感測器原理、設計與套用（第5版）

《感測器原理、設計與套用（第5版）》是2015年6月出版的圖書，作者是劉迎春。

基本介紹

• 書名：書名感測器原理、設計與套用（第5版）
• 作者：劉迎春
• 類別：TP212
• 頁數：365
• 定價：59
• 出版時間：2015年6月
• 開本：16

內容簡介

書名感測器原理、設計與套用（第5版）

書號978-7-118-09487-9

作者劉迎春

出版時間2015年6月

譯者

版次5版1次

開本16

裝幀平裝

出版基金

頁數365

字數541

中圖分類TP212

叢書名

定價59.00

本書全面系統地論述了各種感測器的基本原理、基本特性、信號調節電路以及它們在物理量、化學量、生物量、電量等測量中的套用。全書共23 章。第1 章至第3 章為感測技術總論，介紹了感測器的基本概念、基本理論，感測器特性分析方法與標定方法；第4 章至第10 章論述常見的、套用廣泛的感測器，它們是電阻應變式、電容式、電感式、壓電式、磁電式、熱電式和光電式等感測器；第11 章至22 章介紹國內外研製與開發的新型感測器，它們是智慧型、光纖、圖像、氣體、濕度、紅外、固態壓阻、微波、超導、液晶、生物和機器人等感測器，反映了當代感測器技術的新發展與新成就。第23 章介紹了網路感測器。

