傳感器原理與應用

內容概要

　　《傳感器原理與應用（第2版）》系統(tǒng)而全面地闡述了各類傳感器的原理及應用，全書內容豐富，概念清楚，涉及面廣?！秱鞲衅髟砼c應用（第2版）》全書分三部分共19章。第1部分共兩章介紹傳感器的一般特性、分析方法，第2部分為第3章至第16章，論述常見的、應用廣泛的以及新型傳感器，如電阻應變式、電容式、電感式、壓電式、壓阻式、光電式、磁敏式、固態(tài)圖像、射線、微波、化學、光導纖維傳感器等，分析了它們的基本原理、靜動態(tài)特性、測量電路和有關設計知識及應用。第3部分為第17章至第19章，主要介紹測量信號的調理、記錄與顯示，虛擬儀器開發(fā)?！　　秱鞲衅髟砼c應用（第2版）》可作為檢測技術、儀器儀表、自動控制及各機電類專業(yè)的?？粕?、本科生和研究生的教材，也可供其他專業(yè)學生或有關工程技術人員參考。

書籍目錄

第1部分 傳感器的一般特性、分析方法第1章 傳感器概述1.1 傳感器的定義及分類1.1.1 傳感器的定義1.1.2 傳感器的分類1.2 傳感器的作用與地位1.3 傳感器技術的發(fā)展動向1.3.1 發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象1.3.2 開發(fā)新材料1.3.3　 采用微細加工技術1.3.4 傳感器的智能化1.3.5 仿生傳感器思考題第2章 傳感器的特性及標定2.1 傳感器的靜態(tài)特性2.1.1 線性度2.1.2 靈敏度2.1.3 遲滯2.1.4 重復性2.2 傳感器的動態(tài)特性2.2.1 傳感器動態(tài)特性的數(shù)學模型2.2.2 算子符號法與傳遞函數(shù)2.2.3 頻率響應函數(shù)2.2.4 動態(tài)響應特性2.3 傳感器的標定2.3.1 傳感器的靜態(tài)特性標定2.3.2 傳感器的動態(tài)標定思考題第2部分 常見傳感器與新型傳感器第3章 傳感器中的彈性敏感元件設計3.1 彈性敏感元件的基本特性3.1.1 彈性特性3.1.2 彈性滯后3.1.3 彈性后效3.1.4 固有振動頻率3.2 彈性敏感元件的材料3.3 彈性敏感元件的特性參數(shù)計算3.3.1 彈性圓柱3.3.2 懸臂梁3.3.3 扭轉棒3.3.4 平膜片3.3.5 波紋管3.3.6 薄壁圓筒3.3.7 雙端固定梁3.4 有限單元法簡介3.4.1 彈性力學3.4.2 邊界條件3.4.3 最小勢能原理3.4.4 有限單元法第4章 電阻應變式傳感器4.1 電阻應變片的工作原理（應變效應）4.2 電阻應變片的結構、類型及參數(shù)4.2.1 電阻應變片的基本結構4.2.2 電阻應變片的種類及特點4.2.3 金屬應變片的參數(shù)4.2.4 應變片的粘貼技術4.3 應變片的動態(tài)響應特性4.3.1 應變波的傳播過程4.3.2 應變片的極限工作頻率估算4.4 測量電路4.4.1 直流電橋4.4.2 交流電橋4.5 電阻應變式傳感器的溫度誤差及其補償4.5.1 溫度誤差及其產生原因4.5.2 溫度補償方法4.6 應變式傳感器的結構設計及應用4.6.1 應變式壓力傳感器4.6.2 應變式加速度傳感器思考題第5章 電容式傳感器5.1 電容式傳感器5.1.1 基本工作原理5.1.2 電容式傳感器的線性及靈敏度5.2 電容式傳感器的輸出電路及等效電路5.2.1 電容式傳感器的等效電路5.2.2 電容式傳感器的輸出電路5.3 影響電容傳感器精度的因素及提高精度的措施5.3.1 邊緣效應的影響5.3.2 寄生電容的影響5.3.3 