定 價:27 元
叢書名:21世紀高等學(xué)校電子信息類專業(yè)規(guī)劃教材
- 作者:孫建民
- 出版時間:2005/10/1
- ISBN:9787810825856
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:O6-3
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16
傳感器技術(shù)已成為電子信息工程、自動控制工程、機械工程等領(lǐng)域中不可缺少的重要技術(shù)。本書系統(tǒng)地介紹了各類常用傳感器的基本概念、基本原理和基本特性,并分析了相應(yīng)的測量電路和應(yīng)用實例。
全書共分12章,可分為兩部分:第一部分重點介紹了傳感器的定義、組成、分類及傳感器的靜、動態(tài)特性;第二部分具體介紹了電阻式、電感式、電容式、磁電式、壓電式、光電式、熱電式、氣敏、濕敏、磁敏以及智能傳感器。
本書內(nèi)容較廣泛,在編寫中兼顧傳感器的原理和實用性,可作為高等院校電子信息工程、自動控制、電子工程、應(yīng)用電子技術(shù)、機械工程及自動化等專業(yè)的教學(xué)用書,也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考用書。
前言
在社會信息化發(fā)展進程中,無論信息的轉(zhuǎn)換和處理,還是數(shù)據(jù)的顯示和控制,無一不建立在對原始的各種參數(shù)進行精確可靠測量的基礎(chǔ)上。因此,若沒有精確可靠的傳感器,就不存在精確可靠的自動檢測和控制系統(tǒng)。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。傳感器的性能對自動化系統(tǒng)的功能起著決定作用,許多國家都把傳感器技術(shù)列為尖端技術(shù)。隨著現(xiàn)代檢測、控制和自動化技術(shù)的發(fā)展,傳感器技術(shù)越來越受到人們的重視。由于科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟發(fā)展及生態(tài)平衡的需要,傳感器在各個領(lǐng)域中的作用日益顯著。在工業(yè)生產(chǎn)自動化、能源、交通、環(huán)境與安全監(jiān)測以及軍事等方面開發(fā)的各種傳感器,不僅具有人的感官功能,并且在檢測特殊狀態(tài)參數(shù)方面具有明顯優(yōu)勢。
本書以培養(yǎng)生產(chǎn)一線所需的技術(shù)應(yīng)用型人才為目標,突出傳感器理論知識的技術(shù)應(yīng)用,以應(yīng)用為目的,以掌握概念、強化應(yīng)用為重點。本教材共分12章,第1章、第2章介紹了傳感器的定義、組成、分類及一般特性;第3章至第12章分別介紹了電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器以及智能傳感器的工作原理、特性、結(jié)構(gòu)形式、測量電路、誤差分析及補償方法和應(yīng)用實例。本書內(nèi)容較廣泛,對傳感器理論與實用技術(shù)進行了探索。
本書內(nèi)容全部按傳感器的工作原理分章,力求詳簡得當、條理清晰、重點突出,每章末附有一定數(shù)量的思考題與習(xí)題,以便對書中的難點和重點進行學(xué)習(xí)掌握,以提高解決實際問題的能力。本教材可作為高等院校電子信息工程、自動控制、電子工程、應(yīng)用電子技術(shù)、機械工程及自動化等專業(yè)的教學(xué)用書,也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和參考用書。
本書由北京建筑工程學(xué)院孫建民和北京聯(lián)合大學(xué)楊清梅編寫。楊清梅編寫第1章至第4章,由孫建民編寫第5章至第12章。全書在編寫過程中得到了北京理工大學(xué)王向周教授、北京建筑工程學(xué)院陳寶江副教授的熱情指導(dǎo)和幫助。在此,對他們表示誠摯的謝意。同時,對本書參考文獻的作者致以衷心的感謝。
由于編者水平有限,加之經(jīng)驗不足,書中難免出現(xiàn)錯誤和疏漏之處,懇請關(guān)心和閱讀本書的同行與廣大讀者批評指正。
編者
