传感器原理与应用

目录 第1部分传感器的一般特性、分析方法 第1章传感器概述 1.1传感器的定义及分类 1.1.1传感器的定义 1.1.2传感器的分类 1.2传感器的作用与地位 1.3传感器技术的发展动向 1.3.1发现新现象 1.3.2开发新材料 1.3.3采用微细加工技术 1.3.4传感器的智能化 1.3.5仿生传感器 思考题 第2章传感器的特性及标定 2.1传感器的静态特性 2.1.1线性度 2.1.2灵敏度 2.1.3迟滞 2.1.4重复性 2.2传感器的动态特性 2.2.1传感器动态特性的数学 模型 2.2.2算子符号法与传递函数 2.2.3频率响应函数 2.2.4动态响应特性 2.3传感器的标定 2.3.1传感器的静态标定 2.3.2传感器的动态标定 思考题 第2部分常见传感器与新型传感器 第3章传感器中的弹性敏感元件 设计 3.1弹性敏感元件的基本特性 3.1.1弹性特性 3.1.2弹性滞后 3.1.3弹性后效 3.1.4固有振动频率 3.2弹性敏感元件的材料 3.3弹性敏感元件的特性参数计算 3.3.1弹性圆柱 3.3.2悬臂梁 3.3.3扭转棒 3.3.4平膜片 3.3.5波纹管 3.3.6薄壁圆筒 3.3.7双端固定梁 3.4有限单元法简介 3.4.1弹性力学 3.4.2边界条件 3.4.3*小势能原理 3.4.4有限单元法 第4章电阻应变式传感器 4.1电阻应变片的工作原理 4.2电阻应变片的结构、类型及参数 4.2.1电阻应变片的基本结构 4.2.2电阻应变片的种类及特点 4.2.3电阻应变片的参数 4.2.4电阻应变片的粘贴技术 4.3电阻应变片的动态响应特性 4.3.1应变波的传播过程 4.3.2电阻应变片的极限工作频率 估算 4.4测量电路 4.4.1直流电桥 4.4.2交流电桥 4.5电阻应变式传感器的温度误差 及其补偿 4.5.1温度误差及其产生原因 4.5.2温度补偿方法 4.6电阻应变式传感器的结构设计 及应用 4.6.1电阻应变式压力传感器 4.6.2电阻应变式加速度传感器 思考题 第5章电容式传感器 5.1电容式传感器的简介 5.1.1基本工作原理 5.1.2电容式传感器的线性及 灵敏度 5.2电容式传感器的等效电路及 输出电路 5.2.1电容式传感器的等效电路 5.2.2电容式传感器的输出电路 5.3影响电容式传感器精度的因素及 提高精度的措施 5.3.1边缘效应的影响 5.3.2寄生电容的影响 5.3.3温度的影响 5.4电容式传感器的应用 5.4.1电容式压力传感器 5.4.2电容式加速度传感器 5.4.3电容式荷重传感器 5.4.4振动、位移测量仪 5.4.5电容式测厚传感器 5.4.6电容式液位传感器 思考题 第6章电感式传感器 6.1电感式传感器工作原理、结构 与特性 6.1.1电感式传感器的工作原理 和等效电路 6.1.2电感式传感器的类型 及特性 6.1.3电感式传感器的测量电路 6.2差动变压器型电感式传感器 6.2.1工作原理 6.2.2差动变压器型电感式传感器的 特性 6.3电涡流式传感器 6.3.1电涡流式传感器的工作 原理及特性 6.3.2电涡流式传感器结构形式 及特点 6.3.3影响电涡流式传感器灵敏 度的因素 6.3.4测量电路 6.4电感式传感器的应用 6.4.1自感式、互感式传感器的 应用 6.4.2电涡流式传感器的应用 思考题 第7章压电式传感器 7.1压电式传感器的工作原理 7.1.1压电效应 7.1.2压电效应的物理解释 7.2压电元件常用结构形式 7.3压电元件的等效电路及测量电路 