溫度的影響5.4 電容式傳感器的應用5.4.1 電容式壓力傳感器5.4.2 電容式加速度傳感器5.4.3 電容式荷重傳感器5.4.4 振動、位移測量儀5.4.5 電容測厚傳感器5.4.6 電容式液位傳感器思考題第6章 電感式傳感器6.1 電感式傳感器工作原理、結構與特性6.1.1 電感式傳感器的工作原理和等效電路6.1.2 電感式傳感器的結構類型及特性6.1.3 電感式傳感器的測量電路6.2 差動變壓器式電感傳感器6.2.1 工作原理6.2.2 差動變壓器式傳感器的特性6.3 電渦流式傳感器6.3.1 電渦流式傳感器的工作原理及特性6.3.2 電渦流式傳感器結構形式及特點6.3.3 影響電渦流式傳感器靈敏度的因素6.3.4 測量電路6.4 電感式傳感器的應用6.4.1 電感式傳感器的應用6.4.2 電渦流式傳感器的應用思考題第7章 壓電式傳感器7.1 壓電式傳感器的工作原理7.1.1 壓電效應7.1.2 壓電效應的物理解釋7.2 壓電元件常用結構形式7.3 壓電元件的等效電路及測量電路7.3.1 等效電路7.3.2 測量電路7.4 壓電式加速度傳感器7.4.1 工作原理及特性7.4.2 壓電式加速度傳感器的典型結構7.4.3 壓電式加速度傳感器的應用7.5 壓電式壓力傳感器7.5.1 壓電式壓力傳感器的工作原理及結構7.5.2 壓電式壓力傳感器的結構及應用思考題第8章 壓阻式傳感器8.1 壓阻式傳感器的工作原理8.2 晶向的表示方法8.3 壓阻系數(shù)8.4 影響壓阻系數(shù)的因素8.5 壓阻式傳感器的結構與設計8.5.1 壓阻式壓力傳感器8.5.2 壓阻式加速度傳感器8.6 壓阻式傳感器的測量電路及補償8.6.1 恒壓源供電8.6.2 恒流源供電8.6.3 減小在擴散工藝中的溫度影響8.7 壓阻式傳感器的應用思考題第9章 熱電式傳感器9.1 熱電偶9.1.1 熱電偶的工作原理9.1.2 常用熱電偶9.2 熱電阻9.2.1 熱電阻的工作原理9.2.2 常用熱電阻9.2.3 熱電阻的結構和測量電路9.3 熱敏電阻9.3.1 熱敏電阻的工作原理9.3.2 熱敏電阻的伏安特性9.3.3 熱敏電阻的主要參數(shù)9.3.4 熱敏電阻的結構9.3.5 熱敏電阻的測量電路及應用9.4 熱釋電型溫度傳感器9.5 集成溫度傳感器思考題第10章 光電式傳感器10.1 光電式傳感器的工作原理及基本組成10.2 光電式傳感器中的敏感元件10.2.1 外光電效應型光電元件10.2.2 內光電效應型光電器件10.3 光電式傳感器的類型及設計10.3.1 光電式傳感器的類型10.3.2 光電式傳感器的計算10.4 光電式傳感器的應用思考題第11章 固態(tài)圖像傳感器11.1 電荷耦合圖像傳感器11.1.1 CCD的基本工作原理11.1.2 線陣與面陣CCD圖像傳感器11.1.3 CCD圖像傳感器的特性參數(shù)11.2 其他類型的圖像傳感器11.2.1 電荷注入器件（CID）11.2.2 MOS型固體圖像傳感器件11.2.3 電荷引發(fā)器件（CPD）11.2.4 疊層型固體傳感器件11.3 固態(tài)圖像傳感器的應用思考題第12章 磁傳感器12.1 霍爾傳感器12.1.1 霍爾傳感器的原理12.1.2 霍爾元件的特性12.1.3 測量電路12.1.4 集成霍爾傳感器12.1.5 霍爾式傳感器的應用12.2 磁敏二極管和磁敏三極管12.2.1 磁敏二極管和磁敏三極管的結構原理12.2.2 磁敏二極管和磁敏三極管的性能指標12.2.3 典型補償電路12.2.4 磁敏二極管和磁敏三極管的應用12.3 磁通門磁力計12.3.1 