定 價：35 元
叢書名：全國高等院校測控技術與儀器專業(yè)創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材
- 作者：趙燕 編
- 出版時間：2010/2/1
- ISBN：9787301165034
- 出 版 社：北京大學出版社
- 中圖法分類：TP212
- 頁碼：351
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《傳感器原理及應用》系統(tǒng)地介紹了幾何量、機械量、熱工量等非電物理量檢測中常用的傳感器，內容包括各種傳感器的工作原理、組成結構、特性參數(shù)、設計和選用的基本知識，并列舉了大量實例，對各類傳感器在各種設備和檢測過程中的典型應用作了系統(tǒng)的闡述，對其他現(xiàn)代新型傳感器也作了簡要介紹�！秱鞲衅髟砑皯谩钒垂ぷ髟韯澐终鹿�(jié)，條理清晰，每章后面還附有一定數(shù)量的習題，以幫助讀者鞏固所學的知識�！秱鞲衅髟砑皯谩房勺鳛楦叩仍盒y控技術與儀器、自動化、電子信息工程、機電一體化等專業(yè)的教材，也可作為其他相近專業(yè)高年級本科生和碩士研究生的學習參考書，還可作為從事電子儀器儀表及測控技術行業(yè)的工程技術人員的參考用書。
《傳感器原理及應用》： 注重以學生為本：站在學生的角度、根據(jù)學生的知識面和理解能力來編寫，考慮學生的學習認知過程，通過不同的工程案例或者示例深入淺出進行講解，緊緊抓住學生專業(yè)學習的動力點，鍛煉和提高學生獲取知識的能力。拄置人文知識與科技知識的結合：以人文知識講解的手法來闡述科技知識，在講解知識點的同時，設置閱讀材料板塊介紹相關的人文知識，增強教材的可讀性，同時提高學生的人文素質。注重實踐教學和情景教學：書中配備大量實景圖和實物圖，并輔以示意圖進行介紹，通過模型化的教學案例介紹具體工程實踐中的相關知識技能，強化實際操作訓練，加深對理論知識的理解；設計有豐富的題型，在鞏固知識技能的同時啟發(fā)創(chuàng)新思維。注置知識技能的實用性和有效性：以學生就業(yè)所需專業(yè)知識和操作技能為著眼點，緊跟最新的技術發(fā)展和技術應用，在理論知識夠用的前提下，著重講解應用型人才培養(yǎng)所需的技能，突出實用性和可操作性。
傳感器是科學儀器、自動控制系統(tǒng)中信息獲取的首要環(huán)節(jié)和關鍵技術，是先進國家優(yōu)先發(fā)展的重要基礎性技術。掌握傳感器原理與技術，合理應用傳感器，這是相關工程技術人員必須具備的基本技能與素養(yǎng)。因此，在高等院校的儀器科學與技術、機電工程、電氣工程、自動化等學科專業(yè)都開設了傳感器類課程。
本書在編寫過程中，著眼于傳感器的原理及應用，根據(jù)理論與實踐相結合的原則和由淺入深、循序漸進的認知規(guī)律，在論述傳感器結構原理的基礎上，充分結合傳感器的工程應用來討論傳感器的共性技術以及傳感器的選擇與使用方法，培養(yǎng)讀者的實踐應用能力，為其曰后從事測控及相關領域的科研工作奠定堅實的基礎。同時，注重在內容上充分反映國內外傳感器的最新發(fā)展和新型器件的應用。
在編寫方法上，本書一改傳統(tǒng)的平鋪直敘的寫作方式，每章均用引例開篇，并配相應的實物照片，圖文并茂，形式活潑。同時，在文中用“小思考”、“特別提示”等方式提出關鍵問題或容易引起混淆的概念，供讀者深入思考，以建立正確的概念。書中的每章都給出了大量例題和傳感器應用實例，每章結尾一般都用“知識鏈接”單元來拓展各類傳感器的發(fā)展趨勢，使讀者可以掌握傳感器發(fā)展的全貌。本書共12章，每章都附有一定數(shù)量的習題。本書可適合研究型、應用型等不同層次的高等教育要求，對工程技術人員也具有使用和參考價值。
