傳感器技術(shù)共9章： 第1章為傳感器及測量的基礎(chǔ)知識；第2～8章分別介紹電阻應(yīng)變式、電容式、電感式、光電式、壓電式、熱電式和各種半導(dǎo)體傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、測量電路及應(yīng)用；第9章集中介紹厚膜、MEMS、模糊和生物傳感器等現(xiàn)代傳感器的定義、原理及應(yīng)用。書中所舉應(yīng)用例子均為典型案例或最新應(yīng)用；主要知識點均采用了圖文結(jié)合，使其更容易被理解和掌握；每章后都列出了相關(guān)參考文獻(xiàn)及推薦書目，供讀者深入學(xué)習(xí)。
《傳感器技術(shù)》可作為儀器科學(xué)、測控技術(shù)、機(jī)電一體化、電子、電氣工程及自動化等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材或參考書，也可供相關(guān)研究與工程技術(shù)人員參考或作為培訓(xùn)教材。
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傳感器技術(shù)是當(dāng)今世界令人矚目的迅猛發(fā)展起來的高新技術(shù)之一，也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志，它與通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)，是信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱之一。同時，傳感器既是新技術(shù)革命和信息社會的重要技術(shù)基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代科技的開路先鋒。如果說計算機(jī)是人類大腦的延伸，那么傳感器就是人類五官的拓展。
21世紀(jì)是人類全面進(jìn)入信息電子化的時代，隨著人類探知領(lǐng)域和空間的擴(kuò)展，人們需要獲得的電子信息種類日益增加，需要信息傳遞的速度加快，信息處理的能力增強(qiáng)，因此要求與此相對應(yīng)的信息采集技術(shù)——傳感技術(shù)，必須跟上信息化的發(fā)展需要。它是人類探知自然界信息的觸覺，為人類認(rèn)知和控制相應(yīng)的對象提供條件和依據(jù)。作為現(xiàn)代信息技術(shù)三大核心技術(shù)之一的傳感器技術(shù)，將是21世紀(jì)世界各國在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個重要領(lǐng)域。
傳感技術(shù)的迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用，對高等學(xué)校的傳感器技術(shù)基礎(chǔ)教育提出了新的要求。特別是對于工科學(xué)生來說，除了掌握傳感器的基礎(chǔ)知識，能用對應(yīng)傳感器進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)
傳感器技術(shù)是當(dāng)今世界令人矚目的迅猛發(fā)展起來的高新技術(shù)之一，也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志，它與通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)，是信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱之一。同時，傳感器既是新技術(shù)革命和信息社會的重要技術(shù)基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代科技的開路先鋒。如果說計算機(jī)是人類大腦的延伸，那么傳感器就是人類五官的拓展。
21世紀(jì)是人類全面進(jìn)入信息電子化的時代，隨著人類探知領(lǐng)域和空間的擴(kuò)展，人們需要獲得的電子信息種類日益增加，需要信息傳遞的速度加快，信息處理的能力增強(qiáng)，因此要求與此相對應(yīng)的信息采集技術(shù)——傳感技術(shù)，必須跟上信息化的發(fā)展需要。它是人類探知自然界信息的觸覺，為人類認(rèn)知和控制相應(yīng)的對象提供條件和依據(jù)。作為現(xiàn)代信息技術(shù)三大核心技術(shù)之一的傳感器技術(shù)，將是21世紀(jì)世界各國在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個重要領(lǐng)域。
傳感技術(shù)的迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用，對高等學(xué)校的傳感器技術(shù)基礎(chǔ)教育提出了新的要求。特別是對于工科學(xué)生來說，除了掌握傳感器的基礎(chǔ)知識，能用對應(yīng)傳感器進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)測量外，還應(yīng)對傳感器的基本工作原理及其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用有一定了解。本書就是為工科學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握傳感器技術(shù)的工作原理、結(jié)構(gòu)和具體應(yīng)用等而設(shè)置的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。其任務(wù)是使學(xué)生從基礎(chǔ)理論的角度出發(fā)，再通過實驗的實踐環(huán)節(jié)來掌握傳感器的基本工作原理、基本結(jié)構(gòu)和測量電路等知識，起到良好的指導(dǎo)性作用。