磁通門磁力計結構與工作原理12.3.2 典型測量電路12.3.3 磁通門應用12.4 磁敏電阻傳感器12.4.1 磁阻效應原理12.4.2 磁阻元件的主要特性12.4.3 典型電路12.4.4 應用12.5 其他類型的磁傳感器12.5.1 韋根德磁敏器件12.5.2 Z元件思考題第13章 射線及微波檢測傳感器13.1 核輻射傳感器13.1.1 核輻射檢測的物理基礎13.1.2 核輻射傳感器13.1.3 核輻射檢測技術的應用13.2 超聲檢測13.2.1 超聲檢測原理13.2.2 壓電式超聲波換能器13.2.3 超聲波在檢測技術中的應用13.3 紅外輻射傳感器13.3.1 紅外輻射的基本定律13.3.2 紅外傳感器的分類13.3.3 紅外輻射檢測技術的應用13.4 微波傳感器13.4.1 微波的基礎知識13.4.2 微波傳感器13.4.3 微波檢測技術的應用思考題第14章 光導纖維傳感器14.1 光纖的特性14.1.1 光纖的結構和類型14.1.2 光纖傳輸特性14.1.3 光在普通光纖內的傳輸14.2 光纖傳感器分類14.2.1 強度調制光纖傳感器14.2.2 相位調制光纖傳感器14.2.3 偏振態(tài)調制光纖傳感器14.2.4 分布式光纖傳感器14.3 光纖傳感器的應用14.3.1 光纖溫度傳感器14.3.2 光纖壓力與振動傳感器14.3.3 光纖分光與光譜傳感器14.3.4 反射式光纖位移傳感器14.3.5 光纖圖像傳感器思考題第15章 化學傳感器15.1 濕敏傳感器15.1.1 濕度概念15.1.2 陶瓷濕度傳感器15.1.3 MgCr2O4系濕敏傳感器15.1.4 ZnO－Cr2O3系濕度傳感器15.1.5 M系列氧化鋁濕度傳感器15.2 氣敏傳感器15.2.1 概述15.2.2 固態(tài)電解質氣敏傳感器15.2.3 電位式氣敏傳感器15.2.4 氧化物半導體氣敏傳感器第16章 MEMS傳感器16.1 概述16.2 MEMS傳感器的特點及分類16.3 MEMS加速度計16.3.1 電容式加速度微傳感器16.3.2 壓阻式加速度微傳感器16.3.3 扭擺式加速度微傳感器16.3.4 力平衡式加速度微傳感器16.3.5 隧道效應加速度微傳感器16.4 角速度微傳感器16.4.1 石英音叉振動MEMS陀螺儀16.4.2 雙框架角振動微機械陀螺儀16.4.3 振動輪式微陀螺16.4.4 振動棒式微陀螺儀16.5 MEMS傳感器的應用16.5.1 在汽車工業(yè)中的應用16.5.2 在航空航天工業(yè)中的應用16.5.3 在生物醫(yī)學方面的應用思考題第3部分 測量信號的調理、記錄、顯示及虛擬儀器開發(fā)第17章 測量信號的調理17.1 概述17.2 調制與解調17.2.1 幅值調制17.2.2 幅值調制的解調17.3 濾波17.3.1 濾波器的一般特性17.3.2 典型的濾波器電路17.4 模/數(shù)轉換技術17.4.1 逐次逼近式模/數(shù)轉換原理17.4.2 增量調整型模/數(shù)轉換原理17.5 電壓/電流/頻率變換技術17.5.1 電壓/頻率轉換技術17.5.2 電壓/電流轉換技術17.6 電壓和電流放大變換技術17.6.1 同相放大器17.6.2 反相放大器17.6.3 差動放大器17.6.4 對數(shù)放大器17.6.5 反對數(shù)放大器17.6.6 儀表放大器17.7 信號調理中的干擾與補償17.7.1 干擾類型17.7.2 接地問題17.7.3 隔離放大器第18章 測量信號的采集與顯示18.1 