传感器与电测技术

目录Contents 第1章从控制系统谈起1 1.1测量、检测与控制系统1 1.1.1测量与检测1 1.1.2传感器的定义2 1.1.3传感器的组成2 1.1.4有源和无源传感器3 1.2传感器在检测系统中的作用与地位3 1.2.1传感器的作用3 1.2.2传感器的地位7 1.3传感器的分类及技术特点与学习策略8 1.3.1传感器的分类8 1.3.2传感器的技术特点与学习策略10 1.4传感器发展方向预测11 习题与思考题12 第2章测量误差及处理方法13 2.1检测系统误差分析方法13 2.1.1误差的基本概念13 2.1.2误差的表示方法15 2.1.3测量仪器的准确度等级16 2.2误差的分类和处理19 2.2.1误差的分类19 2.2.2误差的处理21 习题与思考题31 第3章传感器的特性与性能指标32 3.1传感器的静态特性与性能指标32 3.1.1概述323.1.2传感器的静态特性的数学模型33 3.1.3传感器的静态特性的性能指标33 3.2传感器的动态特性与性能指标43 3.2.1传递函数43 3.2.2一阶和二阶的系统动态响应特性及指标45 3.2.3系统的串联与并联、传递函数的分解56 3.3传感器的其他特性58 习题与思考题61 ◆传感器与电测技术目录第4章传感器的材料及加工工艺63 4.1制造传感器使用的材料63 4.1.1金属材料63 4.1.2半导体材料63 4.1.3陶瓷敏感材料64 4.1.4石英敏感材料66 4.1.5金属氧化物及合金材料66 4.1.6高分子敏感材料67 4.1.7其他敏感材料68 4.2传感器制造技术与工艺69 4.3传感器命名法及代码74 4.3.1传感器命名法74 4.3.2传感器代码标记方法76 习题与思考题80 第5章电阻式传感器81 5.1应变计81 5.1.1应变与应力81 5.1.2应变计工作原理83 5.1.3应变计分类85 5.1.4应变计应用举例87 5.1.5电阻式传感器输出信号调理电路之直流电桥89 5.2热敏电阻器102 5.2.1温标102 5.2.2热敏电阻概述105 5.2.3热敏电阻R/T关系的线性化114 5.2.4热敏电阻的应用116 5.3热电阻119 习题与思考题130 第6章半导体电阻式传感器132 6.1气敏传感器132 6.1.1概述132 6.1.2电阻式半导体气敏传感器的应用134 6.2电阻型半导体湿敏传感器139 6.2.1湿度的定义139 6.2.2相对湿度传感器的主要参数139 6.2.3湿度计与湿度传感器器件140 6.3光敏电阻146 习题与思考题152 第7章变电抗式传感器153 7.1自感式传感器153 7.1.1工作原理153 7.1.2输出特性154 7.1.3测量电路156 7.1.4自感式传感器的特点159 7.2变压器式传感器160 7.2.1工作原理与结构160 7.2.2输出特性161 7.2.3LVDT的测量电路162 7.3电容式传感器168 7.3.1可变电容器的启示168 7.3.2电容式传感器的结构与输出特性170 7.3.3电容式传感器的等效电路174 7.3.4电容式传感器的测量电路175 7.3.5电容式传感器应用实例181 习题与思考题184 第8章有源传感器186 8.1热电偶186 8.1.1热电效应186 8.1.2常用热电偶189 8.1.3热电势信号的传输195 8.1.4热电势信号的放大与调理199 8.2压电式传感器204 8.2.1压电效应及压电材料204 8.2.2压电方程207 8.2.3压电式传感器测量电路210 8.2.4压电式传感器的应用213 8.3光电式传感器218 8.3.1光敏二极管218 8.3.2热释电传感器223 习题与思考题229 第9章磁电式传感器230 9.1霍尔式传感器230 9.1.1霍尔效应230 9.1.2霍尔元件结构性能参数232 9.1.3霍尔元件信号调理234 9.1.4霍尔式传感器的应用238 9.2电流、电压互感器240 9.2.1电流互感器240 9.2.2电压互感器242 9.2.3利用霍尔元件测量功率243 习题与思考题248 第10章数字与集成传感器249 10.1光栅传感器249 10.1.1光栅的结构及工作原理249 10.1.2光栅传感器的组成251 10.2编码器254 10.3集成传感器256 10.3.1模拟集成传感器256 10.3.2数字集成传感器259 习题与思考题270 第11章交通传感器271 11.1环形线圈车辆检测器271 11.1.1电涡流式传感器271 11.1.2环形线圈车辆检测器278 11.2地磁车辆检测器281 11.2.1磁敏电阻281 11.2.2地磁车辆检测器原理及应用283 11.3超声波车辆检测器286 11.3.1超声波及其物理性质286 11.3.2超声波传感器288 11.3.3超声波传感器的应用291 11.3.4超声波测速及其应用293 11.3.5超声波车辆检测器298 11.4微波车辆检测器299 11.4.1概述299 11.4.2微波车辆检测器299 11.4.3雷达测速仪300 11.5视频交通检测系统301 11.5.1图像传感器302 11.5.2视频交通检测系统306 11.6压电带式交通传感器309 11.6.1压电薄膜交通传感器309 11.6.2压电薄膜交通传感器的铺设方法311 11.6.3车辆轮轴距的检测方案312 11.6.4动态称重系统设计314 习题与思考题322 第12章课内实验323 实验1压力传感器静态特性测试与数据处理323 实验2K型、J型热电偶测温实验324 实验3环形线圈车辆检测器模拟应用326 实验4仪表放大器的制作与性能测试329 实验5数字集成温度传感器测温331 实验6热敏电阻线性化前后线性度对比332 实验7压电式加速度传感器信号的采集与处理333 实验8压电薄膜交通传感器车辆重量信息采集334 附录A标准正态分布表337 附录Bt分布表339 附录C传感器产品与标记代码对照表341 附录DPt100铂电阻R/t分度表346 附录EPt1000铂电阻R/t分度表348 参考文献354