編輯推薦

本書可作為檢測技術與儀器、自動控制、自動化儀表等專業的教材，亦可作為有關專業科研人員與工程技術人員的參考書。

目錄

第1章感測器概論1

1.1感測器的組成與分類1

1.1.1感測器的定義1

1.1.2感測器的組成1

1.1.3感測器的分類1

1.2感測器在科技發展中的重要性2

1.2.1感測器的作用與地位2

1.2.2感測器技術是信息技術的基礎與支柱2

1.2.3科學技術的發展與感測器的密切關係3

1.3感測器技術的發展動向3

第2章感測器的特性5

2.1感測器的靜態特性5

2.1.1線性度5

2.1.2靈敏度7

2.1.3遲滯(遲環)7

2.1.4重複性8

2.2感測器的動態特性8

2.2.1動態參數測試的特殊問題8

2.2.2研究感測器動態特性的方法及其指標9

2.2.3感測器的數學模型10

2.2.4傳遞函式11

2.2.5頻率回響函式11

2.2.6脈衝回響函式12

2.3感測器動態特性分析13

2.3.1感測器的頻率回響13

2.3.2感測器的瞬態回響17

2.4感測器的無失真測試條件19

2.5感測器的標定20

2.5.1感測器的靜態特性標定20

2.5.2感測器的動態特性標定21

2.5.3振動感測器的標定23

2.5.4壓力感測器的標定24

第3章感測器中的彈性敏感元件32

3.1引言32

3.2彈性敏感元件的基本特性32

3.2.1彈性特性32

3.2.2彈性滯後33

3.2.3彈性後效33

3.2.4固有振動頻率34

3.3彈性敏感元件的材料34

3.4彈性敏感元件的特性參數計算35

3.4.1彈性圓柱(實心和空心)35

3.4.2懸臂樑36

3.4.3扭轉棒38

3.4.4圓形膜片和膜盒39

3.4.5彈簧管40

3.4.6波紋管42

3.4.7薄壁圓筒43

第4章電阻應變式感測器45

4.1電阻應變式感測器的工作原理45

4.2電阻應變片的工作原理45

4.2.1金屬的應變效應45

4.2.2電阻應變片的結構和工作原理46

4.2.3電阻應變片的橫向效應48

4.3電阻應變片的種類、材料和參數49

4.3.1電阻應變片的種類49

4.3.2電阻應變片的材料51

4.3.3應變片的主要參數52

4.4電阻應變片的動態回響特性53

4.4.1應變波的傳播過程54

4.4.2應變計的可測頻率的估算54

4.5粘合劑和應變片的貼上技術56

4.5.1粘合劑56

4.5.2應變計貼上工藝57

4.6電阻應變式感測器的溫度誤差及其補償58

4.6.1溫度誤差及其產生原因58

4.6.2溫度補償方法60

4.7電阻應變式感測器的信號調節電路及電阻應變儀61

4.7.1測量電橋的工作原理61

4.7.2電阻應變儀65

4.8電阻應變式感測器的種類66

4.8.1電阻應變式力感測器66

4.8.2應變式壓力感測器72

4.8.3應變式加速度感測器75

第5章電容式感測器76

5.1電容式感測器的工作原理及結構形式76

5.1.1變間隙的電容式感測器77

5.1.2變面積的電容式感測器81

5.1.3變介電常數的電容式感測器81

5.2電容式感測器的等效電路83

5.3電容式感測器的信號調節電路84

5.3.1運算放大器式電路84

5.3.2電橋電路85

5.3.3調頻電路86

5.3.4諧振電路86

5.3.5二極體T型網路87

5.3.6脈衝寬度調製電路88

5.4影響電容感測器精度的因素及提高精度的措施89

5.4.1溫度對結構尺寸的影響90

5.4.2溫度對介質介電常數的影響90

5.4.3漏電阻的影響90

5.4.4邊緣效應與寄生參量的影響90

5.4.5增加原始電容值，減小寄生電容和漏電的影響91

5.5電容感測器的套用91

5.5.1膜片電極式壓力感測器91

5.5.2電容式加速度感測器93

5.5.3電容式應變計93

5.5.4荷重感測器94

5.5.5振動、位移測量儀94

5.5.6電容測厚儀95

第6章電感式感測器96

6.1變磁阻式感測器96

6.1.1工作原理96

6.1.2等效電路97

6.1.3輸出特性分析100

6.1.4感測器的信號調節電路102

6.1.5影響感測器精度的因素分析103

6.1.6電感式感測器套用舉例104

6.2差動變壓器105

6.2.1螺管形差動變壓器105

6.2.2差動變壓的信號調節電路110

6.2.3差動變壓器套用舉例112

6.3渦流式感測器113

6.3.1高頻反射式渦流感測器113

6.3.2低頻透射式渦流感測器116

6.3.3渦流式感測器的套用117

第7章壓電式感測器119

7.1壓電式感測器的工作原理119

7.1.1壓電效應119

7.1.2壓電常數和表面電荷的計算121

7.2壓電材料123

7.2.1壓電晶體123

7.2.2壓電陶瓷123

7.3壓電式感測器的等效電路126

7.4壓電式感測器的信號調節電路127

7.4.1電壓放大器(阻抗變換器)127

