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第1章 概述1

1.1传感器的作用和地位1

1.1.1什么是传感器1

1.1.2传感器的作用2

1.2传感器现状和发展趋势3

1.2.1传感器现状3

1.2.2传感器的发展4

1.3传感器的定义、组成、分类及图形符号5

1.3.1传感器定义5

1.3.2传感器组成6

1.3.3传感器分类6

1.3.4传感器图形符号与命名方法7

思考题8

第2章 传感器的基本特性9

2.1传感器的静态特性9

2.1.1线性度10

2.1.2迟滞11

2.1.3重复性12

2.1.4灵敏度12

2.1.5漂移和稳定性13

2.1.6分辨率和阈值13

2.2传感器的动态特性14

2.2.1传感器动态误差14

2.2.2传递函数15

2.2.3一阶传感器系统17

2.2.4二阶传感器系统19

思考题21

第3章 电阻式传感器22

3.1金属丝电阻应变片22

3.1.1金属丝电阻应变片结构和种类22

3.1.2金属丝电阻应变片工作原理23

3.1.3金属丝电阻应变片的主要特性24

3.2电阻应变片测量电路26

3.2.1直流电桥27

3.2.2交流电桥29

3.2.3电阻应变仪原理31

3.2.4相敏检波电路33

3.3电阻式传感器的应用34

3.3.1测力与称重传感器34

3.3.2膜片式压力传感器36

3.3.3应变式加速度传感器37

3.3.4电子秤38

3.4半导体压阻式传感器39

3.4.1压阻效应39

3.4.2压阻式传感器40

思考题41

第4章 电容式传感器43

4.1电容式传感器概述43

4.1.1工作原理43

4.1.2结构类型43

4.2电容式传感器的输出特性44

4.2.1变极距型44

4.2.2平板变面积型46

4.2.3变介电常数型47

4.3测量电路48

4.3.1电容式传感器等效电路48

4.3.2转换电路49

4.4应用举例53

4.4.1压差式电容压力传感器54

4.4.2电容测厚仪55

4.4.3力平衡式加速度传感器55

4.4.4电容传声器测声56

思考题57

第5章 电感式传感器58

5.1变磁阻式传感器（自感式）58

5.1.1工作原理58

5.1.2输出特性59

5.1.3差动变间隙式传感器结构原理60

5.1.4测量转换电路60

5.1.5变磁阻式传感器的应用62

5.2差动变压器式传感器（互感式）63

5.2.1螺线管式差动变压器工作原理63

5.2.2基本特性64

5.2.3零点残余电压65

5.2.4测量电路66

5.2.5应用举例67

5.3电涡流式传感器68

5.3.1工作原理68

5.3.2等效电路分析68

5.3.3涡流的分布和强度69

5.3.4测量电路70

5.3.5电涡流传感器的应用72

思考题74

第6章 磁电、磁敏式传感器75

6.1磁电感应式传感器（电动式）75

6.1.1工作原理和结构形式75

6.1.2基本特性76

6.1.3测量电路77

6.1.4应用78

6.2霍尔传感器79

6.2.1霍尔效应80

6.2.2霍尔元件81

6.2.3霍尔元件的应用82

6.2.4集成霍尔传感器84

6.3磁敏元件86

6.3.1磁敏电阻器86

6.3.2磁敏晶体管90

思考题93

第7章 压电元件与超声波传感器94

7.1压电效应94

7.1.1正压电效应94

7.1.2逆压电效应94

7.2压电材料95

7.2.1石英晶体95

7.2.2压电陶瓷96

7.2.3聚偏氟乙烯压电材料98

7.3测量电路98

7.3.1压电元件结构98

7.3.2压电传感器等效电路99

7.3.3压电传感器测量电路100

7.4压电传感器的应用102

7.4.1压电加速度计传感器103

7.4.2压电式玻璃破碎报警器103

7.4.3压电引信103

7.5超声波传感器104

7.5.1超声波及其物理性质104

7.5.2超声波传感器结构原理106

7.5.3超声波传感器的应用107

思考题113

第8章 光电效应及光电器件114

8.1光电效应114

8.1.1外光电效应114

8.1.2内光电效应115

8.2光电器件116

8.2.1光电管116

8.2.2光电倍增管116

8.2.3光敏电阻118

8.2.4光敏二极管和光敏三极管120

8.2.5光电池123

8.2.6其他特性的光电器件125

8.2.7半导体色敏传感器126

8.3光电器件应用实例127

8.3.1遥控器检测电路127

