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绪论 1

一、传感器的定义和分类 1

二、传感器的地位和作用 1

目 录 1

三、传感技术的发展动向 2

第一章传感器的特性 4

§1-1传感器的性能指标 4

一、基本特性指标 4

二、环境参数指标 5

三、稳定性、可靠性指标 6

§1-2传感器的静态特性 6

一、线性度 6

三、重复性 11

二迟滞 11

四、精确度 12

第二章应变式传感器 14

§2-1应变片的工作原理 14

一、应变效应 14

二、变形的传递 16

2-2应变片 16

一、应变片的结构和材料 16

二、分类 20

三、应变片的主要参数和工作特性 30

四、应变片的标定 37

五、应变片的使用技术 42

二、电桥电路 46

一、电桥电路的最新发展动向 46

§ 2-3应变式传感器的测量电路 46

三、几种实用的新型直流电桥模块电路 50

四、应变式传感器的补偿技术 55

§2-4应变式传感器的结构与设计 60

一、应变式传感器设计研究的新动向 60

二、力与称重传感器 61

三、压力传感器 78

四、扭矩传感器 88

五、位移传感器 89

六、加速度传感器 92

七、应变式传感器的设计要点 95

一、压阻效应 100

§3-1工作原理 100

第三章压阻式传感器 100

二、晶面、晶向的表示方法 101

三、压阻系数 102

§3-2压阻式传感器的结构与设计 110

一、压阻式压力传感器 110

二、压阻式加速度传感器 119

§3-3半导体应变片 128

一、半导体应变片的工作原理 128

二、半导体应变片的种类和结构 130

三、半导体应变片的规格和特性 132

四、半导体应变片的补偿方法 136

五、半导体应变片使用技术 139

二、恒流源供电电桥 140

§ 3-4压阻式传感器的测量电路 140

一、恒压源供电电桥 140

§3-5压阻式传感器的温度漂移与补偿 141

一、压阻式传感器的温度漂移 141

二、温度补偿 142

第四章电位器式传感器 147

§4-1线性电位器 147

一、空载特性 147

二、阶梯特性、阶梯误差和分辨率 148

§4-2非线性电位器 150

一、变骨架式非线性线绕电位器 150

二、变节距式非线性线绕电位器 151

三、分路电阻式非线性电位器 152

§4-3负载特性与负载误差 154

四、电位给定式非线性电位器 154

§4-4结构与设计 155

一、导线 155

二、电刷 156

三、骨架 157

四、主要参数计算 157

§4-5非线绕电位器 160

一、合成膜电位器 160

二、金属膜电位器 160

三、导电塑料电位器 160

四、导电玻璃釉电位器 160

五、光电电位器 160

一、电位器式位移传感器 161

§4-6电位器式传感器 161

三、电位器式加速度传感器 162

二、电位器式压力传感器 162

第五章电感式传感器 163

§5-1工作原理和等效电路 163

§5-2类型和主要特性 166

一、变间隙型电感传感器 166

二、变面积型电感传感器 168

三、螺管插铁型电感传感器 168

四、差动电感传感器 169

§5-3电感式传感器的测量电路 172

一、带相敏整流的交流电桥 172

五、齿形电感式传感器 172

二、变压器式电桥电路 174

三、紧耦合电感比例臂电桥 175

§5-4电感式传感器的结构与设计 177

一、电感式传感器的典型结构 177

二、带小气隙的铁心线圈的参数设计 178

三、螺管插铁型电感传感器的设计 179

§5-5测试误差分析 180

一、输出特性的非线性 180

二、零位误差 180

三、温度影响 180

四、电源电压和频率的影响 180

一、工作原理 182

§ 6-1工作原理和等效电路 182

第六章 变压器式传感器 182

二、等效电路 183

§6-2变压器式传感器的结构类型和主要特性 184

一、螺管型差动变压器 184

二、п型差动变压器 193

三、旋转变压器式传感器 195

§ 6-3差动变压器式传感器的测量电路 199

一、相敏检波电路 199

二、差动整流电路 201

三、直流差动变压器电路 203

§6-4差动变压器结构与设计 203

一、典型结构 203

二、差动变压器设计 204

第七章 电涡流式传感器 209

§7-1电涡流传感器的工作原理 209

一、电涡流效应和传感器等效电路 209

二、电涡流的形成范围 211

§7-2结构类型 212

一、变间隙型电涡流传感器 212

二、变面积型电涡流传感器 213

三、螺管型电涡流传感器 215

四、其它型式电涡流传感器 216

§7-3测量电路 221

一、调幅式测量电路 221

二、调频调幅式测量电路 223

四、传感器材料的选择 223

三、调频式测量电路 224

四、电桥电路 225

§7-4电涡流传感器的设计 226

一、量程的设计 226

二、提高灵敏度的措施 227

三、传感器的动特性 227

§7-5电涡流传感器的使用技术 228

第八章 电容式传感器 230

§8-1概述 230

§8-2基本工作原理 230

§8-3结构、类型及主要特性 231

一、变间隙型 231

二、变面积型 235

三、变介电常数型 236

四、差动电容式传感器 237

§8-4测量电路 239

一、紧耦合电感比例臂电桥 239

二、二极管式电路 241

三、变压器式电桥电路 243

四、调频电路 244

五、差动脉冲调宽电路 246

六、运算放大器式电路 247

§8-5电容式传感器的特点 248

第九章压电式传感器 250

§9-1压电效应 250

一、石英晶体的压电效应 250

二、压电陶瓷的压电效应 252

三、高分子材料的压电效应 254

四、压电方程与压电常数 254

§9-2压电材料 257

一、石英晶体 257

二、其它压电单晶 259

三、压电陶瓷 260

四、新型压电材料 261

§9-3压电式传感器的测量电路 262

一、压电式传感器的等效电路 262

二、电压放大器 264

三、电荷放大器 266

§9-4压电式传感器的主要特性 268

一、灵敏度 268

二、频率特性 270

三、横向效应 272

四、精度 273

五、绝缘电阻 274

六、环境特性 274

七、电缆噪声 275

八、压电式传感器的零漂 276

§9-5压电式传感器的结构与设计 276

一、压电式力传感器 276

二、压电式加速度传感器 284

三、压电式压力传感器 291

四、其它类型压电式传感器 300

二、内光电效应 310

一、外光电效应 310

§10-1光电效应 310

第十章光传感器 310

§10-2光电器件的基本特性 311

§10-3光电器件 314

一、光敏电阻 314

二、光敏二极管和光敏三极管 321

三、光电池 328

四、其它新型光电器件 332

§10-4光电传感器 338

一、光电传感器的典型结构及原理 338

二、光电传感器的计算 339

三、光电传感器的使用技术 345

一、计量光栅的类型 347

§10-5光栅传感器 347

二、光栅传感器的结构和原理 348

三、辨向原理 351

四、细分技术 353

§10-6固体图象传感器 358

一、固体图象传感器的特点和种类 358

二、CCD图象传感器的工作原理 359

三、自扫描光电二极管阵列工作原理 361

四、固体图象传感器的应用 363

§10-7光纤传感器 366

一、光纤传感元件 366

二、光纤元件之间的连接 369

三、光纤传感器的工作原理和典型结构 373

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