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绪论1

目录1

第一章　直接编码式传感器7

§1.1　增量式编码器8

一、齿形二次传感器8

二、带编码的二次传感元件的传感器10

§1.2　绝对式编码器13

一、直接二进制绝对式编码器13

二、格雷码、循环码和V、U、M扫描读出法16

§1.3　直接编码式传感器的读码技术21

§1.4　高精度的角位移和角位置测量22

第二章　直接计数式传感器24

§2.1　光栅测量的基本原理27

§2.2　长光栅的莫尔条纹方程29

一、横向莫尔条纹31

§2.3　几种莫尔条纹31

二、光闸莫尔条纹32

三、游标莫尔条纹32

四、斜向莫尔条纹33

§2.4　莫尔条纹和光栅参数与运动间的关系33

§2.5　圆光栅的莫尔条纹35

一、径向辐射光栅的莫尔条纹35

二、切向光栅的莫尔条纹40

§2.6　柱面光栅43

§2.7　环形光栅和它的莫尔条纹46

§2.8　莫尔条纹的质量指标49

§2.9　光栅光学系统52

一、计量光栅光学系统对各部分的要求53

二、光栅光学系统59

§2.10　相位调制型光学系统68

一、光栅光学机械扫描式相位调制69

二、光电元件自扫描式相位调制71

§2.11　零位光栅75

§2.12　长光栅测量中的运动辨向和直接四细分80

§2.13　光栅测量的高倍细分技术87

一、细分技术概述87

二、电路细分技术（硬件细分）89

三、微控制器细分技术（软件细分）117

第三章　感应同步器126

§3.1　概述126

§3.2　感应同步器的工作原理131

§3.3　感应同步器的结构和分类136

一、长感应同步器136

二、圆感应同步器139

一、鉴相细分法140

§3.4　感应向步器的辨向和细分电路140

二、鉴幅细分法144

第四章　磁栅式传感器151

§4.1　概述151

一、磁栅的工作原理和分类152

二、磁栅数显的特点153

§4.2　磁栅的结构和录磁原理153

一、磁栅的一般结构154

二、磁栅的录磁原理155

§4.3　磁头与检磁原理155

一、速度响应式磁头（动态磁头）155

二、磁通响应式磁头（静态磁头）156

三、多气隙磁通响应式磁头157

四、多气隙磁头结构举例160

五、磁栅信号的检测、处理和显示162

§5.1　概述166

第五章　模-数与数-模转换器166

§5.2　模-数（A-D）和数-模（D-A）转换的基本概念167

一、A-D转换的基本概念167

二、A-D转换器的分类168

三、D-A转换的基本概念168

四、D-A转换器的主要性能指标169

§5.3　数-模转换器（D-AC）170

一、二进制权电阻解码网络的D-AC170

二、T型电阻解码网络的D-AC173

三、D-AC的类型与主要特性参数175

四、集成D-AC176

§5.4　模-数转换器（A-DC）178

一、A-DC的分类178

二、采样、保持、量化和编码179

三、常用的A-DC184

四、集成的A-DC及使用时应注意的问题192

§5.5　A-DC的应用实例193

第六章　频率式传感器198

§6.1　振弦式传感器的工作原理和激励方式198

一、工作原理198

二、弦振动的激励方式200

§6.2　振弦式转换元件的特性分析203

一、振弦的相对灵敏度203

二、非线性的输出特性204

三、频率的稳定性206

§6.3　振筒式传感器206

一、振筒式传感器的基本结构206

二、振筒式传感器的工作原理208

三、测量方法209

§6.4　电压-频率转换式（V-F）频率传感器212

一、电压-频率转换的工作原理213

二、V-F转换的频率式传感器的应用举例215

§6.5　石英晶体频率式传感器216

§6.6　热敏电阻温度传感器219

第七章　电荷耦合图像传感器222

§7.1 电荷耦合器件的物理基础简介222

一、稳态时半导体表面载流子的积累、耗尽与反型222

二、半导体表面的瞬态特性和表面势阱225

§7.2　CCD的工作过程227

一、CCD的基本结构及电荷转移原理227

二、线列CCD图像传感器229

§7.3　CCD图像传感器的主要性能参数234

一、灵敏度234

二、转移效率235

三、光谱响应特性235

六、噪声236

四、调制传递函数236

五、不均匀性236

§7.4　CCD图像传感器的应用举例237

一、微隙和细丝直径的测量237

二、长度的测量239

第八章　激光式数字传感器242

§8.1　激光相位调制式传感器243

一、工作原理243

二、干涉条纹的辨向和细分技术247

三、对光源、接收元件和调整机构的要求248

四、几种干涉仪简介249

五、干涉法测长的应用实例255

§8.2　激光频率调制式传感器259

§8.3　激光多普勒效应和它的应用264

参考文献272