8.3.2光敏电阻脉搏测量计127

8.3.3光电鼠标128

8.3.4光电开关用于智能电动小车129

8.3.5红外报警器130

8.4光栅式传感器131

8.4.1莫尔条纹131

8.4.2光栅测量装置133

思考题135

第9章 新型光电传感器137

9.1新型固态光电传感器137

9.1.1普通光敏器件阵列137

9.1.2 PSD光电位置传感器139

9.1.3 SSPD自扫描光电二极管阵列140

9.2 CCD（电荷藕合器件）143

9.2.1 CCD工作原理及特性143

9.2.2 CCD器件146

9.2.3 CCD传感器的应用150

9.3光纤传感器152

9.3.1光纤的结构和传光原理153

9.3.2几个重要参数153

9.3.3光波调制技术155

9.3.4光纤传感器的应用158

思考题161

第10章 半导体式化学传感器163

10.1气敏传感器163

10.1.1电阻型半导体气敏传感器164

10.1.2非电阻型半导体气敏器件167

10.1.3气敏传感器的应用168

10.2湿敏传感器171

10.2.1湿度及其表示方法171

10.2.2氯化锂湿敏电阻172

10.2.3半导体陶瓷湿敏电阻173

10.2.4湿度传感器的特性参数173

10.2.5湿度传感器的应用174

10.3离子敏传感器176

10.3.1 MOSFET场效应晶体管176

10.3.2离子敏传感器工作原理177

10.3.3离子敏传感器测量电路177

10.3.4离子敏传感器的应用177

思考题178

第11章 射线式传感器179

11.1核辐射物理基础179

11.1.1放射性同位素180

11.1.2核辐射与物质间的相互作用180

11.2射线式传感器181

11.2.1辐射源182

11.2.2核辐射探测器182

11.3射线式传感器的应用187

11.3.1测厚187

11.3.2物位测量188

11.3.3流量测量188

11.3.4烟雾报警器（电离室）188

11.3.5探伤189

11.3.6 X射线荧光分析仪189

11.3.7 CT技术190

11.3.8核子秤192

思考题192

第12章 热电式传感器193

12.1温度传感器的分类及温标193

12.1.1温度传感器分类方法193

12.1.2温度单位194

12.2热电偶194

12.2.1工作原理和热电效应194

12.2.2热电偶基本定律197

12.2.3热电偶的分类和结构198

12.2.4热电偶测量电路及应用199

12.3热电阻与热敏电阻200

12.3.1热电阻200

12.3.2热敏电阻201

12.3.3应用举例202

12.4集成温度传感器203

12.4.1测温原理203

12.4.2 PTAT集成温度传感器信号输出方式204

12.5红外传感器206

12.5.1红外辐射206

12.5.2红外探测器207

12.5.3红外传感器的应用209

思考题212

第13章 集成智能传感器214

13.1概述214

13.1.1基本特点214

13.1.2发展趋势215

13.1.3主要产品217

13.2单片智能温度传感器217

13.2.1基于1-Wire总线的 DS18B20 型智能温度传感器217

13.2.2基于 SMBus 的 MAX6654 型智能温度传感器220

13.3集成湿度传感器221

13.3.1 HM1500/HM1520型电压输出式集成湿度传感器222

13.3.2 HTF3223型频率/温度输出式集成湿度传感器224

13.3.3 SHT10型数字湿度/温度传感器225

13.4单片硅压力传感器227

13.4.1 MPX2100/4100/5100/5700 系列集成硅压力传感器227

13.4.2 ST3000 系列智能压力传感器229

13.4.3 PPT系列网络化智能压力传感器231

13.5单片集成磁场传感器234

13.5.1 HMC系列集成磁场传感器235

13.5.2 AD22151型线性输出集成磁场传感器237

13.6电容式集成传感器240

13.6.1硅电容式集成传感器240

13.6.2新型电容式指纹传感器243

思考题245

第14章 实验指南与综合练习246

14.1传感器实验246

14.1.1基本实验247

14.1.2设计型实验259

14.1.3综合性工程实验263

14.2综合练习267

14.2.1填空267

14.2.2选择填空269

14.2.3分析与计算269

14.2.4简述题271

参考文献273