本書力求講透基本原理，做到基礎(chǔ)性和先進(jìn)性的統(tǒng)一。它作為本科學(xué)生學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)的入門教材，首先重點介紹傳感器的基本工作原理、基本結(jié)構(gòu)、測量電路（或補償電路）和具體應(yīng)用（最近幾年的最新應(yīng)用），使學(xué)生在實踐中能做到舉一反三，為以后學(xué)習(xí)、應(yīng)用新型傳感器技術(shù)打下堅實的基礎(chǔ)；與此同時，兼顧內(nèi)容的系統(tǒng)性和先進(jìn)性，注意追蹤傳感器及應(yīng)用技術(shù)的新水平和發(fā)展趨勢。其次，強(qiáng)調(diào)易讀性，凡是介紹傳感器工作原理時，都通過圖來進(jìn)行講解，使學(xué)生從感性和理論上進(jìn)行雙重理解。另外，在傳感器應(yīng)用部分，列舉了我們生活中可接觸到（基于最新的具體應(yīng)用）的或者傳感器在未來的應(yīng)用提案，不僅有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還使學(xué)生大體上了解到傳感器的應(yīng)用趨勢。
本書的第1章主要介紹傳感器和測量的基礎(chǔ)知識；第2～7章分別介紹基于不同效應(yīng)的電阻應(yīng)變式、電容式、電感式、光電式、壓電式及熱電式傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、測量電路及應(yīng)用等內(nèi)容；第8章主要介紹基于半導(dǎo)體材料的霍爾傳感器、氣敏傳感器和濕敏傳感器的效應(yīng)、分類、相關(guān)特性及應(yīng)用等內(nèi)容；第9章集中介紹厚膜、MEMS、模糊和生物傳感器等幾種現(xiàn)代傳感器的定義、原理和應(yīng)用等。
本書由桂林電子科技大學(xué)的陳顯平任主編，由于作者水平有限，書中的錯誤和不妥之處，敬請讀者批評指正。
編者
2014年9月16日
1.1傳感器概述
1.1.1傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.1.2傳感器的地位與作用
1.1.3傳感器的定義及命名方式
1.1.4傳感器的組成與分類
1.1.5傳感器的技術(shù)特點
1.1.6傳感器的重要意義
1.2傳感器的數(shù)學(xué)模型概述
1.2.1靜態(tài)模型
1.2.2動態(tài)模型
1.2.3傳感器靜態(tài)特性
1.2.4傳感器動態(tài)特性
1.2.5傳感器的標(biāo)定
1.3測量基礎(chǔ)知識
第1章 傳感器及測量的基礎(chǔ)知識
1.1傳感器概述
1.1.1傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.1.2傳感器的地位與作用
1.1.3傳感器的定義及命名方式
1.1.4傳感器的組成與分類
1.1.5傳感器的技術(shù)特點
1.1.6傳感器的重要意義
1.2傳感器的數(shù)學(xué)模型概述
1.2.1靜態(tài)模型
1.2.2動態(tài)模型
1.2.3傳感器靜態(tài)特性
1.2.4傳感器動態(tài)特性
1.2.5傳感器的標(biāo)定
1.3測量基礎(chǔ)知識
1.3.1測量及分類
1.3.2誤差及分析
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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第2章 電阻應(yīng)變式傳感器
2.1電阻應(yīng)變式傳感器基本理論
2.1.1電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理
2.1.2電阻應(yīng)變片的工作原理
2.2電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)、種類和特性
2.2.1應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)
2.2.2應(yīng)變片的種類及特點
2.2.3應(yīng)變片的參數(shù)特性
2.3應(yīng)變片的選擇與粘貼
2.3.1應(yīng)變片的選擇
2.3.2應(yīng)變片的粘貼
2.4測量電路、補償方法及應(yīng)用
2.4.1常用的幾種組橋方式
2.4.2電阻應(yīng)變片的溫度誤差及其補償
2.4.3電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用
2.5壓阻傳感器測量電路和應(yīng)用
2.5.1壓阻傳感器的結(jié)構(gòu)
2.5.2壓阻傳感器的應(yīng)用
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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第3章 電容式傳感器
3.1電容式傳感器的工作原理及類型
3.1.1基本工作原理
3.1.2基本類型
3.2電容式傳感器的等效電路
3.3電容式傳感器的測量電路
3.3.1電橋電路
3.3.2調(diào)頻電路
3.3.3諧振電路
3.3.4運算放大器式電路
3.3.5二極管雙T形交流電橋
3.3.6脈沖寬度調(diào)制電路
3.4電容式傳感器的應(yīng)用
