本书蕴含了编者多年的教学经验、科研成果和工程实践,系统地介绍了传感器的基础知识和基本特性,**讲述了各类传感器的工作原理、结构类型、信号调理电路和工程应用实例,具有很强的实用性。
传感器的种类繁多,分类方法也不尽相同。本书按其工作原理进行了章节编排,各章均配有思考题和习题,以便读者巩固所学知识。本书文字叙述通俗易懂,条理清晰,既便于教学又利于自学。
本书可作为高等院校仪器仪表类、自动化类、电气信息类、机电类等专业的教学用书,也可供从事相关领域的工程技术人员学习参考。

第1章 传感器概述
在科学技术高度发达的现代社会中,获取自然界的信息已成为几乎所有自然科学与工程技术领域的共同要求。随着人类活动领域的扩大和探索过程的深化,传感器技术已经成为基础科学研究与现代信息技术相互融合的新领域,它汇集和包容了多种学科的成果,是人类探索自然界信息、实现测量和控制的首要环节。
1.1 传感器的定义与作用
1.1.1 传感器的定义
传感器技术与现代通信技术、计算机技术并列为现代信息技术的三大支柱。计算机相当于人的大脑,通信相当于人的神经,而传感器就相当于人的感觉器官。视觉传感器相当于人的眼睛,如X射线、紫外线、红外线、可见光传感器等;听觉传感器相当于人的耳朵,如超声波、声波传感器等;嗅觉���感器相当于人的鼻子,如气敏传感器;味觉传感器相当于人的舌头,如离子敏传感器;触觉传感器相当于人的皮肤,如压力、温度、湿度传感器等。
传感器是一种能感受规定的被测量,并按一定规律将它转换成某种可用输出信号的测量装置。这一定义表明:传感器是测量装置,能感受被测量的变化,完成检测任务;被测量可以是物理量,也可以是化学量、生物量等;输出信号是某种便于传输、转换、处理、显示的可用信号,如电参量(电阻、电容、电感)、电信号(电压、电流、电荷)、光信号、频率信号等,输出信号的形式由传感器的原理确定。由于电信号易于传输、转换和处理,因此一般概念上的传感器是指将被测量转换成电信号输出的测量装置。
传感器作为测量与控制系统的首要环节,必须具有快速、准确、可靠且又能经济地实现信息转换的基本特点,应满足一些必要的条件:
(1)输出信号与被测量之间具有惟一确定的因果关系,是被测量的单值函数;
(2)输出信号能够与电子系统、信号处理系统或光学系统匹配,适于传输、转换、处理和显示;
(3)具有尽可能宽的动态范围、良好的响应特性、足够高的分辨率和信号噪声比;
(4)对被测量的干扰尽可能小,尽可能不消耗被测系统的能量,不改变被测系统原有的状态;
(5)性能稳定可靠,不受被测量参数因素的影响,抗外界干扰能力强;
(6)便于加工制造,具有可互换性;
(7)适应性强,具有一定的过载能力;
……

第1章 传感器概述
1.1 传感器的定义与作用
1.1.1 传感器的定义
1.1.2 传感器的作用
1.2 传感器的组成与分类
1.2.1 传感器的组成
1.2.2 传感器的分类
1.3 传感器的发展趋势
1.3.1 新材料、 新功能的开发
1.3.2 新工艺、 新技术的应用
1.3.3 多功能、 智能化传感器的研制
思考题与习题
第2章 传感器的基本特性
2.1 传感器的静态特性
2.1.1 传感器的静态数学模型
2.1.2 传感器的静态标定
2.1.3 传感器的静态性能指标
2.2 传感器的动态特性
2.2.1 传感器的动态数学模型
2.2.2 传感器动态特性参数的测定
2.2.3 传感器的不失真条件
思考题与习题
第3章 电阻式传感器
3.1 应变式传感器
3.1.1 电阻应变效应
3.1.2 金属电阻应变片
3.1.3 应变片的动态特性
3.1.4 应变片的温度误差及其补偿
3.1.5 测量电桥
3.1.6 应变式传感器的应用
3.2 压阻式传感器
3.2.1 压阻效应
3.2.2 温度误差及其补偿
3.2.3 压阻式传感器的应用
3.3 电位器式传感器
3.3.1 电位器的结构类型
3.3.2 电位器的负载效应
3.3.3 电位器式传感器的应用
思考题与习题
第4章 电容式传感器
4.1 工作原理及结构类型
4.1.1 工作原理
4.1.2 结构类型
4.2 信号调理电路
4.2.1 运算放大器电路
4.2.2 电桥电路
4.2.3 调频电路
4.2.4 双T形电路
4.2.5 脉冲调宽电路
4.3 电容式传感器的应用
4.3.1 电容式压差传感器
4.3.2 电容式加速度传感器
4.3.3 电容式应变传感器
4.3.4 电容式荷重传感器
4.3.5 电容式厚度传感器
4.3.6 电容式位移传感器
4.4 容栅式传感器
4.4.1 工作原理
4.4.2 结构类型
4.4.3 信号调理电路
4.5 电容式集成传感器
4.5.1 结构类型与工作原理
4.5.2 信号调理电路
4.5.3 特点与应用
思考题与习题
第5章 电感式传感器
5.1 自感式传感器
5.1.1 工作原理
5.1.2 结构类型
5.1.3 信号调理电路
5.1.4 自感式传感器的应用
5.2 差动变压器式传感器
5.2.1 工作原理
5.2.2 信号调理电路
5.2.3 零点残余电压
5.2.4 差动变压器式传感器的应用
5.3 电涡流式传感器
5.3.1 电涡流效应
5.3.2 信号调理电路
5.3.3 电涡流式传感器的应用
5.4 感应同步器
5.4.1 结构类型与工作原理
5.4.2 信号调理电路
5.4.3 感应同步器的应用
思考题与习题
第6章 压电式传感器
第7章 磁电式传感器
第8章 热电式传感器
第9章 光电式传感器
第10章 生物传感器
第11章 化学传感器
第12章 智能传感器
第13章 机器人传感技术
第14章 传感器应用技术
参考文献