21世紀高等學(xué)校電子信息類專業(yè)規(guī)劃教材
傳 感 器 技 術(shù)
孫建民楊清梅編著
目錄
第1章緒論1
11傳感器技術(shù)概述1
111傳感器技術(shù)與信息技術(shù)1
112自動檢測技術(shù)1
12傳感器的定義、組成及分類2
121傳感器的定義2
122傳感器的組成2
123傳感器的分類3
13傳感器發(fā)展的新趨勢5
思考題與習(xí)題16
第2章傳感器的一般特性7
21傳感器的靜特性7
211測量范圍和量程7
212線性度(非線性誤差)8
213遲滯9
214重復(fù)性10
215靈敏度與靈敏度誤差10
216分辨力與閾值11
217穩(wěn)定性11
218漂移11
219精確度(精度)12
2110誤差表達12
22傳感器的動態(tài)特性13
221動態(tài)特性的一般模型13
222傳感器對任意輸入信號的時域響應(yīng)與脈沖響應(yīng)函數(shù)15
223傳感器的頻率響應(yīng)特性17
224傳感器典型環(huán)節(jié)的動態(tài)響應(yīng)18
225傳感器的無失真檢測條件21
226傳感器的動態(tài)性能指標22
23傳感器的標定與校準23
231傳感器的標定23
232傳感器的靜態(tài)標定24
233傳感器的動態(tài)標定24
思考題與習(xí)題226
第3章電阻式傳感器28
31應(yīng)變式電阻傳感器28
311電阻應(yīng)變片的工作原理28
312電阻應(yīng)變片的種類和材料30
313電阻應(yīng)變片的主要特性36
314電阻應(yīng)變片的測量電路40
315電阻應(yīng)變片的溫度誤差及補償46
316應(yīng)變式傳感器50
32壓阻式傳感器57
321壓阻效應(yīng)與壓阻系數(shù)57
322結(jié)構(gòu)與特性65
323測量電路67
324溫度補償69
325壓阻式傳感器及應(yīng)用69
33電位器式傳感器70
331線性電位器71
332非線性電位器73
333負載特性及負載誤差76
思考題與習(xí)題379
第4章電感式傳感器81
41自感式傳感器81
411工作原理81
4.1.2結(jié)構(gòu)形式及特性82
4.1.3轉(zhuǎn)換電路85
4.1.4誤差分析87
4.1.5自感式傳感器的應(yīng)用88
42差動變壓器式傳感器89
4.2.1工作原理89
4.2.2結(jié)構(gòu)形式及特性91
4.2.3轉(zhuǎn)換電路93
4.2.4誤差分析94
4.2.5差動變壓器的應(yīng)用94
43電渦流式傳感器97
431工作原理及等效電路97
432結(jié)構(gòu)特點99
433轉(zhuǎn)換電路100
4.3.4電渦流式傳感器的應(yīng)用102
44自感式和差動變壓器式傳感器設(shè)計104
441設(shè)計步驟105
442設(shè)計舉例107
思考題與習(xí)題4109
第5章電容式傳感器111
51工作原理、類型及性能111
511工作原理111
512基本類型111
513主要性能116
52轉(zhuǎn)換電路118
5.2.1電容式傳感器的等效電路118
5.2.2電橋電路119
5.2.3運算放大器式電路121
53誤差分析121
54電容式傳感器的特點及應(yīng)用124
541電容式傳感器的特點124
542電容式傳感器的應(yīng)用126
思考題與習(xí)題5128
第6章磁電式傳感器130
61磁電式傳感器理論基礎(chǔ)130
62磁電式傳感器131
621恒定磁通磁電式傳感器131
622變磁阻磁電式傳感器132
63磁電式傳感器設(shè)計基礎(chǔ)133
631磁路設(shè)計133
632線圈參數(shù)計算與設(shè)計138
633傳感器固有頻率的確定及彈簧剛度的計算139
634阻尼器設(shè)計及阻尼系數(shù)的計算142
64磁電式傳感器的誤差143
641電流和電壓靈敏度的誤差143
642溫度誤差144
643永久磁鐵不穩(wěn)定誤差145
644非線性誤差145
65磁電式傳感器的應(yīng)用146
651振動測量146
652扭矩測量148
653流量測量148
思考題與習(xí)題6149
第7章壓電式傳感器150