3.4.1電容式壓差傳感器
3.4.2電容式稱重傳感器
3.4.3電容式加速度傳感器
3.4.4電容式觸摸屏
3.4.5 Touch ID
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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第4章電感式傳感器
4.1變磁阻式傳感器
4.1.1結(jié)構(gòu)和工作原理
4.1.2等效電路
4.1.3差動變氣隙式傳感器
4.2互感式傳感器
4.2.1基本結(jié)構(gòu)
4.2.2工作原理
4.2.3等效電路
4.2.4測量電路
4.3電渦流式傳感器
4.3.1基本原理
4.3.2等效電路
4.3.3測量電路
4.4電感式傳感器的應(yīng)用
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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第5章 光電式傳感器
5.1光電效應(yīng)
5.1.1外光電效應(yīng)
5.1.2內(nèi)光電效應(yīng)
5.2光電器件
5.2.1外光電效應(yīng)器件
5.2.2內(nèi)光電效應(yīng)器件
5.3光電式傳感器的應(yīng)用
5.3.1應(yīng)用形式
5.3.2光電耦合器
5.3.3光電轉(zhuǎn)速計
5.3.4光電脈搏傳感器
5.4圖像傳感器
5.4.1 CCD固體圖像傳感器
5.4.2 CMOS圖像傳感器
5.4.3圖像傳感器的應(yīng)用
5.5光纖傳感器
5.5.1光纖的結(jié)構(gòu)
5.5.2光纖傳光原理
5.5.3光纖傳感器的類型
5.5.4光纖傳感器的應(yīng)用
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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第6章 壓電式傳感器
6.1壓電效應(yīng)和壓電材料
6.1.1壓電效應(yīng)
6.1.2壓電效應(yīng)的特性
6.1.3壓電材料
6.1.4壓電效應(yīng)的基本原理
6.2壓電元件的常用結(jié)構(gòu)
6.3等效電路和測量電路
6.3.1等效電路
6.3.2測量電路
6.4壓電式傳感器的應(yīng)用
6.4.1壓電式觸摸屏
6.4.2壓電式測力傳感器
6.4.3壓電式加速度傳感器
6.4.4PVDF壓電傳感器
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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第7章 熱電式傳感器
7.1熱電偶
7.1.1熱電偶的工作原理
7.1.2熱電偶的基本定律
7.1.3熱電偶的分類
7.1.4熱電偶的冷端溫度補償
7.1.5熱電偶的基本測量電路
7.2熱電阻
7.2.1常用熱電阻
7.2.2熱電阻的測量電路
7.3熱敏電阻
7.3.1熱敏電阻的基本結(jié)構(gòu)
7.3.2熱敏電阻的主要特性
7.4熱電式傳感器的應(yīng)用
7.4.1流程控制
7.4.2家用電器
7.4.3汽車電子
7.4.4空調(diào)系統(tǒng)
7.4.5醫(yī)療衛(wèi)生
7.4.6測量與計量
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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第8章 半導(dǎo)體傳感器
8.1霍爾傳感器
8.1.1霍爾效應(yīng)和霍爾傳感器
8.1.2霍爾傳感器的分類與特性
8.1.3測量誤差與補償方法
8.1.4霍爾傳感器的應(yīng)用
8.2氣敏傳感器
8.2.1半導(dǎo)體氣敏傳感器的機(jī)理
8.2.2半導(dǎo)體氣敏傳感器及結(jié)構(gòu)
8.2.3氣敏傳感器的應(yīng)用
8.3濕敏傳感器
8.3.1濕度及其表示方法
8.3.2氯化鋰濕敏電阻
8.3.3半導(dǎo)瓷濕敏電阻
8.3.4濕敏傳感器的應(yīng)用
8.4半導(dǎo)體傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
8.4.1商業(yè)電子
8.4.2自動駕駛汽車
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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第9章 現(xiàn)代傳感器
9.1厚膜傳感器
9.1.1厚膜技術(shù)
9.1.2主要應(yīng)用
9.2MEMS傳感器
9.2.1概念與結(jié)構(gòu)
9.2.2主要應(yīng)用
9.3生物傳感器
9.3.1定義
9.3.2生物傳感器的基本原理
9.3.3應(yīng)用實例
9.4模糊傳感器
9.4.1定義及基本功能
9.4.2應(yīng)用實例
9.5智能傳感器
9.5.1定義與功能
9.5.2結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)
9.5.3應(yīng)用與方向
9.6多功能傳感器
9.6.1定義
9.6.2結(jié)構(gòu)模型
9.6.3應(yīng)用實例
9.7模型傳感器
9.8未來傳感器的四大領(lǐng)域
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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