本書由武漢理工大學的趙燕擔任主編并編寫第1章和第7章，戴蓉編寫第2章、第10章和第12章，陳國良編寫第3章，陳霞編寫第4章，劉傳波編寫第5章，黃安貽編寫第6章和第11章，李威宣編寫第9章，湖北工業(yè)大學的譚保華編寫第8章。本書由趙燕和戴蓉統(tǒng)稿。
本書承蒙武漢理工大學博士生導師譚躍剛教授主審，譚教授提出了很多寶貴意見和建議，在此表示誠摯的謝意！
本書在編寫過程中參考并引用了同行和傳感器生產(chǎn)企業(yè)的一些文獻資料，在此對文獻資料作者表示衷心感謝！
傳感器種類多，技術發(fā)展快，應用領域廣。限于編者的學識水平，書中難免存在不當之處，懇切希望讀者批評指正。
第1章 傳感器的基本知識
1.1 傳感器的基本概念
1.1.1 傳感器的定義與組成
1.1.2 傳感器的分類
1.1.3 傳感器的物理定律
1.2 傳感器的基本特性
1.2.1 傳感器的靜態(tài)特性
1.2.2 傳感器的動態(tài)數(shù)學模型
1.2.3 傳感器系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)測試不失真的頻率響應特性
1.2.4 典型傳感器系統(tǒng)的動態(tài)特性分析
1.3 傳感器的技術性能指標
1.3.1 傳感器的主要性能指標
1.3.2 改善傳感器性能的技術途徑
1.4 傳感器技術的發(fā)展
1.4.1 傳感器需求的新動向
1.4.2 傳感器技術的發(fā)展動向
1.5 傳感器的選用原則
本章小結
習題
第2章 電阻應變式傳感器
2.1 電阻應變片的工作原理
2.2 電阻應變片的結構、種類和材料
2.2.1 電阻應變片的基本結構
2.2.2 電阻應變片的種類
2.2.3 電阻應變片的材料
2.3 電阻應變片的主要參數(shù)
2.4 電阻應變片的應用
2.4.1 電阻應變片的選擇
2.4.2 電阻應變片的使用
2.5 轉換電路
2.5.1 直流電橋
2.5.2 恒流源電橋
2.5.3 交流電橋
2.6 電阻應變片的溫度誤差及其補償
2.7 電阻應變式傳感器
2.7.1 電阻應變式力傳感器
2.7.2 電阻應變式壓力傳感器
2.7.3 電阻應變式加速度傳感器
2.8 電阻應變儀
2.9 壓阻式傳感器
2.9.1 基本工作原理
2.9.2 半導體應變片
2.9.3 壓阻式傳感器
2.9.4 壓阻式傳感器輸出信號調理
本章小結
習題
第3章 電感式傳感器
3.1 自感式傳感器工作原理及其特性分析
3.1.1 工作原理
3.1.2 電感計算與輸出特性分析
3.1.3 傳感器的信號調節(jié)電路
3.1.4 影響傳感器精度的因素分析
3.2 差動變壓器式傳感器
3.2.1 螺線管式差動變壓器
3.2.2 差動變壓器的測量電路
3.3 渦流式傳感器
3.4 電感式傳感器應用舉例
3.4.1 自感式傳感器的應用
3.4.2 差動變壓器的應用
3.4.3 電渦流傳感器的應用
本章小結
習題
第4章 電容式傳感器
4.1 電容式傳感器的工作原理和特性
4.1.1 工作原理及類型
4.1.2 電容傳感器特性分析
4.2 電容式傳感器的特點及設計要點
4.2.1 電容傳感器的特點
4.2.2 電容傳感器設計要點
4.3 電容式傳感器的等效電路
4.4 電容式傳感器的測量電路
4.4.1 調頻測量電路
4.4.2 交流電橋測量電路
4.4.3 運算放大器式測量電路
4.4.4 二極管雙T型交流電橋
4.4.5 差動脈沖調寬電路
4.5 電容式傳感器的應用
4.6 容柵式傳感器
本章小結
習題
第5章 壓電式傳感器
5.1 壓電效應
