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绪论 1

第一章　传感器的一般特性 1

目录 1

§1-1　传感器的静特性 7

一、线性度 7

二、迟滞 9

三、重复性 9

七、温度稳定性 10

八、各种抗干扰稳定性 10

九、静态误差 10

六、稳定性 10

五、分辨力与阈值 10

四、灵敏度与灵敏度误差 10

§1-2　传感器的动特性 11

一、接触式传感器的动特性 11

二、模拟式传感器的动特性 17

三、数字式传感器的动特性 23

§1-3　传感器的技术指标 24

第二章 电阻式传感器 26

§2-1　应变片式电阻传感器 26

一、电阻应变效应 26

二、金属电阻应变片主要特性 27

三、温度误差及其补偿 32

四、电阻应变片的粘结 33

五、转换电路 35

六、应变片式电阻传感器举例 39

一、压阻效应 44

§2-2　压阻式电阻传感器 44

二、半导体应变片结构及特性 46

三、压阻式传感器 47

§2-3　电位器式电阻传感器 50

一、工作原理及特点 50

二、线性与函数电位器 50

三、负载特性与负载误差 52

四、电位器的结构与材料 53

五、电位器式电阻传感器应用举例 54

§2-4 电触点式传感器 54

一、工作原理 54

二、结构与电路 55

三、误差及其测定 56

一、工作原理 58

§3-1　自感式传感器 58

第三章 电感式传感器 58

二、自感计算及特性分析 59

三、自感线圈的等效电路 64

四、转换电路和传感器灵敏度 67

五、零点残余电压 70

六、应用举例 73

七、自感式传感器的设计 74

§3-2　差动变压器式传感器 78

一、工作原理 78

二、互感计算与特性分析 79

三、转换电路 85

四、零点残余电压的补偿 86

五、应用举例 88

一、工作原理 89

§3-3　涡流式传感器 89

二、参数计算与分析 90

三、转换电路 93

四、低频透射涡流传感器 95

五、涡流式传感器的应用 95

§3-4　压磁式传感器 98

一、压磁效应 98

二、工作原理 98

三、结构举例 99

四、压磁元件 99

五、测量电路 100

六、压磁式传感器的应用 101

§3-5　感应同步器 101

一、概述 101

二、工作原理 102

三、类型与结构 104

四、信号处理方式 106

五、设计举例 109

六、误差分析 111

七、感应同步器的接长 111

第四章　电容式传感器 113

§4-1　工作原理和类型 113

一、工作原理 113

二、类型 113

§4-2 电容式传感器的主要性能 117

一、静态灵敏度 117

二、非线性 118

一、特点 119

三、动态特性 119

§4-3　电容式传感器的特点和设计要点 119

二、设计要点 120

§4-4　转换电路 124

一、对转换电路的要求 124

二、电桥电路 125

三、差动脉冲调宽电路 126

四、调频电路 127

五、运算放大器式电路 129

§4-5 电容式传感器的应用 130

一、电容式差压传感器 131

二、电容式加速度传感器 131

三、电容式位移传感器 131

§5-1 压电转换元件的工作原理 133

第五章　压电式传感器 133

一、压电效应表达式 134

二、石英晶体压电效应的机理 135

三、压电元件的基本变形 136

四、压电常数和耦合系数 137

§5-2　压电材料 138

一、石英晶体 138

二、铌酸锂晶体 139

三、压电陶瓷一 139

§5-3　压电元件常用结构形式 141

§5-4　等效电路 142

§5-5　测量电路 143

一、电压放大器 143

二、电荷放大器 144

§5-6　压电式传感器的应用举例 146

一、压电式测力传感器 146

二、压电式加速度传感器 147

三、压电阻抗头 150

§5-7　压电式传感器的误差 150

一、环境温度的影响 150

二、湿度的影响 151

三、横向灵敏度和它所引起的误差 151

四、电缆噪声 152

五、接地回路噪声 152

§5-8　压电声表面波传感器 152

一、基本工作原理 152

二、SAW力和加速度传感器 154

§5-9　聚偏二氟乙烯PVDF及其应用 155

一、PVDF的结构 156

二、PVDF的工作原理和基本特性 157

三、PVDF传感器设计的一般方法 159

四、应用举例 160

第六章　磁电式传感器 161

§6-1　磁电感应式传感器 161

一、工作原理和类型 161

二、动态特性 163

三、主要元件的设计计算 166

四、应用 170

§6-2　霍尔式传感器 172

一、工作原理与特性 172

二、霍尔元件的误差及其补偿 175

§6-3　磁栅式传感器 178

三、应用 178

一、磁栅 179

二、磁头 181

三、信号处理方式 183

四、磁栅传感器的特点与误差分析 184

第七章　光电式传感器 185

§7-1　光电效应及光电器件 185

一、光电发射型 185

二、光电导型 187

三、光电导结型 188

四、光电伏特型 189

五、半导体光电元件的特性 190

二、测量电路 193

一、光源 193

§7-2　光电式传感器的测量电路 193

§7-3　一般形式的光电传感器 195

一、模拟式光电传感器 195

二、脉冲式光电传感器 197

§7-4　光纤传感器 198

一、光导纤维 198

二、光纤传感器 200

§7-5　电荷耦合器件 204

一、CCD的工作原理 204

二、CCD的结构 206

三、CCD的应用举例 207

§7-6　光栅式传感器 208

一、概述 208

二、基本工作原理和计量光栅的种类 209

三、莫尔条纹 212

四、光学系统 219

五、零位光栅 224

六、光栅式传感器设计要点 226

七、光栅式传感器的结构和应用举例 232

§7-7　激光式传感器 235

一、激光的特性和激光的频率稳定 235

二、激光干涉传感器 237

三、激光衍射传感器 241

四、激光扫描传感器 244

§7-8　码盘式传感器 245

一、工作原理 246

二、码制与码盘 246

三、二进码与循环码的转换 248

四、双盘编码器 249

五、应用举例 251

第八章　热电偶、超声波、核辐射检测 253

§8-1　热电偶 253

一、工作原理 253

二、常用热电偶 256

三、热电偶测温线路 257

§8-2　超声波传感技术 258

一、超声波及其传播 258

二、超声波的物理性质 259

三、超声波检测技术的应用 262

§8-3　核辐射检测 265

一、工作原理 265

三、探测器 266

二、射线源 266

四、核辐射检测的应用 268

五、放射性辐射的防护 269

第九章　谐振式传感器 270

§9-1　振筒式传感器 270

一、结构与工作原理 270

二、振筒的固有振动频率和振型 271

三、振动频率和压力的关系 272

四、测量电路 272

五、振动管式密度传感器 274

§9-2　振弦式传感器 275

一、工作原理与激励方式 275

二、振弦的固有频率与输出特性分析 277

三、振弦式传感器应用举例 279

一、振膜式传感器 281

§9-3　振膜和振梁式传感器 281

二、振梁式传感器 282

§9-4　压电式谐振传感器 282

一、石英晶体谐振式压力传感器 283

二、谐振梁式差压传感器 285

第十章　力平衡式传感器 288

§10-1　工作原理 288

§10-2　传感器特性 288

一、微分方程的建立及传递函数 288

二、静特性 290

三、动特性 291

§10-3　应用 292

参考文献 293

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