7.3.1等效电路 7.3.2测量电路 7.4压电式加速度传感器 7.4.1工作原理及特性 7.4.2压电式加速度传感器的 典型结构 7.4.3压电式加速度传感器的 应用 7.5压电式压力传感器 7.5.1压电式压力传感器的工作 原理及结构 7.5.2压电式压力传感器的结构 及应用 思考题 第8章压阻式传感器 8.1压阻式传感器的工作原理 8.2晶向的表示方法 8.3压阻系数 8.4影响压阻系数的因素 8.5压阻式传感器的结构与设计 8.5.1压阻式压力传感器 8.5.2压阻式加速度传感器 8.6压阻式传感器的测量电路及补偿 8.6.1恒压源供电 8.6.2恒流源供电 8.6.3减小在扩散工艺中的温度 影响 8.7压阻式传感器的应用 思考题 第9章热电式传感器 9.1热电偶 9.1.1热电偶的工作原理 9.1.2常用热电偶 9.2热电阻 9.2.1热电阻的工作原理 9.2.2常用热电阻 9.2.3热电阻的结构和测量 电路 9.3热敏电阻 9.3.1热敏电阻的工作原理 9.3.2热敏电阻的伏安特性 9.3.3热敏电阻的主要参数 9.3.4热敏电阻的结构 9.3.5热敏电阻的测量电路 及应用 9.4热释电型温度传感器 思考题 第10章光电式传感器 10.1光电式传感器的工作原理及 基本组成 10.2光电式传感器中的敏感元件 10.2.1外光电效应型光电元件 10.2.2内光电效应型光电元件 10.3光电式传感器的类型及设计 10.3.1光电式传感器的类型 10.3.2光电式传感器的计算 10.4光电式传感器的应用 思考题 第11章固态图像传感器 11.1电荷耦合图像传感器 11.1.1CCD的基本工作原理 11.1.2线阵CCD与面阵CCD 11.1.3CCD的特性参数 11.2其他类型的图像传感器 11.2.1电荷注入图像传感器 11.2.2MOS型图像传感器 11.2.3电荷引发图像传感器 11.2.4叠层型图像传感器 11.3固态图像传感器的应用 思考题 第12章磁传感器 12.1霍尔传感器 12.1.1霍尔传感器的原理 12.1.2霍尔元件的特性 12.1.3测量电路 12.1.4霍尔集成传感器 12.1.5霍尔传感器的应用 12.2磁敏二极管和磁敏三极管 12.2.1磁敏二极管和磁敏三极管 的结构原理 12.2.2磁敏二极管和磁敏三极管 的技术参数 12.2.3典型补偿电路 12.2.4磁敏二极管和磁敏三极管 的应用 12.3磁通门磁力计 12.3.1磁通门磁力计结构与 工作原理 12.3.2典型测量电路 12.3.3磁通门磁力计的应用 12.4磁阻传感器 12.4.1磁阻效应 12.4.2磁阻元件 12.4.3典型电路 12.4.4应用 12.5其他类型的磁传感器 12.5.1韦根德传感器 12.5.2Z.元件 思考题 第13章射线及微波检测传感器 13.1核辐射传感器 13.1.1核辐射检测的物理基础 13.1.2核辐射传感器的类型 13.1.3核辐射检测技术的应用 13.2超声检测 13.2.1超声检测原理 13.2.2压电式超声波传感器 13.2.3超声波在检测技术中的 应用 13.3红外辐射传感器 13.3.1红外辐射的基本定律 13.3.2红外传感器的分类 13.3.3红外辐射检测技术的应用 13.4微波传感器 13.4.1微波的基础知识 13.4.2微波传感器的类型 13.4.3微波检测技术的应用 思考题 第14章光纤传感器 14.1光纤的特性 14.1.1光纤的结构和主要参数 14.1.2光波在普通光纤内的 传输 14.2光纤传感器的应用 