傳感器原理與檢測技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《傳感器原理與檢測技術(shù)》從基礎(chǔ)性、實(shí)用性出發(fā)，對傳感器的基本原理、結(jié)構(gòu)、性能、用途及基本測量電路進(jìn)行了介紹，給出了詳細(xì)的物理概念。對其變換規(guī)律進(jìn)行了必要的、簡明的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，并結(jié)合傳感器的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了講解，引導(dǎo)讀者學(xué)習(xí)傳感器的應(yīng)用技術(shù)。本書主要介紹了兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是基于物理學(xué)科的幾類常用傳感器，二是傳感器的檢測電路?！　　秱鞲衅髟砼c檢測技術(shù)》可作為應(yīng)用型本科、高職院校的電氣工程與自動(dòng)化、測控技術(shù)與儀器、通信工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等專業(yè)的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員閱讀參考之用。

書籍目錄

前言第1章 傳感器的一般特性1.1 傳感器的靜態(tài)特性1.1.1 線性度(非線性誤差)1.1.2 靈敏度1.1.3 精度1.1.4 最小檢測量和分辨率1.1.5 遲滯1.1.6 重復(fù)性1.1.7 零點(diǎn)漂移1.1.8 溫漂1.2 傳感器的動(dòng)態(tài)特性1.2.1 動(dòng)態(tài)特性的一般數(shù)學(xué)模型1.2.2 傳遞函數(shù)1.2.3 傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及其動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)思考題與習(xí)題第2章 電阻應(yīng)變式傳感器2.1 電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理2.2 電阻應(yīng)變片的工作原理2.2.1 金屬的應(yīng)變效應(yīng)2.2.2 電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)和工作原理2.2.3 電阻應(yīng)變片的橫向效應(yīng)2.3 電阻應(yīng)變片的種類、材料和參數(shù)2.3.1 電阻應(yīng)變片的種類2.3.2 電阻應(yīng)變片的材料2.3.3 應(yīng)變片的主要參數(shù)2.4 粘合劑和應(yīng)變片的粘貼技術(shù)2.4.1 粘合劑2.4.2 應(yīng)變片粘貼工藝2.5 電阻應(yīng)變式傳感器的溫度誤差及其補(bǔ)償2.5.1 溫度誤差及其產(chǎn)生原因2.5.2 溫度補(bǔ)償方法2.6 電阻應(yīng)變式傳感器的信號(hào)調(diào)節(jié)電路及電阻應(yīng)變儀2.6.1 測量電橋的工作原理2.6.2 電阻應(yīng)變儀2.7 電阻應(yīng)變式傳感器2.7.1 電阻應(yīng)變式力傳感器2.7.2 應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用思考題與習(xí)題第3章 電容式傳感器3.1 電容式傳感器韻工作原理及結(jié)構(gòu)形式3.1.1 變間隙型電容式傳感器3.1.2 變面積型電容式傳感器3.1.3 變介電常數(shù)型電容式傳感器3.2 電容式傳感器的等效電路3.3 電容式傳感器的信號(hào)調(diào)節(jié)電路3.3.1 運(yùn)算放大器式電路3.3.2 電橋測量電路3.3.3 調(diào)頻電路3.3.4 諧振電路3.3.5 二極管T形網(wǎng)絡(luò)3.3.6 脈沖寬度調(diào)制電路3.4 電容式傳感器的應(yīng)用3.4.1 電容式壓力傳感器3.4.2 F乜容式加速度傳感器3.4.3 電容式測厚儀思考題與習(xí)題第4章 電感式傳感器4.1 電感式傳感器的基本原理4.1.1 