全國高等職業(yè)教育規(guī)劃教材：傳感器技術及其工程應用
定 價：25 元
叢書名：全國高等職業(yè)教育規(guī)劃教材
- 作者：金發(fā)慶 編
- 出版時間：2010/6/1
- ISBN：9787111302698
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP212
- 頁碼：232
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：大16開
《傳感器技術及其工程應用》主要講述傳感器原理、結(jié)構、性能和應用。書中介紹了傳感器的分類、數(shù)學模型、材料及特性，并介紹了溫度、力、光、圖像、磁、位移、濕度、氣體、生物、微波、超聲波、機器人、指紋傳感器，以及智能傳感器、模糊傳感器、微機電系統(tǒng)（MEMS）、傳感器網(wǎng)絡、無線傳感器網(wǎng)絡的構建，列舉了各種傳感器和傳感器網(wǎng)絡在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究、醫(yī)療衛(wèi)生、家用電器等方面的工程應用實例。《傳感器技術及其工程應用》共12章，每章最后附有習題，第2～12章附有實訓課題。
《傳感器技術及其工程應用》可作為大學�？坪透叩嚷殬I(yè)院校的應用電子技術、自動控制、儀器儀表、測量、機電技術、計算機應用等專業(yè)的教學用書，也可用作有關工程技術人員的技術參考書和自學用書。
今天，人類已經(jīng)進入了科學技術迅猛發(fā)展的信息社會，計算機、互聯(lián)網(wǎng)、機器人、自動控制以及單片機嵌入系統(tǒng)的迅速發(fā)展，迫切需要形形色色的傳感器。作為“感覺器官”，傳感器用于各種各樣信息的感知、獲取和檢測，并將其轉(zhuǎn)換為工作系統(tǒng)能進行處理的信息。顯而易見，傳感器在現(xiàn)代科學技術領域中占有極其重要的地位，了解和掌握傳感器及其工程應用，成了相關專業(yè)技術人員的必需。有關傳感器及其工程應用技術的課程成為應用電子技術、自動控制技術、儀器儀表技術、自動信號技術、測量技術、機器人技術及計算機應用等專業(yè)的必修課。
本書力求內(nèi)容新穎，敘述簡練，實例面廣。其參考學時為60學時。本書以傳感器原理、結(jié)構、性能和工程應用為主線，介紹了傳感器的分類、數(shù)學模型、特性、材料和技術標定，介紹了溫度、力、光、圖像、磁、位移、濕度、氣體、生物、微波、超聲波、機器人、指紋傳感器及其工程應用，并介紹了傳感器信號處理電路，以及智能傳感器和傳感器網(wǎng)絡的構建、性能和實例。各章最后附有習題，第2-12章后面附有實訓課題。
通過實訓，既可以培養(yǎng)學生查閱各種傳感器手冊和資料的能力，又可以使學生通過動手制作一些傳感器應用電路，增強動手能力。在講授和學習本書時，可根據(jù)實際情況和具體條件，選擇完成一部分實訓課題或全部實訓課題，也可以將部分實訓課題安排在課余時間進行。
本書第l、5、11、12章由金發(fā)慶編寫，第2、3章由孫衛(wèi)星編寫，第4、8、9章由李晴編寫，第6、7、10章由張?zhí)靷ゾ帉憽Ｈ珪山鸢l(fā)慶統(tǒng)稿，李瑜芳審稿。
在本書編寫過程中，得到許多同志熱情關心和幫助，并提出了許多寶貴意見，在此一并表示衷心感謝。
由于編者水平有限，書中難免存在不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
出版說明
前言
第1章 傳感器技術基礎1
1.1 自動測控系統(tǒng)與傳感器1
1.1.1 自動測控系統(tǒng)1
1.1.2 傳感器2
1.2 傳感器的分類3