71壓電效應(yīng)與壓電材料150
711壓電效應(yīng)150
712壓電材料154
72壓電式傳感器測量電路157
721壓電式傳感器等效電路157
722電壓放大器158
723電荷放大器160
73壓電式傳感器的誤差161
731環(huán)境溫度的影響161
732環(huán)境濕度的影響162
733橫向靈敏度163
734基座應(yīng)變的影響163
735電纜噪聲163
736接地回路噪聲164
74壓電式傳感器的應(yīng)用164
741壓電式加速度傳感器164
742壓電式力傳感器170
743壓電式壓力傳感器171
744壓電式超聲波傳感器173
745壓電式微位移傳感器175
思考題與習(xí)題7175
第8章光電式傳感器177
8.1光電效應(yīng)及光電器件177
8.1.1光電效應(yīng)177
812外光電型光電器件179
813光電導(dǎo)型光電器件180
814光伏型光電器件184
8.1.5光電傳感器的應(yīng)用189
8.2光纖傳感器191
8.2.1光纖的結(jié)構(gòu)和傳光原理191
8.2.2光纖的性能192
823光纖傳感器及應(yīng)用193
83電荷耦合器件204
831CCD的基本結(jié)構(gòu)和工作原理205
8.3.2電荷的注入和輸出206
833CCD圖像傳感器207
834CCD的主要參數(shù)209
835CCD傳感器的應(yīng)用211
思考題與習(xí)題8213
第9章熱電式傳感器214
91熱電偶傳感器214
911熱電偶測溫原理214
912熱電偶的基本定律216
913熱電偶傳感器218
914熱電偶的誤差及補償措施222
915熱電偶的標定228
92熱電阻傳感器230
921熱電阻測溫原理230
922金屬熱電阻230
923半導(dǎo)體熱敏電阻232
93其他測溫傳感器236
931晶體管PN結(jié)溫度傳感器236
932晶體三極管溫度傳感器237
933集成溫度傳感器238
934薄膜熱敏傳感器238
思考題與習(xí)題9239
第10章氣、濕敏傳感器240
101氣敏傳感器240
1011半導(dǎo)體氣敏傳感器240
1012固體電解質(zhì)氣敏傳感器243
102濕敏傳感器244
1021燒結(jié)型半導(dǎo)體陶瓷濕敏傳感器244
1022多孔氧化物濕敏傳感器247
1023結(jié)型和MOS型濕敏傳感器250
1024其它濕敏傳感器251
103氣、濕敏傳感器的應(yīng)用253
1031自動吸排油煙機254
1032便攜式缺氧監(jiān)視器255
1033SMC2型濕度傳感器的應(yīng)用256
1034自動去濕器257
1035自動烹調(diào)濕度檢測系統(tǒng)257
思考題與習(xí)題10258
第11章磁敏傳感器259
111霍爾傳感器259
1111霍爾效應(yīng)259
1112霍爾元件260
1113霍爾傳感器的應(yīng)用268
112磁阻傳感器271
1121磁阻效應(yīng)271
1122磁阻元件271
1123磁阻傳感器的應(yīng)用272
113磁敏二極管和磁敏三極管274
1131磁敏二級管275
1132磁敏三極管278
1133磁敏二極管和磁敏三極管的應(yīng)用281
思考題與習(xí)題11283
第12章智能傳感器284
12.1概述284
12.1.1智能傳感器的概念284
12.1.2智能傳感器的特點及結(jié)構(gòu)284
12.2智能傳感器的數(shù)據(jù)采集285
12.2.1信號的預(yù)處理285
12.2.2數(shù)據(jù)采集285
12.3智能傳感器的數(shù)據(jù)處理技術(shù)287
12.3.1標度變換技術(shù)288
1232非線性補償技術(shù)289
12.3.3溫度誤差補償技術(shù)291
12.3.4數(shù)字濾波技術(shù)293
12.4智能傳感器設(shè)計294
12.4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計295
12.4.2敏感元件設(shè)計295
12.4.3傳感器工藝設(shè)計295
1244軟件設(shè)計296
思考題與習(xí)題12297
參考文獻298