電感與基于電磁參量的關(guān)系4.1.2 電感式傳感器的分類4.2 變氣隙型電感式傳感器4.2.1 簡單的變氣隙型電感式傳感器4.2.2 變氣隙型差動(dòng)電感式傳感器4.2.3 變氣隙型差動(dòng)變壓器式傳感器4.2.4 變截面型差動(dòng)電感式傳感器和變截面型差動(dòng)變壓器式傳感{4.2.5 小氣隙電感式傳感器與小氣隙電容式傳感器的比較4.3 螺線管電感式傳感器4.3.1 理想的螺線管4.3.2 有限長度的單層螺線管4.3.3 有限長徑比的多層線圈4.3.4 空心線圈的電感4.3.5 簡單的螺線管電感式傳感器4.3.6 差動(dòng)螺線管傳感器4.3.7 螺線管差動(dòng)變壓器4.4 電渦流傳感器4.4.1 概述4.4.2 電渦流的形成及等效電路4.5 電感式傳感器的測量電路4.5.1 交流電橋的調(diào)零(預(yù)平衡)問題4.5.2 交流差動(dòng)工作電橋的靈敏度分析4.5.3 交流電橋中的相敏檢波問題思考題與習(xí)題第5章 壓電式傳感器5.1 壓電效應(yīng)5.1.1 石英晶體的壓電效應(yīng)5.1.2 壓電陶瓷的壓電效應(yīng)5.2 壓電材料5.2.1 石英晶體5.2.2 壓電陶瓷5.3 壓電式傳感器的等效電路和測量電路5.3.1 等效電路5.3.2 測量電路5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用5.4.1 壓電式加速度傳感器5.4.2 壓電式壓力傳感器5.4.3 壓電式流量計(jì)思考題與習(xí)題第6章 熱電式傳感器6.1 熱電偶溫度傳感器6.1.1 熱電偶測溫原理6.1.2 熱電動(dòng)勢的測量6.1.3 熱電偶的基本定律6.1.4 熱電偶冷端溫度誤差及其補(bǔ)償6.1.5 常用熱電偶的特點(diǎn)6.1.6 常用熱電偶的應(yīng)用舉例6.2 熱敏電阻溫度傳感器6.2.1 熱敏電阻的基本類型6.2.2 NTc熱敏電阻的基本特性6.2.3 -~#導(dǎo)體熱敏電阻傳感器的組成6.2.4.提高熱敏電阻傳感器互換性與線性的方法6.2.5 熱敏電阻的應(yīng)用6.3 其他溫度傳感器6.3.1 磁式溫度傳感器6.3.2 電容式溫度傳感器思考題與習(xí)題第7章 磁傳感器7.1 霍爾元件7.1.1 霍爾元件的工作原理7.1.2 霍爾元件的材料及結(jié)構(gòu)7.1.3 霍爾元件的主要特性7.1.4 霍爾元件的補(bǔ)償電路7.1.5 霍爾元件的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍7.2 霍爾開關(guān)集成傳感器7.2.1 霍爾開關(guān)集成傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理7.2.2 霍爾開關(guān)集成傳感器的工作特性7.2.3 霍爾開關(guān)集成傳感器的應(yīng)用7.3 霍爾線性集成傳感器7.3.1 霍爾線性集成傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理7.3.2 霍爾線性集成傳感器的主要技術(shù)特性7.4 磁傳感器的應(yīng)用7.4.1 霍爾元件在轉(zhuǎn)速測量上的應(yīng)用7.4.2 直流功率測量儀7.4.3 利用霍爾線性集成傳感器進(jìn)行磁法覆蓋層厚度測量7.4.4 霍爾計(jì)數(shù)裝置第8章 光電式傳感器8.1 光電效應(yīng)8.2 外光電效應(yīng)型光電器件8.2.1 光電管及其基本特性8.2.2 光電倍增管及其基本特性8.3 內(nèi)光電效應(yīng)型光電器件8.3.1 光敏電阻8.3.2 光電池8.3.3 光敏管8.4 新型光電式傳感器8.4.1 高速光敏二極管8.4.2 色敏光電式傳感器8.4.3 光位置傳感器8.4.4 光固態(tài)圖像傳感器8.5 光電式傳感器的應(yīng)用8.5.1 煙塵濁度監(jiān)測儀8.5.2 光電轉(zhuǎn)速傳感器8.5.3 光電池的應(yīng)用思考題與習(xí)題第9章 光纖傳感器9.1 光纖傳感器的原理9.1.1 強(qiáng)度調(diào)制法9.1.2 偏振態(tài)調(diào)制法9.1.3 相位調(diào)制法9.1.4 頻率調(diào)制法9.2 常見光纖傳感器9.2.1 偏振式光纖溫度傳感器9.2.2 反射式光纖位移傳感器9.2.3 光纖加速度傳感器思考題與習(xí)題第10章 