1.2.1 按被測物理量分類3
1.2.2 按傳感器工作原理分類3
1.3 傳感器的數(shù)學模型5
1.3.1 傳感器的靜態(tài)數(shù)學模型5
1.3.2 傳感器的動態(tài)數(shù)學模型6
1.4 傳感器的特性與技術指標7
1.4.1 靜態(tài)特性7
1.4.2 動態(tài)特性9
1.5 傳感器的材料與制造11
1.5.1 傳感器的材料11
1.5.2 傳感器制造技術13
1.6 提高傳感器性能的方法14
1.6.1 傳感器性能指標14
1.6.2 提高性能指標的方法15
1.7 傳感器的標定與校準16
1.7.1 標定與校準的方法16
1.7.2 靜態(tài)標定16
1.7.3 動態(tài)標定17
1.8 習題17
第2章 溫度傳感器18
2.1 溫度測量概述18
2.2 熱電偶傳感器18
2.2.1 熱電偶測溫原理19
2.2.2 熱電偶的結(jié)構形式和標準化熱電偶21
2.2.3 熱電偶測溫及參考端溫度補償24
2.3 金屬熱電阻傳感器26
2.3.1 熱電阻的溫度特性26
2.3.2 熱電阻傳感器的結(jié)構27
2.4 集成溫度傳感器27
2.4.1 集成溫度傳感器基本工作原理28
2.4.2 電壓輸出型集成溫度傳感器28
2.4.3 電流輸出型集成溫度傳感器28
2.5 半導體熱敏電阻29
2.5.1 熱敏電阻的（Rt-t）特性29
2.5.2 熱敏電阻溫度測量非線性修正29
2.6 負溫度系數(shù)熱敏電阻30
2.6.1 負溫度系數(shù)熱敏電阻性能30
2.6.2 負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度方程31
2.6.3 負溫度系數(shù)熱敏電阻主要特性31
2.7 溫度傳感器應用實例32
2.7.1 雙金屬溫度傳感器的應用32
2.7.2 熱敏電阻溫度傳感器的應用34
2.7.3 晶體管溫度傳感器的應用35
2.7.4 集成溫度傳感器應用舉例36
2.7.5 家用空調(diào)專用溫度傳感器37
2.7.6 冰箱、冰柜專用溫度傳感器38
2.7.7 熱水器專用溫度傳感器39
2.7.8 汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)專用溫度傳感器40
2.8 實訓40
2.9 習題41
第3章 力傳感器42
3.1 彈性敏感元件42
3.1.1 彈性敏感元件的特性42
3.1.2 彈性敏感元件的分類43
3.2 電阻應變片傳感器46
3.2.1 電阻應變片的工作原理46
3.2.2 電阻應變片的分類46
3.2.3 電阻應變片的測量電路48
3.3 壓電傳感器49
3.3.1 石英晶體的壓電效應49
3.3.2 壓電陶瓷的壓電效應50
3.3.3 壓電式傳感器的測量電路51
3.3.4 壓電式傳感器的結(jié)構54
3.3.5 單片集成硅壓力傳感器54
3.4 電容式傳感器55
3.4.1 變極距式電容傳感器56
3.4.2 變面積式電容傳感器57
3.4.3 變介電常數(shù)式電容傳感器58
3.4.4 電容式傳感器測量電路59
3.5 電感式傳感器61
3.5.1 自感式傳感器61
3.5.2 測量電路62
3.5.3 互感式傳感器63
3.5.4 差動變壓器式傳感器測量電路65
3.6 力傳感器應用實例66
3.6.1 煤氣灶電子點火器66
3.6.2 壓電式玻璃破碎報警器66
3.6.3 2S5M壓力傳感器應用電路舉例67
3.6.4 指套式電子血壓計67
3.6.5 CL-YZ-320型力敏傳感器介紹68
3.7 實訓69
3.8 習題70
第4章 光電式傳感器71
4.1 光電效應71
4.1.1 外光電效應71
