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第1章　传感器与检测技术基础1

1.1　传感器基础知识1

1.1.1　传感器的命名与代号1

1.1.2　传感器的灵敏度与分辨率2

1.1.3　传感器的线性度与非线性误差3

1.1.4　传感器的迟滞与重复性3

1.2　检测技术基础4

1.2.1　检测技术的概念与作用4

1.2.2　检测系统的基本组成5

1.2.3　检测技术的发展趋势6

1.3　测量误差的概念及其处理方法6

1.3.1　测量定义及测量误差6

1.3.2　随机误差的处理方法12

1.3.3　系统误差的消除方法17

1.4　电桥电路在测量中的应用19

1.4.1　直流测量电桥分析19

1.4.2　交流测量电桥分析22

小结23

思考题24

第2章　电阻式传感器25

2.1　电阻应变片25

2.1.1　电阻应变效应25

2.1.2　电阻应变片的类型及常用材料26

2.1.3　电阻应变计的型号及选用28

2.1.4　应变电阻的应用30

2.2　热电阻及热敏电阻33

2.2.1　热电阻33

2.2.2　热敏电阻35

2.3　压敏电阻40

2.3.1　压敏电阻的工作原理40

2.3.2　压敏电阻的型号41

2.3.3　压敏电阻的应用42

2.4　气敏电阻43

2.4.1　气敏电阻的工作原理及其特性43

2.4.2　常用的气敏电阻44

2.4.3　气敏电阻的应用45

2.5　湿敏电阻48

2.5.1　湿敏电阻的型号命名方法48

2.5.2　常见类型及其应用49

2.6　光敏电阻51

2.6.1　工作原理51

2.6.2　基本特性及其主要参数52

2.6.3　光敏电阻器型号命名方法54

2.6.4　光敏电阻的应用54

小结56

思考题56

第3章　电容式传感器58

3.1　电容式传感器的基本原理及性能特点58

3.1.1　变面积式电容传感器58

3.1.2　变间隙式电容传感器59

3.1.3　变介电常数式电容传感器60

3.2　电容式传感器的常用测量电路61

3.2.1　双T电桥电路61

3.2.2　运算放大器测量电路61

3.2.3　脉冲调制电路62

3.2.4　调频电路63

3.2.5　消除电容传感器寄生电容的方法64

3.3　电容式传感器的应用66

3.3.1　在物位测控中的应用66

3.3.2　在压力测量中的应用70

3.3.3　在位移测量中的应用74

3.3.4　电容式指纹传感器78

小结79

思考题80

第4章　电感式传感器82

4.1 自感式电感传感器82

4.1.1　原理分析82

4.1.2　测量电路84

4.2　差动变压器86

4.2.1　工作原理分析86

4.2.2　常用测量电路88

4.3　电涡流式传感器89

4.3.1　结构原理与特性90

4.3.2　测量电路92

4.4　电感式传感器的典型应用94

4.4.1　位移测量94

4.4.2　振动检测95

4.4.3　位置控制97

小结98

思考题99

第5章　热电偶传感器100

5.1　热电偶的工作原理及其基本结构100

5.1.1　热电偶的工作原理100

5.1.2　热电偶的基本定律102

5.1.3　热电偶结构104

5.2　常用热电偶及其测温线路106

5.2.1　热电偶材料106

5.2.2　热电偶种类106

5.2.3　热电偶的冷端补偿方法111

5.2.4　热电偶测温线路115

5.3　热电偶应用实例117

5.3.1　热电偶在温度测量仪中的应用117

5.3.2　热电偶温度变送器117

小结118

思考题118

第6章　压电式传感器120

6.1　基本原理分析120

6.1.1　压电效应120

6.1.2　石英晶体的压电效应120

6.1.3　压电陶瓷的压电效应122

6.2　压电材料及压电元件的结构123

6.2.1　压电材料123

6.2.2　压电元件的常用结构形式125

6.3　测量电路125

6.3.1　等效电路125

6.3.2　基本测量电路126

6.4　压电式传感器的应用128

6.4.1　5100系列压电式力传感器128

6.4.2　电荷型石英压力传感器128

6.4.3　压电式加速度传感器130

小结132

思考题132

第7章　光电传感器133

7.1　概述133

7.2　光电器件134

7.2.1　外光电效应器件135

7.2.2　内光电效应器件137

7.2.3　光生伏特效应器件140

7.3　光电传感器142

7.3.1　光电传感器的类型142

7.3.2　光电传感器的常用光源144

7.3.3　光电转换电路144

7.4　常见的光电传感器及应用146

7.4.1　透射式光电传感器的应用146

7.4.2　漫反射型光电传感器147

7.4.3　遮光式光电传感器149

7.4.4　光电式带材跑偏检测器150

7.4.5　包装充填物高度检测150

小结151

思考题151

第8章　霍尔传感器152

8.1　霍尔效应与霍尔元件152

8.1.1　霍尔效应152

8.1.2　霍尔元件154

8.1.3　温度特性及补偿155

8.1.4　零位特性及补偿158

8.2　集成霍尔传感器158

8.2.1　开关型集成霍尔传感器159

8.2.2　线性型集成霍尔传感器160

8.2.3　差动霍尔电路（双霍尔电路）161

8.3　霍尔传感器的应用161

8.3.1　一般应用161

8.3.2　应用实例164

小结174

思考题175

第9章　新型传感器176

9.1　光纤传感器176

9.1.1　光纤传感器基础知识176

9.1.2　光纤传感器的应用178

9.2　红外线传感器180

9.2.1　红外辐射的产生及其性质181

9.2.2　红外线传感器的类型181

9.2.3　红外线传感器的应用182

9.3　超声波传感器186

9.3.1　超声波的发生186

9.3.2　超声波的接收188

9.3.3　超声波的传播特性188

9.3.4　超声波在自动检测中的应用190

9.4　激光传感器193

9.4.1　激光的本质193

9.4.2　激光的形成194

9.4.3　激光的特点196

9.4.4　激光器197

9.4.5　激光的应用198

小结201

思考题202

第10章　信号处理及系统集成203

10.1　信号处理技术203

10.1.1　微弱信号放大203

10.1.2　线性化处理技术206

10.2　噪声源及噪声耦合方式211

10.2.1　噪声源212

10.2.2　噪声耦合方式214

10.3　共模与差模干扰217

10.3.1　差模干扰217

10.3.2　共模干扰218

10.3.3　共模干扰抑制比220

10.4　常用的干扰抑制技术221

10.4.1　屏蔽技术221

10.4.2　接地技术222

10.4.3　浮置224

10.4.4　平衡电路224

10.4.5　滤波225

10.4.6　光耦合器227

10.4.7　脉冲电路中的噪声抑制227

10.5　典型检测系统简介228

10.5.1　单片机自动测温系统229

10.5.2　盐浴炉温度控制系统232

10.5.3　超声波汽车测距告警装置235

小结237

思考题238

附录239

参考文献243