傳感器原理與應用

蘇州大學機電工程學院教師，2012年11月第十三屆“未來夥伴杯”全國機器人大賽一等獎；2017、2019全國大學生電子設計競賽江蘇賽區二等獎。

目錄
第1章緒論
1．1測量技術基礎
1．1．1測量與檢測
1．1．2測量的基本方法
1．1．3測量誤差處理
1．1．4測量誤差分類
1．2傳感器的定義及組成
1．2．1自動檢測系統
1．2．2傳感器的定義
1．2．3傳感器的組成
1．3傳感器的分類及基本特性
1．3．1傳感器的分類
1．3．2傳感器的基本特性
1．4傳感器的地位與作用
1．4．1傳感技術的特點
1．4．2傳感技術的地位與作用
1．5傳感器的發展趨勢
1．5．1改善傳感器性能的技術途徑
1．5．2現代傳感技術的發展現狀
1．5．3傳感器的發展方向
小結
習題

第2章電阻式傳感器的原理與應用
2．1電阻應變式傳感器
2．1．1應變效應
2．1．2應變片的測量原理
2．1．3應變片的類型
2．1．4應變片的結構與材料
2．2電阻應變片的測量電路
2．2．1直流電橋電路
2．2．2交流電橋
2．2．3直流電橋、交流電橋比較
2．3測量電路的溫度誤差及補償
2．3．1應變片的溫度誤差
2．3．2溫度補償方法 
2．4應變式傳感器的應用
2．4．1測力傳感器
2．4．2壓阻式傳感器的壓力測量
2．4．3液位測量
2．5電位器的原理與應用
2．5．1電位器式傳感器的工作原理
2．5．2電位器的分類
2．5．3使用時的註意事項
2．5．4電位器傳感器的應用
小結
習題

第3章電容傳感器的原理與應用
3．1電容傳感器的工作原理及類型
3．1．1變面積式電容傳感器
3．1．2變極距式電容傳感器
3．1．3變介電常數式電容傳感器
3．2電容傳感器測量電路
3．2．1橋式電路
3．2．2調頻電路
3．2．3運算放大式測量電路
3．2．4差動脈沖寬度調制電路
3．3電容傳感器的應用
3．3．1電容式壓力傳感器
3．3．2電容式位移傳感器
3．3．3電容式加速度傳感器
3．3．4電容式厚度傳感器
3．3．5電容式液位傳感器
小結
習題

第4章電感傳感器的原理與應用
4．1自感式傳感器 
4．1．1自感式傳感器的原理及分類
4．1．2自感式電感傳感器的測量電路
4．2互感式傳感器
4．2．1差動變壓器的工作原理
4．2．2誤差分析
4．2．3測量電路
4．3電感傳感器的應用
4．3．1差動壓力傳感器
4．3．2加速度測量
小結
習題

第5章電渦流傳感器的原理與應用
5．1電渦流傳感器的工作原理
5．1．1高頻反射式電渦流傳感器
5．1．2低頻透射式電渦流傳感器
5．1．3電渦流傳感器的等效電路
5．1．4電渦流的強度和分佈
5．1．5電渦流傳感器的常用測量電路
5．2電渦流式傳感器的應用
5．2．1電渦流式轉速傳感器
5．2．2振動的測量
5．2．3電渦流探傷
5．2．4位移的測量
5．2．5溫度測量
5．2．6電渦流安全通道檢查門
5．3接近開關及應用
5．3．1接近開關的主要功能
5．3．2接近開關分類及結構
5．3．3接近開關選型
5．3．4接近開關的特點及性能指標
5．3．5接近開關的規格及接線方法
5．3．6接近開關的應用
小結
習題