4.1.2 內(nèi)光電效應71
4.1.3 光生伏打效應72
4.2 光電器件72
4.2.1 光電管和光電倍增管72
4.2.2 光敏電阻73
4.2.3 光敏二極管和光敏晶體管74
4.2.4 光電池75
4.2.5 光電元件的特性75
4.2.6 光耦合器件79
4.3 紅外線傳感器81
4.3.1 概述81
4.3.2 熱釋電型紅外傳感器82
4.4 色彩傳感器84
4.5 CZG-GD-500系列紫外火焰?zhèn)鞲衅?6
4.6 光纖傳感器87
4.6.1 光纖傳感元件87
4.6.2 常用光纖傳感器89
4.7 光傳感器應用實例90
4.7.1 自動照明燈90
4.7.2 光電式數(shù)字轉(zhuǎn)速表90
4.7.3 物體長度及運動速度的檢測91
4.7.4 紅外自動干手器93
4.7.5 手指光反射測量心率方法93
4.7.6 條形碼掃描筆94
4.7.7 插卡式電源開關95
4.8 實訓95
4.9 習題96
第5章 圖像傳感器98
5.1 CCD圖像傳感器98
5.1.1 CCD電荷耦合器件98
5.1.2 CCD圖像傳感器100
5.1.3 CCD圖像傳感器的應用101
5.2 CMOS圖像傳感器102
5.2.1 CMOS型光電轉(zhuǎn)換器件102
5.2.2 CMOS圖像傳感器103
5.2.3 CMOS圖像傳感器的應用104
5.3 CCD和CMOS圖像傳感器應用實例104
5.3.1 月票自動發(fā)售機104
5.3.2 數(shù)字攝像機105
5.3.3 數(shù)碼相機105
5.3.4 彩信手機106
5.3.5 計算機攝像頭107
5.3.6 光纖內(nèi)窺鏡107
5.4 實訓108
5.5 習題108
第6章 霍爾傳感器及其他磁傳感器109
6.1 霍爾傳感器工作原理109
6.1.1 霍爾效應109
6.1.2 霍爾元件的主要技術參數(shù)111
6.2 霍爾傳感器112
6.2.1 霍爾開關集成傳感器112
6.2.2 霍爾線性集成傳感器113
6.3 其他磁傳感器113
6.3.1 磁阻元件113
6.3.2 磁敏二極管114
6.3.3 磁敏晶體管115
6.4 霍爾傳感器及其他磁傳感器應用實例116
6.4.1 霍爾汽車無觸點點火器116
6.4.2 霍爾無刷直流電動機117
6.4.3 自動供水裝置117
6.5 實訓119
6.6 習題119
第7章 位移傳感器121
7.1 機械位移傳感器121
7.1.1 電位器式位移傳感器121
7.1.2 電容式位移傳感器122
7.1.3 螺線管式電感位移傳感器123
7.1.4 差動變壓器123
7.2 光柵位移傳感器124
7.2.1 莫爾條紋124
7.2.2 光柵位移傳感器的結(jié)構及工作原理125
7.2.3 光柵位移傳感器的應用125
7.3 磁柵位移傳感器125
7.4 接近傳感器126
7.4.1 電容式接近傳感器127
7.4.2 電感式接近傳感器127
7.4.3 熱釋電紅外傳感器接近電路127
7.5 轉(zhuǎn)速傳感器128
7.5.1 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器128
7.5.2 光電式轉(zhuǎn)速傳感器129
7.6 多普勒傳感器130
7.6.1 多普勒效應130
7.6.2 多普勒雷達測速131
7.7 液位傳感器131
7.7.1 導電式水位傳感器131
7.7.2 壓差式液位傳感器132
7.8 流量及流速傳感器133
7.8.1 電磁式流量傳感器134
7.8.2 渦輪式流速傳感器135
7.9 實訓136
7.1 0習題137
第8章 氣體和濕度傳感器138
8.1 氣體傳感器138
