本書介紹工程中常用傳感器的原理、特性及測(cè)量電路，通過實(shí)際案例介紹各種傳感器的工程應(yīng)用方法。全書共有9章，第1章介紹傳感器的基本概念、分類、測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理方法以及傳感器的特性；第2～9章分別根據(jù)傳感器的工作原理分類，介紹電阻式、電容式、電感式、磁電式、壓電式、光電式、熱電式、聲波及輻射式傳感器的基本工作原理、測(cè)量電路以及應(yīng)用。本書內(nèi)容全面，注重科學(xué)性與系統(tǒng)性，具有較高的應(yīng)用性，采用二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的擴(kuò)展。
前 言
傳感器技術(shù)是信息技術(shù)（傳感與控制技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)）的三大支柱之一，是感知、獲取、處理與傳輸?shù)年P(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化測(cè)量和自動(dòng)控制的主要環(huán)節(jié)。本書兼顧科學(xué)性、系統(tǒng)性及實(shí)用性，介紹了常用傳感器的原理、特性及應(yīng)用方法。
全書共9章。第1章介紹了傳感器的物理基礎(chǔ)、定義、組成和分類，介紹了測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理及傳感器的基本特性；第2章介紹了電位式傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器、壓阻式傳感器的原理，并對(duì)測(cè)量電路進(jìn)行了介紹，最后給出典型的電阻式傳感器的應(yīng)用；第3章推導(dǎo)了三種典型電容式傳感器的基本原理、基本特性及測(cè)量電路，最后介紹了電容式傳感器的典型應(yīng)用；第4章介紹了電感式傳感器，包括自感式傳感器、差動(dòng)變壓器式傳感器及電渦流式傳感器的基本原理，并介紹各自的應(yīng)用方法；第5章介紹了磁電感應(yīng)式傳感器和霍爾式傳感器的工作原理及應(yīng)用；第6章首先介紹了壓電效應(yīng)及壓電材料，然后詳細(xì)介紹了壓電式傳感器的原理、測(cè)量電路及應(yīng)用方法；第7章在介紹光電效應(yīng)的基礎(chǔ)上，闡述了光電式傳感器、光纖傳感器和光電式編碼器的原理及應(yīng)用；第8章介紹了熱電式傳感器，包括熱電偶傳感器、熱電阻傳感器、熱敏電阻傳感器、集成溫度傳感器，并介紹了熱電式傳感器的測(cè)量電路及其應(yīng)用；第9章對(duì)聲及聲波傳感器、微波傳感器、輻射式傳感器的物理性質(zhì)、基本原理和應(yīng)用方法進(jìn)行了介紹。
本書注重與工程實(shí)踐的聯(lián)系，每章均有相關(guān)工程應(yīng)用案例及產(chǎn)品介紹，同時(shí)采用二維碼技術(shù)對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)充，可以通過掃描二維碼，打開對(duì)知識(shí)點(diǎn)的更多輔助介紹，包括相關(guān)文字介紹、圖片展示或動(dòng)畫演示。
本書1.1～1.3節(jié)由付華、閻馨執(zhí)筆；1.4、1.5節(jié)由盧萬杰執(zhí)筆；第2章由王丹丹執(zhí)筆；第3～5章由王雨虹執(zhí)筆；第6～9章由徐耀松執(zhí)筆。全書的寫作思路由付華教授提出，由付華和徐耀松統(tǒng)稿。此外，李猛、任仁、陶艷風(fēng)、代巍、湯月、司南楠、陳東、謝鴻、郭玉雯、于田、孟繁東、梁漪、曹坦坦、李海霞、劉雨竹等也參與了本書的編寫。在此，向?qū)Ρ緯木帉懡o予熱情幫助的同行們表示感謝。
由于作者水平有限，加上時(shí)間倉(cāng)促，書中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編 者
2016年5月
付華，遼寧工程大學(xué)教授。中國(guó)煤炭工業(yè)信息與自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)委員，遼寧省儀器學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員。主持完成國(guó)家863項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、教育部博士點(diǎn)基金、博士后基金、遼寧省科技攻關(guān)項(xiàng)目、遼寧省重大科技項(xiàng)目、省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、優(yōu)秀人才項(xiàng)目等40余項(xiàng)，主持完遼寧省教改項(xiàng)目、省十一五、十二五教學(xué)科研項(xiàng)目多項(xiàng)。
目 錄
第1章 緒論 （1）
1．1 傳感器的物理基礎(chǔ) （1）
1．2 傳感器的定義 （2）
1．3 傳感器的組成和分類 （3）
1．3．1 傳感器的組成 （3）
1．3．2 傳感器的分類 （3）
1．4 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 （4）
1．4．1 測(cè)量誤差的概念 （4）
1．4．2 誤差的表示方法 （4）
1．4．3 誤差的分類 （6）
1．4．4 數(shù)據(jù)處理 （7）
1．4．5 不等精度直接測(cè)量的權(quán)與誤差 （9）
1．4．6 系統(tǒng)誤差的判別與消除 （10）
