傳感器原理與工程應用（簡體書）

本書以現代傳感器技術的工程應用為核心，在詳細論述傳感器的基本原理和特性的基礎上，充分考慮教學規律，突出應用型工程人才培養的特點，編入了豐富的工程設計實例，力求做到語言通俗、簡潔易懂。
全書共有13章，第1章介紹傳感器的基本知識、基本特性、標定、應用現狀和發展趨勢；第2～8章分別介紹電阻式、電容式、電感式、壓電式、磁電式、熱電式、光電式等各類經典傳感器；第9～11章介紹超聲波、紅外和生物各類新型傳感器；第12章介紹通用的傳感器的信號調理方法；第13章介紹傳感器在物聯網領域的應用。第2～11章每章都引入了一種傳感器的工程設計實例，有利於增強對各種類型傳感器在應用方面的系統而全面的理解。
本書工程應用特色鮮明，實用性強，實例豐富，注重綜合性與系統性。本書可作為自動化、電氣工程、機器人工程、機械電子工程、智能製造、測控技術與儀器等專業的教學用書，也可供相關領域的技術人員參考。
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前言
第1章傳感器基礎1
1.1傳感器的基本知識1
1.1.1傳感器的定義1
1.1.2傳感器的基本組成2
1.1.3傳感器的功能3
1.1.4傳感器的分類4
1.2傳感器的基本特性5
1.2.1傳感器的靜態特性5
1.2.2傳感器的動態特性8
1.2.3傳感器的選型要求12
1.3傳感器的標定13
1.3.1靜態標定13
1.3.2動態標定14
1.4傳感器技術的應用現狀和發展趨勢15
1.4.1傳感器的應用現狀15
1.4.2傳感器技術的發展趨勢17
思考題18
第2章電阻式傳感器19
2.1應變電阻式傳感器19
2.1.1應變電阻式傳感器的工作原理19
2.1.2電阻應變片的結構和類型21
2.1.3測量轉換電路22
2.1.4電阻應變片的溫度補償24
2.1.5應變電阻式傳感器的應用27
2.2熱電阻式傳感器31
2.2.1金屬熱電阻式傳感器31
2.2.2半導體熱敏電阻式傳感器35
2.2.3熱電阻式傳感器的應用38
2.3電位器式電阻傳感器39
2.3.1繞線電位器式電阻傳感器39
2.3.2非繞線電位器式電阻傳感器43
2.3.3電位器式電阻傳感器的應用44
2.4其他類型電阻傳感器45
2.4.1氣敏電阻傳感器45
2.4.2濕敏電阻傳感器47
2.4.3光敏電阻傳感器48
2.5工程設計實例49
思考題52
第3章電容式傳感器53
3.1電容式傳感器的工作原理及分類53
3.1.1電容式傳感器的工作原理53
3.1.2電容式傳感器的分類53
3.2電容式傳感器的測量電路56
3.2.1橋式電路56
3.2.2雙T形電路57
3.2.3調頻電路58
3.2.4脈衝寬度調製電路59
3.3電容式傳感器的應用61
3.3.1電容式加速度傳感器61
3.3.2電容式濕敏傳感器61
3.3.3電容式液位傳感器62
3.3.4電容式差壓傳感器63
3.4工程設計實例63
思考題65
第4章電感式傳感器66
4.1自感式傳感器66
4.1.1自感式傳感器的工作原理66
4.1.2自感式傳感器的測量電路69
4.1.3自感式傳感器的應用71
4.2差動變壓器式傳感器72
4.2.1差動變壓器式傳感器的工作原理72
4.2.2差動變壓器式傳感器的測量電路75
4.2.3差動變壓器式傳感器的應用76
4.3電渦流式傳感器76
4.3.1電渦流式傳感器的工作原理77
4.3.2電渦流式傳感器的測量電路78
4.3.3電渦流式傳感器的應用80
4.4工程設計實例81
思考題83
第5章壓電式傳感器84
5.1壓電式傳感器的原理84
5.1.1壓電效應84
5.1.2壓電材料及其主要特性85
5.2壓電式傳感器的測量電路90
5.2.1壓電元件的等效電路90
5.2.2壓電式傳感器的測量電路91
5.3壓電式傳感器的應用94
5.4工程設計實例96
思考題97
第6章磁電式傳感器98
6.1磁電感應式傳感器98
6.1.1恒磁通磁電感應式傳感器98
6.1.2變磁通磁電感應式傳感器99
6.1.3磁電感應式傳感器的應用100
6.2霍爾式傳感器102
6.2.1霍爾式傳感器的工作原理102
6.2.2霍爾元件的連接電路104
6.2.3霍爾元件的測量誤差及補償105
6.2.4霍爾式傳感器的應用106
6.3工程設計實例108
思考題111
第7章熱電式傳感器112
7.1熱電偶112
7.1.1熱電效應原理112
7.1.2熱電偶定律114
7.1.3熱電偶的常用類型和結構116
7.1.4熱電偶的冷端溫度補償119
7.1.5熱電偶的測量電路及應用121
7.2集成溫度傳感器123
7.2.1基本工作原理123
7.2.2模擬式溫度傳感器124
7.2.3數字式溫度傳感器125
7.3工程設計實例126
思考題128
第8章光電式傳感器129
8.1光電效應與光電元件129
8.1.1光電效應129
8.1.2常用光電元件130
8.1.3光電元件的基本應用電路138
8.1.4光電元件用於測量139
8.1.5光電開關139
8.2固態圖像傳感器141
8.2.1CCD的結構和基本原理141
8.2.2線陣CCD圖像傳感器143
8.2.3面陣CCD圖像傳感器144
8.2.4圖像傳感器的應用144
8.3光柵傳感器145
8.3.1計量光柵的結構145
8.3.2莫爾條紋146
8.3.3光柵的光路147
8.3.4辨向原理與細分技術148
8.3.5光柵傳感器的應用150
8.4光纖傳感器151
8.4.1光纖傳感器的工作原理152
8.4.2光纖傳感器的組成與分類156
8.4.3光纖傳感器的應用156
8.5光電編碼器158
8.5.1絕對式編碼器158
8.5.2增量式編碼器160
8.5.3編碼器的應用161
8.6工程設計實例162
思考題163
第9章超聲波傳感器164
9.1超聲波的基本知識164
9.1.1超聲波的概念164
9.1.2超聲波的傳播特性165
9.1.3超聲效應167
9.2超聲波傳感器的工作原理167
9.2.1超聲波傳感器的組成167
9.2.2超聲波傳感器的分類167
9.2.3超聲波傳感器的結構169
9.2.4超聲波傳感器的主要性能指標170
9.3超聲波傳感器的應用170
9.3.1超聲波物位傳感器171
9.3.2超聲波流量傳感器172
9.3.3超聲波探傷173
9.3.4超聲波測厚174
9.4工程設計實例175
思考題177
第10章紅外傳感器178
10.1紅外輻射的基本知識178
10.1.1黑體、白體和透明體178
10.1.2紅外輻射的基本定律179
10.2常用紅外傳感器180
10.2.1紅外光子傳感器180
10.2.2紅外熱傳感器180
10.2.3熱釋電型傳感器180
10.3紅外傳感器的性能183
10.3.1主要性能參數183
10.3.2使用注意事項183
10.4紅外傳感器的應用184
10.5工程設計實例186
思考題188
第11章生物傳感器189
11.1生物傳感器的發展189
11.2生物傳感器的工作原理190
11.3生物傳感器的分類192
11.4生物敏感材料的固定化194
11.5幾種生物傳感器195
11.5