14.2.1光纤温度传感器 14.2.2光纤压力与振动传感器 14.2.3光纤分光与光谱传感器 14.2.4反射式光纤位移传感器 14.2.5光纤图像传感器 思考题 第15章化学传感器 15.1湿敏传感器 15.1.1湿度概念 15.1.2陶瓷湿敏传感器 15.1.3MgCr2O4系湿敏传感器 15.1.4ZnO―Cr2O3系湿度 传感器 15.1.5M系列氧化铝湿敏传感器 15.2气敏传感器 15.2.1概述 15.2.2固态电解质气敏传感器 15.2.3电位式气敏传感器 15.2.4氧化物半导体气敏 传感器 第16章新型传感器及其应用 16.1声表面波传感器 16.1.1延迟线型声表面波 传感器 16.1.2谐振型声表面波传感器 16.1.3声表面波传感器应用 16.2生物传感器 16.2.1生物传感器的工作原理 16.2.2生物传感器的测量方法 16.2.3生物传感器的应用 16.3智能传感器 16.3.1单片智能温度传感器 及其应用 16.3.2集成湿敏传感器及其 应用 16.3.3集成硅压力传感器及 其应用 16.3.4单片集成磁场传感器及 其应用 思考题 第17章射频识别技术 17.1自动识别技术 17.1.1条码识别技术 17.1.2磁卡识别技术 17.1.3IC卡识别技术 17.1.4生物识别技术 17.1.5射频识别技术 17.2射频识别相关的基础理论 17.2.1射频识别相关的电磁场 基本理论 17.2.2能量耦合和数据传输 17.2.3数字调制与编码原理 17.3射频识别系统的分类与特点 17.3.1射频识别系统的分类 17.3.2射频识别系统的特点 17.4射频识别系统的组成和工作 原理 17.4.1射频识别系统组成 17.4.2射频识别系统工作原理 17.5射频识别的关键技术 17.5.1RFID软件中间件技术 17.5.2安全与隐私保护技术 17.5.3射频识别防碰撞技术 17.6RFID技术的应用 17.6.1高速公路不停车收费 系统 17.6.2RFID医院信息系统 第3部分智慧地球 第18章智慧家居 思考题 第19章智慧交通 19.1智慧交通的架构和特点 19.2智慧交通中传感器的应用 19.2.1汽车传感器 19.2.2无人驾驶技术传感器 19.2.3车辆运行检测 19.2.4智慧道路 思考题 第20章智慧城市 20.1智慧城市的架构和特点 20.2智慧城市中传感器的应用 20.2.1城市安全传感器 20.2.2环境监测传感器 20.2.3智慧城市照明传感器 20.2.4智慧医疗传感器 思考题 第21章智慧电网 21.1智慧电网的架构和特点 21.2智慧电网中传感器的应用 21.2.1智慧电网温度传感器 21.2.2智慧电网位移传感器 21.2.3智慧电网电流传感器 21.2.4输电线振动传感器 21.2.5SF6气体传感器 21.2.6UHF局放传感器 思考题 第22章智慧救援 22.1智慧消防 22.1.1智慧消防的架构和特点 22.1.2智慧消防系统中传感器 的应用 22.2智慧地质灾害预警 22.2.1智慧地质灾害预警系统的 架构和特点 22.2.2智慧地质灾害预警系统中 传感器的应用 思考题 第23章智慧生产 23.1智慧工业的架构和特点 23.2智慧工业中传感器的应用 23.2.1智慧工业温度传感器 23.2.2智慧工业视觉传感器 23.2.3力/力矩传感器 23.3智慧农业的架构和特点 23.4智慧农业中传感器的应用 23.4.1农业温湿度传感器 23.4.2农业气体传感器 23.4.3土壤电导率传感器 思考题 参考文献