7.4.2電荷放大器131

7.5壓電式加速度感測器132

7.5.1工作原理132

7.5.2靈敏度132

7.5.3頻率特性133

7.5.4壓電式加速度感測器的結構135

7.6壓電式測力感測器136

第8章磁電式感測器138

8.1磁電式感測器的工作原理138

8.2動圈式磁電感測器138

8.2.1動圈式磁電感測器工作原理138

8.2.2動圈式磁電感測器結構139

8.2.3信號調節電路和記錄儀器140

8.3磁阻式磁電感測器140

8.4磁電式感測器的頻率回響特性142

第9章熱電式感測器144

9.1熱電偶144

9.1.1熱電偶的基本原理144

9.1.2熱電偶的類型及結構152

9.1.3熱電勢的測量及熱電偶的標定158

9.1.4熱電偶的傳熱誤差和動態誤差161

9.2熱電阻164

9.2.1金屬熱電阻164

9.2.2半導體熱敏電阻169

9.3電晶體和集成溫度感測器171

9.3.1工作原理171

9.3.2集成溫度感測器的典型套用174

第10章光電式感測器176

10.1光電管176

10.2光電倍增管177

10.3光敏電阻178

10.3.1光敏電阻的工作原理178

10.3.2光敏電阻的結構178

10.3.3光敏電阻的主要參數178

10.3.4光敏電阻的基本特性179

10.4光敏二極體和光敏電晶體181

10.4.1工作原理181

10.4.2基本特性182

10.5光電池184

10.5.1工作原理184

10.5.2基本特性185

10.6光電式感測器的套用186

10.6.1模擬式光電感測器的套用186

10.6.2脈衝式光電感測器的套用188

第11章智慧型感測器189

11.1概述189

11.2智慧型感測器的構成189

11.3壓阻壓力感測器智慧型化190

11.3.1智慧型壓阻壓力感測器硬體結構190

11.3.2智慧型壓阻壓力感測器軟體設計190

11.3.3非線性與溫度誤差的修正191

11.3.4實驗結果與結論192

11.4智慧型感測器的發展方向與途徑193

第12章光纖感測器195

12.1概論195

12.1.1光纖感測技術的形成及其特點195

12.1.2光纖感測器的光源195

12.1.3光纖感測器的光探測器195

12.1.4光纖感測器的分類195

12.2光纖以及光在其中的傳輸196

12.2.1光纖及其傳光原理196

12.2.2光在普通光纖內的傳輸197

12.2.3光在特殊光纖內的傳輸199

12.3光調製技術200

12.3.1相位調製與干涉測量200

12.3.2頻率調製201

12.4光纖位移感測器202

12.4.1光纖開關與定位裝置203

12.4.2傳光型光纖位移感測器205

12.4.3受抑全內反射光纖位移感測器207

12.4.4光纖微彎位移感測器209

12.4.5光纖干涉型位移感測器211

12.5光纖速度、加速度感測器212

12.5.1光纖雷射渡越速度計212

12.5.2利用馬赫-澤德干涉儀的光纖加速度計212

12.5.3傾斜鏡式光纖加速度計213

12.6光纖振動感測器215

12.6.1相位調製光纖振動感測器216

12.6.2利用光彈效應的光纖振動感測器218

12.7光纖溫度感測器220

12.7.1相位調製型光纖溫度感測器220

12.7.2熱輻射光纖溫度感測器223

12.7.3傳光型光纖溫度感測器225

12.8光纖流量、流速感測器227

12.8.1光纖旋渦流量計227

12.8.2光纖雷射都卜勒測速計229

12.9光纖壓力感測器230

12.9.1利用馬赫-澤德干涉儀製作的光纖壓力感測器230

12.9.2偏振型光纖壓力感測器232

第13章固態圖像感測器235

13.1引言235

13.2固態圖像感測器的敏感器件236

13.2.1電荷耦合器件(CCD)236

13.2.2電荷注入器件(CID)240

13.2.3戽鏈式器件(BBD)241

13.2.4MOS式光電變換器件241

13.3固態圖像感測器的種類241

13.3.1線型固態圖像感測器242

13.3.2面型固態圖像感測器244

13.3.3固態圖像感測器主要特性250

13.3.4固態圖像感測器的套用254

第14章氣體感測器258

14.1概述258

14.1.1氣體感測器及氣體檢測方法258

14.1.2氣體感測器的分類259

14.2半導體氣體感測器260

14.2.1半導體氣體感測器及其分類260

14.2.2主要特性及其改善260

14.2.3表面控制型電阻式感測器263

14.2.4體控制型電阻式感測器266

14.2.5非電阻式半導體氣體感測器267

14.2.6半導體氣體感測器的套用269

14.3紅外吸收式氣敏感測器272

14.4接觸燃燒式氣敏感測器273

14.5熱導率變化式氣體感測器274

14.6濕式氣敏感測器275

第15章濕度感測器276

