集成传感器测磁感强度222

小结222

习题223

第7章 声、气、湿敏传感技术224

7.1声／超声波传感器224

7.1.1声／超声波及其物理性质224

7.1.2声敏传感器225

7.1.3超声波传感器230

7.2气敏传感器236

7.2.1电阻型半导体气敏材料的导电机理236

7.2.2电阻型半导体气敏传感器的结构237

7.2.3气敏器件的基本特性239

7.2.4非电阻型气敏器件240

7.2.5气敏传感器的主要参数与特性242

7.2.6气敏传感器的应用243

7.3湿敏传感器246

7.3.1氯化锂湿敏电阻246

7.3.2半导体陶瓷湿敏电阻246

7.3.3湿敏传感器的应用248

7.4典型应用举例251

7.4.1超声波探伤251

7.4.2烟雾报警器电路252

7.4.3酒精测试仪253

7.4.4酒精检测报警器254

7.4.5直读式湿度计254

7.4.6浴室镜面水汽清除器255

7.4.7土壤缺水告知器256

7.4.8电容式谷物水分测量仪256

小结258

习题258

第8章 生物传感技术259

8.1生物分子传感器259

8.1.1生物分子传感器的定义259

8.1.2生物分子传感器的基本结构259

8.1.3生物分子传感器的工作原理及类型260

8.2酶传感器262

8.2.1葡萄糖传感器263

8.2.2氨基酸传感器264

8.2.3乙醇传感器264

8.2.4尿素传感器265

8.2.5青霉素传感器265

8.3微生物传感器265

8.3.1电流型微生物传感器267

8.3.2电位型微生物传感器268

8.4免疫传感器269

8.4.1免疫传感器的结构269

8.4.2免疫传感器的分类和测定原理272

8.4.3免疫传感器应用实例274

8.5生物电子学传感器277

8.5.1酶场效应晶体管的结构与工作原理277

8.5.2免疫场效应晶体管的结构与工作原理278

8.6仿生传感器279

8.6.1视觉传感器279

8.6.2听觉传感器282

8.6.3接触觉传感器282

8.6.4压觉传感器283

8.6.5接近觉传感器286

8.6.6力觉传感器287

8.6.7滑觉传感器287

8.7典型应用举例288

8.7.1微生物传感器在甲烷测定中的应用288

8.7.2微生物传感器在抗生素测量中的应用289

小结291

习题292

第9章 超导、智能传感技术293

9.1超导传感器293

9.1.1超导效应293

9.1.2SCQID超导传感器的工作原理294

9.1.3几种超导传感器件的结构294

9.1.4超导传感器295

9.1.5SCQID测量系统298

9.2智能传感器300

9.2.1智能传感器的定义及其功能300

9.2.2传感器智能化的技术途径301

9.2.3智能传感器举例303

9.2.4智能传感器的发展前景304

9.3典型应用举例306

9.3.1ST-3000系列智能压力传感器306

9.3.2EJA差压变送器306

9.3.3利用通用接口（USIC）构成的智能温度压力传感器307

9.3.4人工神经网络智能传感器309

9.3.5其他智能传感器310

小结311

习题311

第10章 传感器件的特性评价与信号处理312

10.1传感器的静态特性312

10.1.1线性度312

10.1.2灵敏度314

10.1.3迟滞和重复性314

10.1.4稳定性和零漂314

10.2传感器的动态特性315

10.2.1频率响应特性316

10.2.2阶跃响应特性318

10.2.3动态特性的评价319

10.3传感器的误差及信噪比320

10.3.1传感器噪声及减小措施320

10.3.2传感器的误差321

10.3.3传感器的信噪比322

10.3.4传感器低噪声化方法323

10.4传感器信号处理324

小结325

习题325

参考文献326