1．4．7 粗大誤差的判別與壞值的舍棄 （11）
1．4．8 間接測(cè)量中的檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理 （12）
1．5 傳感器的基本特性 （14）
1．5．1 傳感器的靜態(tài)特性 （14）
1．5．2 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 （16）
習(xí)題 （21）
第2章 電阻式傳感器 （22）
2．1 彈性敏感元件 （22）
2．1．1 彈性敏感材料的彈性特性 （23）
2．1．2 彈性敏感元件的材料及基本要求 （24）
2．2 電位式傳感器 （28）
2．2．1 電位式傳感器的原理 （28）
2．2．2 電位式傳感器的工程應(yīng)用 （31）
2．3 電阻應(yīng)變式傳感器 （33）
2．3．1 電阻應(yīng)變式傳感器的原理 （33）
2．3．2 電阻應(yīng)變式傳感器的工程應(yīng)用 （40）
2．4 壓阻式傳感器 （43）
2．4．1 壓阻式傳感器的原理 （43）
2．4．2 壓阻式傳感器的工程應(yīng)用 （45）
習(xí)題 （50）
第3章 電容式傳感器 （51）
3．1 變極距型電容式傳感器 （51）
3．1．1 變極距型電容式傳感器的原理 （52）
3．1．2 變極距型電容式傳感器的工程應(yīng)用 （53）
3．2 變面積型電容式傳感器 （56）
3．2．1 變面積型電容式傳感器的原理 （56）
3．2．2 變面積型電容式傳感器的工程應(yīng)用 （57）
3．3 變介質(zhì)型電容式傳感器 （58）
3．3．1 變介質(zhì)型電容式傳感器的原理 （58）
3．3．2 變介質(zhì)型電容式傳感器的工程應(yīng)用 （59）
3．4 電容式傳感器的靈敏度及非線性 （62）
3．5 電容式傳感器的等效電路 （64）
3．6 電容式傳感器的測(cè)量電路 （64）
3．6．1 調(diào)頻電路 （64）
3．6．2 運(yùn)算放大器式電路 （65）
3．6．3 二極管雙T形交流電橋 （66）
3．6．4 脈沖寬度調(diào)制電路 （67）
習(xí)題 （68）
第4章 電感式傳感器 （70）
4．1 自感式傳感器 （70）
4．1．1 自感式傳感器的原理 （70）
4．1．2 自感式傳感器的工程應(yīng)用 （77）
4．2 差動(dòng)變壓器式傳感器 （82）
4．2．1 差動(dòng)變壓器式傳感器的原理 （82）
4．2．2 差動(dòng)變壓器式傳感器的工程應(yīng)用 （89）
4．3 電渦流式傳感器 （90）
4．3．1 電渦流式傳感器的原理 （90）
4．3．2 電渦流式傳感器的工程應(yīng)用 （95）
習(xí)題 （97）
第5章 磁電式傳感器 （99）
5．1 磁電感應(yīng)式傳感器 （99）
5．1．1 磁電感應(yīng)式傳感器的原理 （99）
5．1．2 磁電感應(yīng)式傳感器的工程應(yīng)用 （103）
5．2 霍爾式傳感器 （105）
5．2．1 霍爾式傳感器的原理 （106）
5．2．2 霍爾式傳感器的工程應(yīng)用 （110）
習(xí)題 （114）
第6章 壓電式傳感器 （115）
6．1 壓電式傳感器的原理 （115）
6．1．1 壓電效應(yīng)及壓電材料 （115）
6．1．2 壓電式傳感器的測(cè)量電路 （120）
6．2 壓電式傳感器的工程應(yīng)用 （123）
習(xí)題 （126）
第7章 光電式傳感器 （127）
7．1 光電效應(yīng)式傳感器 （127）
7．1．1 光電效應(yīng)式傳感器的原理 （128）
7．1．2 光電效應(yīng)式傳感器的工程應(yīng)用 （128）
7．2 光纖傳感器 （136）
7．2．1 光纖傳感器的原理 （137）
7．2．2 光纖傳感器的工程應(yīng)用 （139）
7．3 光電式編碼器 （143）
習(xí)題 （145）
第8章 熱電式傳感器 （146）
8．1 熱電偶傳感器 （146）
8．1．1 熱電偶傳感器的原理 （146）
8．1．2 熱電偶傳感器的工程應(yīng)用 （153）
8．2 熱電阻傳感器 （154）
8．2．1 熱電阻傳感器的原理 （154）
8．2．2 熱電阻傳感器的工程應(yīng)用 （158）
8．3 熱敏電阻傳感器 （159）
8．3．1 熱敏電阻傳感器的原理 （159）
8．3．2 熱敏電阻傳感器的工程應(yīng)用 （161）
8．4 集成溫度傳感器 （163）
8．4．1 集成溫度傳感器的原理 （164）
8．4．2 集成溫度傳感器的工程應(yīng)用 （165）
習(xí)題 （167）
第9章 聲/波式及輻射式傳感器 （168）
9．1 聲/波傳感器 （168）
9．1．1 超聲波傳感器 （168）
9．1．2 聲敏傳感器 （171）
9．1．3 次聲傳感器和水聲換能器 （175）
9．1．4 超聲波傳感器在檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用 （180）
9．2 微波傳感器 （185）
9．2．1 微波概述 （185）
9．2．2 微波傳感器的原理和組成 （186）
9．2．3 微波傳感器的工程應(yīng)用 （187）
9．3 輻射式傳感器 （192）
9．3．1 紅外傳感器 （192）
9．3．2 紅外傳感器的工程應(yīng)用 （194）
9．3．3 核輻射式傳感器 （199）
9．3．4 核輻射式傳感器的工程應(yīng)用 （204）
習(xí)題 （207）
參考文獻(xiàn) （209）
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