15.1濕度及濕度感測器276

15.1.1濕度及其表示方法276

15.1.2濕度感測器及其特性參數277

15.1.3濕度感測器的分類278

15.2電解質系濕度感測器278

15.2.1無機電解質濕度感測器279

15.2.2高分子電解質濕度感測器280

15.3半導體及陶瓷濕敏感測器282

15.3.1塗覆膜型283

15.3.2燒結體型283

15.3.3薄膜型285

15.4有機物及高分子聚合物濕度感測器286

15.4.1脹縮性有機物濕敏元件286

15.4.2高分子聚合物薄膜濕敏元件287

15.5濕度感測器的套用288

第16章紅外感測器290

16.1紅外輻射的基本知識290

16.1.1紅外輻射290

16.1.2紅外輻射術語291

16.1.3紅外輻射源292

16.2紅外感測器293

16.2.1常見紅外感測器293

16.2.2紅外感測器的性能參數295

16.2.3紅外感測器使用中應注意的問題297

16.3紅外測溫297

16.3.1紅外測溫的特點297

16.3.2紅外測溫原理297

16.4紅外成像298

16.4.1紅外成像原理298

16.4.2紅外成像儀299

16.5紅外分析儀301

16.6紅外無損檢測302

16.6.1焊接缺陷的無損檢測302

16.6.2鑄件內部缺陷探測302

16.6.3疲勞裂紋探測303

第17章固態壓阻式感測器304

17.1半導體的壓阻效應304

17.1.1壓阻效應304

17.1.2壓阻係數305

17.2固態壓阻式壓力感測器307

17.3固態壓阻式加速度感測器308

17.4固態壓阻式感測器的輸出特性及補償方法308

17.4.1電橋平衡失調與零位溫漂補償308

17.4.2靈敏度溫度係數補償309

17.4.3非線性及其補償311

第18章微波感測器312

18.1微波的基本知識312

18.1.1微波的性質與特點312

18.1.2微波振盪器與微波天線312

18.2微波感測器及其分類313

18.2.1反射式微波感測器313

18.2.2遮斷式微波感測器313

18.2.3微波感測器的特點與存在的問題313

18.3微波感測器的套用313

18.3.1微波濕度(水分)感測器313

18.3.2微波液位計314

18.3.3微波物位計314

18.3.4微波測厚儀315

18.3.5微波溫度感測器316

第19章超導感測器317

19.1超導光感測器317

19.1.1超導可見光感測器317

19.1.2超導紅外感測器317

19.2超導微波感測器318

19.3超導磁場感測器318

第20章液晶感測器319

20.1液晶及其性質319

20.1.1液晶的概念319

20.1.2液晶的分類與性質319

20.2液晶感測器319

20.2.1液晶電磁場感測器319

20.2.2液晶電壓感測器320

20.2.3液晶超音波感測器320

20.2.4液晶溫度感測器320

第21章生物感測器321

21.1概述321

21.2生物感測器原理、特點與分類321

21.2.1生物感測器的基本原理321

21.2生物感測器原理、特點與分類321

21.2.1生物感測器的基本原理321

21．2.2生物敏感膜322

21．2．3生物感測器的特點322

21．2．4生物感測器的分類322

21．3生物反應基本知識323

21．3．1酶反應324

21．3．2酶作用機理324

21．3．3微生物反應326

21．3．4免疫學反應327

21．3．5生物學反應中的物理量變化328

21．4生物活性材料固定化技術328

21．5酶感測器329

21.6微生物感測器332

21.6.1呼吸機能型微生物感測器332

21．6．2代謝機能型微生物感測器333

21．7免疫感測器334

21．8生物組織感測器335

21．9半導體生物感測器336

21．9．1酶光敏二極體336

21．9．2酶FET337

21．10生物感測器套用與未來337

第22章機器人感測器339

22．1概述339

22.1.1機器人與感測器339

22.1．2機器人感測器的分類339

22．2觸覺感測器340

22．2．1觸覺341

22．2．2壓覺343

22．2．3力覺344

22．2．4滑覺349

22．3接近覺感測器351

22．4視覺感測器353

22．4．1機器人視覺353

22．4．2視覺感測器354

22．5聽覺、嗅覺、味覺及其他感測器355

第23章網路感測器357

23.1網路感測器的概念及特點357

23.2網路感測器的分類358

23.2.1現場匯流排網路感測器358

23.2.2TCP/IP協定網路感測器358

23.2.3無線網路感測器359

23.3無線感測器網路359

23.3.1無線感測器網路概念及特點359

23.3.2無線感測器網路的體系結構360

23.3.3無線感測器網路開發與套用361

參考文獻365"