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第1章 传感器的基本知识1

1．1 传感器的定义1

1．2 传感器的分类2

1．3 传感器的组成3

1．4 传感器的基本特性4

1．4．1 传感器的静态特性4

1．4．2 传感器的动态特性8

1．5 传感器的发展趋势14

本章习题16

第2章 电阻式传感器17

2．1 电阻应变式传感器17

2．1．1 金属电阻应变效应17

2．1．2 应变片的基本结构和测量原理19

2．2 应变片的静态特性20

2．3 应变片的动态特性23

2．3．1 应变波的传播过程23

2．3．2 应变片工作频率范围的估算24

2．4 测量电路25

2．4．1 直流电桥25

2．4．2 交流电桥27

2．4．3 差动电桥29

2．5 应变片的温度效应和补偿31

2．5．1 温度误差31

2．5．2 温度误差补偿方法32

2．6 应变片的选用与粘贴34

2．6．1 应变片的类型34

2．6．2 应变片的选用37

2．6．3 应变片的粘贴37

2．7 应变式传感器的种类39

2．8 电阻应变式传感器的应用40

本章习题42

第3章 电容式传感器43

3．1 电容式传感器的工作原理及类型43

3．2 电容式传感器的主要性能及特点48

3．2．1 电容式传感器的主要性能48

3．2．2 电容式传感器的特点49

3．2．3 电容式传感器的设计要点50

3．3 电容式传感器的测量电路53

3．3．1 变压器电桥53

3．3．2 双T二极管交流电桥电路54

3．3．3 差动脉冲宽度调制电路55

3．3．4 运算放大器电路56

3．3．5 调频电路56

3．4 电容式传感器的应用57

本章习题59

第4章 压电式传感器60

4．1 压电效应60

4．2 压电晶体61

4．2．1 石英晶体的压电机理和压电常数61

4．2．2 压电陶瓷63

4．2．3 压电元件的基本变形和连接方式64

4．2．4 PVDF压电薄膜66

4．3 测量电路67

4．3．1 压电式传感器等效电路67

4．3．2 测量电路67

4．4 压电式传感器的应用70

本章习题71

第5章 电感式传感器72

5．1 自感式传感器72

5．1．1 工作原理72

5．1．2 变隙式自感传感器73

5．1．3 变截面式自感传感器75

5．1．4 螺线管式自感传感器75

5．1．5 自感式传感器转换电路76

5．1．6 自感式传感器的应用79

5．2 差动变压器79

5．2．1 工作原理79

5．2．2 差动变压器式传感器转换电路81

5．2．3 差动变压器式传感器的应用82

5．3 零点残余电压83

5．4 电涡流式传感器84

5．4．1 工作原理84

5．4．2 高频反射式电涡流传感器86

5．4．3 低频透射式电涡流传感器86

5．4．4 电涡流式传感器转换电路87

5．4．5 电涡流式传感器的应用88

5．5 压磁式传感器90

5．5．1 压磁效应90

5．5．2 压磁式传感器90

本章习题91

第6章 磁电式传感器92

6．1 磁电感应式传感器92

6．1．1 工作原理92

6．1．2 相对运动式磁电感应传感器92

6．1．3 磁阻式磁电感应传感器93

6．1．4 磁电感应式传感器的应用94

6．2 霍尔式传感器96

6．2．1 霍尔效应96

6．2．2 霍尔元件97

6．2．3 霍尔元件的主要参数98

6．2．4 霍尔元件的误差补偿99

6．2．5 霍尔式传感器的应用101

本章习题102

第7章 热电式传感器103

7．1 热电偶传感器103

7．1．1 热电偶的工作原理103

7．1．2 常用热电偶106

7．1．3 热电偶温度补偿107

7．2 热电阻传感器109

7．2．1 热电阻材料与工作原理109

7．2．2 常用热电阻109

7．3 热敏电阻传感器110

7．3．1 热敏电阻的结构形式111

7．3．2 负温度系数热敏电阻的特性111

7．4 集成温度传感器112

7．4．1 集成温度传感器的原理112

7．4．2 电流型集成温度传感器（AD590）113

本章习题115

第8章 光电式传感器116

8．1 光电效应116

8．1．1 外光电效应116

8．1．2 内光电效应117

8．2 光电器件118

8．2．1 光电管及光电倍增管118

8．2．2 光敏电阻121

8．2．3 光电池123

8．2．4 光电二极管和光电三极管125

8．3 光源127

8．3．1 热致发光光源127

8．3．2 气体放电发光光源128

8．3．3 固体发光光源129

8．3．4 激光光源130

8．4 光电式传感器的应用131

8．5 CCD 传感器133

8．5．1 电荷耦合器件133

8．5．2 CCD传感器的应用135

8．6 光栅传感器136

8．6．1 光栅的结构136

8．6．2 光栅的工作原理137

8．6．3 光栅传感器的应用137

8．7 光纤传感器138

8．7．1 光纤及传光原理138

8．7．2 光纤传感器的组成和分类139

8．7．3 光纤传感器的调制原理141

本章习题147

第9章 波传感器148

9．1 声传感器148

9．1．1 声波的基本概念148

9．1．2 声敏传感器151

9．2 声表面波传感器154

9．2．1 声表面波传感器的工作原理155

9．2．2 声表面波传感器的应用156

9．3 超声波传感器158

9．3．1 超声波的基本特性159

9．3．2 超声波传感器的工作原理160

9．3．3 超声波传感器的应用161

9．4 微波传感器162

9．4．1 微波传感器的组成及工作原理162

9．4．2 微波传感器的应用164

本章习题165

第10章 化学量传感器166

10．1 气体传感器166

10．1．1 半导体式气体传感器166

10．1．2 其他气体传感器172

10．1．3 气体传感器的应用173

10．2 湿度传感器174

10．2．1 湿度及其表示方法175

10．2．2 湿度传感器的基本原理175

10．2．3 湿度传感器的发展176

10．2．4 电解质和陶瓷湿度传感器177

10．2．5 高分子湿度传感器179

10．2．6 湿度传感器的应用182

10．3 离子传感器183

10．3．1 离子选择性电极183

10．3．2 离子敏感场效应管189

本章习题190

第11章 MEMS传感器191

11．1 MEMS传感器及其特点191

11．2 MEMS传感器加工技术193

11．3 微传感器的应用193

本章习题199

第12章 无线传感器网络200

12．1 传感器网络体系结构200

12．1．1 传感器网络结构200

12．1．2 传感器节点结构201

12．1．3 传感器网络协议栈201

12．2 传感器网络的特征202

12．2．1 与现有无线网络的区别202

12．2．2 传感器节点的限制203

12．2．3 传感器网络的特点204

12．3 传感器网络的应用206

12．4 传感器网络的关键技术208

12．5 物联网传感器213

12．5．1 物联网的技术基础214

12．5．2 物联网应用发展动向216

参考文献218