5.2 壓電材料及其主要特性
5.2.1 石英晶體
5.2.2 壓電陶瓷
5.2.3 壓電材料的主要特性
5.3 壓電元件的常用結構形式
5.3.1 壓電元件的基本變形方式
5.3.2 壓電元件的結構形式
5.4 等效電路與測量電路
5.4.1 壓電式傳感器的等效電路
5.4.2 壓電式傳感器的信號調理電路
5.5 壓電式傳感器的應用
5.5.1 壓電式加速度傳感器
5.5.2 壓電式測力傳感器
5.5.3 壓電式壓力傳感器
本章小結
習題
第6章 磁電式傳感器、
6.1 磁電感應式傳感器
6.1.1 恒磁通式磁電感應傳感器結構與工作原理
6.1.2 變磁通式磁電感應傳感器結構與工作原理
6.1.3 磁電感應式傳感器的應用
6.2 霍爾式傳感器
6.2.1 霍爾傳感器的工作原理
6.2.2 霍爾元件的誤差及補償
6.2.3 霍爾傳感器的應用
6.3 磁柵式傳感器
6.3.1 磁柵式傳感器的工作原理和結構
6.3.2 磁柵式傳感器的信號處理方法
6.3.3 磁柵式傳感器的應用
本章小結
習題
第7章 熱電式傳感器
7.1 概論
7.2 熱電偶
7.2.1 熱電偶的工作原理
7.2.2 熱電偶的常用類型和結構
7.2.3 熱電偶的冷端溫度補償
7.2.4 熱電偶的測量電路及應用
7.3 熱電阻
7.3.1 熱電阻的工作原理
7.3.2 常用熱電阻(RTD)
7.3.3 熱電阻的測量電路
7.4 熱敏電阻
7.4.1 熱敏電阻的結構
7.4.2 熱敏電阻的類型和特性
7.4.3 熱敏電阻的測量電路及應用
7.5 新型溫度傳感器
7.5.1 PN結溫度傳感器及應用
7.5.2 集成溫度傳感器及應用
本章小結
習題
第8章 光電式傳感器
8.1 光電效應
8.1.1 外光電效應
8.1.2 內光電效應
8.2 常用光電轉換器件
8.2.1 外光電效應器件
8.2.2 內光電效應器件
8.2.3 半導體光電器件的應用選擇
8.3 位置敏感器件(PSD)
8.3.1 PSD的工作原理
8.3.2 PSD的特性
8.4 固態(tài)圖像傳感器
8.4.1 CCD的結構和基本原理
8.4.2 線陣CCD圖像傳感器
8.4.3 面陣CCD圖像傳感器
8.5 光電傳感器的應用
8.5.1 模擬式光電傳感器的應用
8.5.2 數(shù)字式光電傳感器的應用
8.6 光柵傳感器
8.6.1 計量光柵的種類
8.6.2 莫爾條紋
8.6.3 光柵式傳感器
8.7 光學編碼器
8.7.1 絕對編碼器
8.7.2 增量編碼器
本章小結
習題
第9章 光纖傳感器
9.1 光纖傳感器的基本知識
9.1.1 光纖的結構
9.1.2 光纖的傳光原理
9.1.3 光纖的種類
9.1.4 光纖傳感器的基本組成
9.2 光纖傳感器的分類及其工作原理
9.2.1 光纖傳感器分類
9.2.2 光調制技術
9.3 光纖傳感器的應用
9.3.1 光纖位移傳感器
9.3.2 光纖液體濃度傳感器
9.3.3 光纖陀螺儀
9.3.4 光纖高溫測量系統(tǒng)
9.3.5 光纖氣體傳感器
本章小結
習題
第10章 紅外傳感器
10.1 紅外輻射的基本知識
10.1.]紅外輻射
10.1.2 紅外輻射的重要參數(shù)
10.1.3 黑體、白體和透明體
10.1.4 紅外輻射的基本定律
10.2 紅外傳感器
10.2.1 紅外光子傳感器
10.2.2 紅外熱傳感器
10.3 紅外傳感器的主要性能參數(shù)
10.4 紅外傳感器應用舉例
10.4.1 紅外測溫
10.4.2 熱釋電紅外探測器警戒系統(tǒng)
10.4.3 紅外氣體濃度檢測系統(tǒng)
本章小結
習題
第11章 其他傳感器
11.1 氣敏傳感器
11.1.1 氣敏傳感器概述