8.1.1 半導體氣體傳感器139
8.1.2 固體電解質(zhì)式氣體傳感器140
8.1.3 接觸燃燒式氣體傳感器140
8.1.4 電化學式氣體傳感器141
8.1.5 集成型氣體傳感器141
8.1.6 氣體傳感器的應用142
8.1.7 煙霧傳感器143
8.2 濕度傳感器143
8.2.1 概述143
8.2.2 陶瓷型濕度傳感器145
8.2.3 有機高分子濕度傳感器146
8.2.4 半導體型濕度傳感器147
8.2.5 含水量檢測148
8.3 氣體和濕度傳感器的應用149
8.3.1 氣體報警器149
8.3.2 自動空氣凈化換氣扇149
8.3.3 自動去濕裝置149
8.3.4 錄像機結(jié)露報警控制電路150
8.3.5 氣體報警器與控制器電路150
8.4 實訓151
8.5 習題152
第9章 生物、波、機器人、指紋傳感器
9.1 生物傳感器
9.1.1 概述
9.1.2 生物傳感器的工作原理及結(jié)構
9.2 微波傳感器
9.2.1 概述
9.2.2 微波傳感器及其分類
9.2.3 微波傳感器的優(yōu)點及存在的問題
9.2.4 微波傳感器的應用——微波溫度傳感器
9.3 超聲波傳感器
9.3.1 超聲波傳感器的物理基礎
9.3.2 超聲波換能器及耦合技術
9.3.3 超聲波傳感器的應用
9.4 機器人傳感器
9.4.1 機器人與傳感器
9.4.2 機器人傳感器的分類
9.4.3 觸覺傳感器
9.4.4 接近覺傳感器
9.4.5 視覺傳感器
9.4.6 聽覺、嗅覺、味覺及其他傳感器
9.5 指紋傳感器
9.5.1 指紋識別技術
9.5.2 指紋傳感器
9.6 實訓
9.7 習題
第10章 傳感器接口電路
10.1 傳感器輸出信號的處理方法
10.1.1 輸出信號的特點
10.1.2 輸出信號的處理方法
10.2 傳感器信號檢測電路
10.2.1 檢測電路的形式
10.2.2 常用電路
10.3 傳感器和微型計算機的連接
10.3.1 檢測信號在輸入微型計算機前的處理
10.3.2 模一數(shù)轉(zhuǎn)換電路
10.3.3 電壓一頻率轉(zhuǎn)換電路
10.4 傳感器接口電路應用實例
10.5 實訓
10.6 習題
第11章 智能傳感器
11.1 智能傳感器概述
11.1.1 智能傳感器的功能
11.1.2 智能傳感器的層次結(jié)構
11.1.3 智能傳感器的實現(xiàn)
11.2 計算型智能傳感器
11.2.1 計算型智能傳感器的構成方式
11.2.2 計算型智能傳感器的基本結(jié)構
11.3 特殊材料型智能傳感器
11.4 幾何結(jié)構型智能傳感器
11.5 智能傳感器實例
11.5.1 智能壓力傳感器
11.5.2 氣象參數(shù)測試儀
11.5.3 汽車制動性能檢測儀
11.5.4 輪速智能傳感器
……
第12章 傳感器網(wǎng)絡
參考文獻
7.7.1導電式水位傳感器
導電式水位傳感器的基本工作原理，如圖7-22所示。電極可根據(jù)檢測水位的要求進行升降調(diào)節(jié)，它實際上是一個導電性的檢測電路，當水位低于檢知電極時，兩電極間呈絕緣狀態(tài)，檢測電路沒有電流流過，傳感器輸出電壓為零。假如水位上升到與檢知電極端都接觸時，由于水有一定的導電性，因此測量電路中有電流流過。指示電路中的顯示儀表就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時在限流電阻兩端有電壓輸出。人們通過儀表或電路輸出電壓便得知水位已達到預定的程度了。如果把輸出電壓和控制電路連接起來，便可對供水系統(tǒng)進行自動控制。
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