第6章磁電感應式傳感器的原理與應用
6．1磁電感應式傳感器
6．1．1磁電感應式傳感器的工作原理 
6．1．2磁電感應式傳感器的分類
6．1．3磁電感應式傳感器的測量電路
6．1．4磁電感應式傳感器的基本特性
6．1．5磁電感應式傳感器的應用
6．2霍爾傳感器
6．2．1霍爾效應
6．2．2霍爾元件的材料及結構
6．2．3霍爾元件的主要技術參數
6．2．4霍爾元件的測量、補償電路
6．2．5霍爾集成電路
6．3霍爾傳感器的應用
6．3．1霍爾轉速表
6．3．2霍爾式無觸點點火裝置
6．3．3霍爾式功率計
6．3．4霍爾式無刷直流電機
6．3．5鉗型電流表
小結
習題

第7章壓電式傳感器的原理與應用
7．1壓電效應
7．2壓電材料的分類
7．2．1壓電晶體
7．2．2壓電陶瓷 
7．2．3新型壓電材料
7．3壓電式傳感器的測量電路
7．3．1等效電路
7．3．2壓電元件的串聯與並聯
7．3．3測量電路
7．4壓電式傳感器的應用
7．4．1玻璃打碎報警裝置
7．4．2壓電式加速度計的原理與設計
7．4．3壓電式傳感器測錶面粗糙程度
7．4．4壓電式煤氣竈電子點火裝置
7．4．5壓電式流量計
7．4．6壓電式水漏探測儀
7．4．7壓電式壓力傳感器
小結
習題

第8章聲波傳感器的原理與應用
8．1超聲波及其物理性質 
8．1．1聲波的分類
8．1．2超聲波的波形
8．1．3超聲波的傳播速度
8．1．4聲波的特性
8．1．5超聲波的反射和折射
8．1．6超聲波的衰減
8．1．7聲波的多普勒效應
8．1．8超聲波傳感器
8．2超聲波傳感器的應用
8．2．1超聲波無損探傷
8．2．2超聲波傳感器的應用 
8．3微波傳感器
8．3．1微波傳感器的原理
8．3．2微波傳感器的應用
小結
習題

第9章熱電式傳感器的原理與應用
9．1熱電偶傳感器
9．1．1熱電偶的工作原理
9．1．2熱電偶的基本定律 
9．1．3熱電偶材料 
9．1．4熱電偶的結構形式
9．1．5熱電偶的冷端補償 
9．1．6熱電偶的選擇、安裝使用和校驗
9．1．7熱電偶測溫線路 
9．1．8熱電偶的應用
9．2熱敏電阻傳感器的原理
9．2．1金屬熱電阻
9．2．2熱敏電阻
9．2．3熱電偶和熱電阻的區別
9．3紅外輻射傳感器
9．3．1紅外輻射原理
9．3．2紅外探測器
9．3．3紅外傳感器的應用
小結
習題

第10章光電式傳感器的原理與應用
10．1光電效應與光電元件
10．1．1基於外光電效應的光電元件
10．1．2基於內光電效應的光電元件
10．1．3基於光生伏特效應的光電元件
10．2圖像傳感器
10．2．1CCD圖像傳感器
10．2．2CMOS圖像傳感器
10．3光纖傳感器
10．3．1光纖的結構
10．3．2光纖的結構特徵
10．3．3光纖的傳光原理
10．3．4光纖的主要特性
10．3．5光纖傳感器原理
10．3．6光纖傳感器的分類
10．3．7光纖傳感器的調制方式
10．3．8光纖傳感器的應用
10．4光柵式傳感器
10．4．1計量光柵的種類
10．4．2光柵的結構和工作原理
10．4．3計量光柵的組成
10．4．4光柵的辨向與細分技術
10．4．5計量光柵的應用
10．5光電開關及其應用
10．5．1光電開關的類型
10．5．2光電開關工作原理
10．5．3光電斷續器
10．5．4光電開關的應用
小結
習題

第11章化學傳感器的原理與應用
11．1氣體傳感器
11．1．1半導體式氣體傳感器
11．1．2還原性氣體傳感器
11．1．3二氧化鈦氧濃度傳感器
11．1．4氣敏電阻傳感器的應用
11．2濕敏電阻傳感器
11．2．1濕度的概述
11．2．2濕度的分類
11．2．3濕度傳感器的類型
11．2．4濕度傳感器的特性參數
11．2．5濕敏電阻傳感器的應用
11．3離子傳感器
11．3．1離子選擇性電極
11．3．2離子敏感場效應管
11．3．3離子傳感器的應用
小結
習題