11.1.2 半導體氣體傳感器
11.1.3 主要特性及其改善
11.1.4 氣敏傳感器的應用
11.2 濕敏傳感器
11.2.1 絕對濕度與相對濕度
11.2.2 濕敏傳感器
11.2.3 濕敏傳感器的應用
11.3 超聲波傳感器
11.3.1 超聲波的傳輸特性
11.3.2 超聲波換能器
11.3.3 超聲波傳感器的應用
11.4 微波傳感器
11.4.1 微波的性質與特點
11.4.2 微波傳感器的組成及其分類
11.4.3 微波傳感器的應用
11.5 光纖光柵傳感器
11.5.1 光纖光柵的形成及其分類
11.5.2 光纖布拉格光柵傳感器的工作原理
11.5.3 光纖光柵傳感器系統(tǒng)的構成
11.5.4 光纖光柵傳感器應用
11.6 智能傳感器
11.6.1 概述
11.6.2 智能傳感器的結構和功能
11.6.3 智能傳感器數(shù)據(jù)預處理方法
11.6.4 智能傳感器的實現(xiàn)途徑
11.6.5 幾種智能傳感器示例
本章小結
習題
第12章 傳感器的標定
12.1 傳感器靜態(tài)特性的標定
12.2 傳感器動態(tài)特性的標定
12.3 常用的標定設備
12.3.1 靜態(tài)標定設備
12.3.2 動態(tài)標定設備
12.4 傳感器標定舉例
本章小結
習題
參考文獻
從理論上講，凡隨溫度變化，其物理性質也發(fā)生變化的物質皆能作為測溫傳感器。在工農業(yè)生產(chǎn)和科學研究中溫度測量的范圍極寬，從零下幾百度到零上幾千度，而各種材料做成的溫度傳感器只能在一定的溫度范圍內使用。常用的溫度傳感器分類如表7-1所列。溫度傳感器可以分為接觸式和非接觸式兩大類。所謂接觸式就是傳感器直接與被測物體接觸，這是測溫的基本形式。這種形式是通過接觸方式把被測物體的熱能量傳送給溫敏傳感器，這就降低了被測物體的溫度。特別是被測物較小，熱能量較弱時，不能正確地測得物體的真實溫度。因此，采用接觸方式時，測得物體真實溫度的前提條件是，被測物體的熱容量必須遠大于溫度傳感器。非接觸方式是測量被測物體的輻射熱的一種方式，它可以測量遠距離物體的溫度，這是接觸方式做不到的。
熱電式溫度傳感器是利用敏感元件的電參數(shù)隨溫度變化的特性，對溫度和與溫度有關的參量進行測量的裝置。在表7－1中，熱電偶、電阻式、P-N結式都是熱電式溫度傳感器。
按照輸出信號的模式，又可將溫度傳感器劃分為三大類：模擬式溫度傳感器、邏輯輸出溫度傳感器、數(shù)字式溫度傳感器。1）模擬溫度傳感器模擬溫度傳感器分為兩類：分立式的模擬溫度傳感器和集成式的模擬溫度傳感器。熱電偶、熱敏電阻和鉑電阻（RTD）溫度傳感器等都屬于傳統(tǒng)分立式的模擬溫度傳感器。這些模擬溫度傳感器對溫度的監(jiān)控，在一些溫度范圍內線性不好，需要進行冷端補償或引線補償，熱慣性大，響應時間慢。集成溫度傳感器在20世紀80年代問世，采用硅半導體集成工藝而制成。它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC，因此亦稱為IC溫度傳感器、硅傳感器或單片集成溫度傳感器。其主要特點是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價格低、響應速度快、體積小、微功耗，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單。常見的模擬溫度傳感器有電流輸出型的AD590、電壓輸出型的MAX6610／6011、LM3911、LM335、LM45等芯片。
……
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