數(shù)據(jù)采集技術18.1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能18.1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結構及原理18.2 數(shù)據(jù)的顯示18.2.1 輝光數(shù)碼管18.2.2 熒光數(shù)碼管18.2.3 LED數(shù)碼管18.2.4 LCD顯示器18.2.5 DVM顯示器18.2.6 CRT顯示器18.2.7 數(shù)字存儲示波器第19章 虛擬儀器19.1 虛擬儀器的概述19.2 虛擬儀器的特點19.3 虛擬儀器的體系結構19.3.1 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)19.3.2 虛擬儀器的軟件系統(tǒng)19.4 LabVIEW軟件概述19.5 虛擬儀器應用實例19.5.1 虛擬數(shù)字示波器的前面板19.5.2 虛擬數(shù)字示波器的設計方案19.5.3 設備選擇19.5.4 游標功能19.5.5 測量功能19.5.6 采集功能19.5.7 濾波功能19.5.8 幫助和打印19.5.9 幅度和時基19.5.10 文件保存與回放19.5.11 數(shù)學功能19.5.12 李薩如圖功能19.5.13 退出程序功能19.5.14 前面板的裝飾和程序框圖的完善參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：1.3.2 開發(fā)新材料隨著物理學和材料科學的發(fā)展，人們已經(jīng)在很大程度上能夠根據(jù)對材料功能的要求來設計材料的組分，并通過對生產過程的控制，制造出各種所需材料。目前最為成熟、先進的材料技術是以硅加工為主的半導體制造技術。例如，人們利用該項技術設計制造的多功能精密陶瓷氣敏傳感器有很高的工作溫度，彌補了硅（或鍺）半導體傳感器溫度上限低的缺點，可用于汽車發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，大大擴展了傳統(tǒng)陶瓷傳感器的使用范圍。有機材料、光導纖維等材料在傳感器上的應用，也已成為傳感器材料領域的重大突破，引起國內外學者的極大關注。1.3.3 采用微細加工技術將硅集成電路技術加以移植并發(fā)展，形成了傳感器的微細加工技術。這種技術能將電路尺寸加工到光波長數(shù)量級，并能形成低成本、超小型傳感器的批量生產。微細加工技術除全面繼承氧化、光刻、擴散、淀積等微電子技術外，還發(fā)展了平面電子工藝技術、各向異性腐蝕、固相鍵合工藝和機械切斷技術。利用這些技術對硅材料進行三維形狀的加工，能制造出各式各樣的新型傳感器。例如，利用光刻、擴散工藝已制造出壓阻式傳感器，利用薄膜工藝已制造出快速響應的氣敏、濕敏傳感器等。日本橫河公司綜合利用微細加工技術，在硅片上構成孔、溝、棱錐、半球等各種形狀的微型機械元件，并制作出了全硅諧振式壓力傳感器。1.3.4 傳感器的智能化“電五官”與“電腦”的結合，就是傳感器的智能化。智能化傳感器不僅具有信號檢測、轉換功能，而且還具有記憶、存儲、解析、統(tǒng)計處理及自診斷、自校準、自適應等功能。

編輯推薦

《傳感器原理與應用(第2版)》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,電子信息與電氣學科規(guī)劃教材。

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