傳感器的檢測電路10.1 信號(hào)的放大電路10.1.1 信號(hào)源及其等效電路10.1.2 集成運(yùn)算放大器10.1.3 比例放大電路10.1.4 儀用放大器10.2 測量電橋及其放大電路10.2.1 測量電橋10.2.2 電橋放大器10.3 低漂移直流放大器10.3.1 單管直流放大器溫度漂移的計(jì)算10.3.2 差動(dòng)放大器溫度漂移的計(jì)算10.3.3 低漂移放大器電路10.4 高輸入阻抗放大器10.4.1 自舉反饋型高輸入阻抗放大器10.4.2 高輸入阻抗放大器的計(jì)算10.4.3 高輸人阻抗放大器的信號(hào)保護(hù)10.4.4 高輸入阻抗放大器的制作裝配工藝10.5 低噪聲放大電路10.5.1 噪聲的基本知識(shí)10.5.2 噪聲電路的計(jì)算10.5.3 信噪比與噪聲系數(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：2.放大器放大器的作用是將電橋輸出的微弱信號(hào)（電壓）進(jìn)行放大，以便得到足夠的功率去推動(dòng)指示儀表或記錄器。3.振蕩器振蕩器的作用在于產(chǎn)生一個(gè)頻率、振幅穩(wěn)定，且波形良好的正弦交流電壓，可作為電橋的電源和相敏檢波器的參考電壓。振蕩器的頻率（即載波頻率）一般要求不低于被測信號(hào)頻率的6～10倍，如YJD一1型應(yīng)變儀可測頻率為20～200Hz，振蕩器頻率為2000Hz。在多通道的應(yīng)變儀中，振蕩器是通過緩沖放大器和功率放大器將振蕩信號(hào)供給各通道的電橋和相敏檢波器的，以減少相互影響，提高振蕩器的穩(wěn)定性，滿足儀器所需功率的要求。4.相敏檢波器經(jīng)放大以后的波形仍為調(diào)幅波，必須用檢波器將它還原（稱為解調(diào)）為被檢測應(yīng)變信號(hào)的波形。而一般檢波器只有單向的電壓（或電流）輸出，不能區(qū)別拉、壓應(yīng)變信號(hào)，所以應(yīng)變儀中采用了克服上述缺點(diǎn)的相敏檢波器，它可以有雙向信號(hào)輸出，反映應(yīng)變的拉和壓。5.濾波器由相敏檢波器輸出的被檢測應(yīng)變波形中仍殘留有載波信號(hào)，必須濾掉，才能得到被檢測應(yīng)變信號(hào)的正確波形。一般用電感、電容組成I型和Ⅱ型低通濾波器。對濾波器的特性要求，既要考慮到和前級(jí)相敏檢波器的匹配（它作為相敏檢波器的負(fù)載部分），又要考慮到和后級(jí)記錄器（如光線示波器的振子內(nèi)阻）的匹配。由于它要濾去高頻波中頻率最高分量，也就是載波頻率，而一般被檢測應(yīng)變信號(hào)頻率，比∞小得多，所以濾波器的截止頻率只要做到（0.3 ～0.4 ），即可滿足頻率特性的要求。這時(shí)可以順利地濾掉載波成分，而讓應(yīng)變信號(hào)成分暢通。6.指示儀表或記錄器靜態(tài)應(yīng)變儀中的指示儀表系直流微安（或毫安）表，一般僅用作調(diào)零，也有的兼做讀數(shù)（如YJB-1型）。動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀是用以測量具有一定頻率的交流信號(hào)的，不宜采用指針式儀表，因此把信號(hào)輸入記錄器中進(jìn)行顯示和記錄。7.電源電源是保證應(yīng)變儀中放大器、振蕩器等單元電路正常工作所需要的能量供給器，如集成電子電路，晶體管的低壓直流工作電源等均由它供給，要求輸出的電壓穩(wěn)定、紋波小。一般由整流器、濾波器和電子穩(wěn)壓器等部分組成。2.7 電阻應(yīng)變式傳感器前幾節(jié)講述了應(yīng)變片的工作原理和結(jié)構(gòu)，了解到應(yīng)變片能將應(yīng)變直接轉(zhuǎn)換成電阻的變化。在測量構(gòu)件時(shí)，直接將應(yīng)變片粘貼在構(gòu)件上即可。若要測量其他物理量（力、壓力、加速度等），就需要先將這些物理量轉(zhuǎn)換成應(yīng)變，然后再用應(yīng)變片進(jìn)行測量，比直接測量時(shí)多了一個(gè)轉(zhuǎn)換過程，完成這種轉(zhuǎn)換的元件通常稱為彈性元件。由彈性元件和應(yīng)變片，以及一些附件（補(bǔ)償元件、保護(hù)罩等）組成的裝置稱為應(yīng)變式傳感器。

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