第12章生物傳感器的原理與應用
12．1生物傳感器
12．1．1生物傳感器的定義
12．1．2生物傳感器的功能
12．1．3生物傳感器的特點
12．1．4生物傳感器的工作原理
12．1．5生物傳感技術的發展歷史
12．1．6生物傳感器的分類
12．2生物傳感器的工作原理
12．2．1酶反應
12．2．2微生物反應
12．2．3免疫反應
12．2．4膜技術
12．3生物傳感器儀器技術及其應用
12．3．1酶傳感器
12．3．2微生物傳感器
12．3．3免疫傳感器
12．3．4基因傳感器
12．3．5微懸臂梁生物傳感器
小結
習題

第13章量子傳感器的原理與應用
13．1量子力學的起源
13．2量子傳感技術的經典量子力學基礎
13．3時間頻率基準的量子傳感技術
13．3．1原子頻標的基本原理
13．3．2原子頻標的物理基礎
13．3．3原子的態選擇技術
13．3．4傳統型原子頻標
13．3．5新一代原子頻標
13．4超導量子乾涉器件(SQUID)及其應用
13．4．1超導現象與約瑟夫森效應
13．4．2SQUID的工作原理
13．4．3SQUID的結構
13．4．4SQUID的應用
小結
習題

第14章智能傳感器與現場總線技術
14．1智能傳感器概述
14．1．1智能傳感器的定義
14．1．2智能傳感器的結構
14．1．3智能傳感器的功能
14．1．4智能傳感器的特點
14．2智能傳感器的關鍵技術
14．2．1間接傳感
14．2．2非線性的線性化校正
14．2．3自診斷
14．2．4動態特性校正
14．2．5自校準與自適應量程
14．2．6電磁兼容性
14．3模糊傳感器
14．4微傳感器
14．5網絡傳感器
14．6智能傳感器的現場總線技術
14．6．1現場總線技術概述
14．6．2現場總線單元設備
14．6．3現場總線儀表的主要特點
14．6．4智能傳感器系統的總線標準
小結
習題

第15章檢測系統中的抗乾擾技術
15．1乾擾的來源
15．1．1外部乾擾
15．1．2內部乾擾
15．2乾擾的引入
15．2．1串模乾擾
15．2．2共模乾擾
15．2．3乾擾的抑制方法
15．3電磁兼容技術
15．3．1電磁兼容的基本原理
15．3．2屏蔽技術
小結
習題

第16章自動檢測技術的綜合應用
16．1高爐煉鐵自動檢測與控制
16．1．1高爐本體檢測和控制
16．1．2送風系統檢測和控制
16．1．3熱風爐煤氣燃燒自動控制
16．1．4蒸餾塔自動檢測與控制
16．1．5蒸餾塔參數檢測
16．1．6蒸餾塔自動控制系統
16．2傳感器在汽車中的應用
16．2．1汽車傳感器的特點
16．2．2汽車傳感器的種類
16．2．3防抱死制動系統
16．2．4安全氣囊
16．2．5汽車電子防盜系統
16．3傳感器在空氣污染監測中的應用
16．4IC卡智能水錶的應用
16．5傳感器在家用電器中的應用
16．5．1傳感器在全自動洗衣機中的應用
16．5．2傳感器在電冰箱中的應用
16．5．3傳感器在室空調器中的應用
16．5．4傳感器在廚具中的應用
16．5．5熱敏鐵氧體傳感器在電飯鍋中的應用
16．5．6傳感器在燃氣熱水器中的應用
16．5．7傳感器在家用吸塵器中的應用
16．6無線傳感器網絡應用實例
16．6．1軍事應用 
16．6．2城市生命線
16．6．3人體健康監測
16．6．4建築物健康監測 
16．6．5環境監測
16．6．6大型場館安全監測
小結
習題

參考文獻