《感測器原理及套用技術（第三版）》是2015年西安電子科技大學出版社出版的圖書，作者是劉靳、劉篤仁、韓保君。
基本介紹
- 書名：感測器原理及套用技術（第三版）
- 作者：劉靳 劉篤仁 韓保君
- ISBN：978-7-5606-3109-7
- 定價：26.35元
- 出版社：西安電子科技大學出版社
- 出版時間：2015-05
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書是在第二版的基礎上修訂而成的。
全書共12章，較詳細地介紹了各類常用感測器的基本概念、基本原理和基本特性，分析了感測器的測量電路、外圍電路及套用電路，討論了感測器套用的共性技術與感測器的選擇和使用。
本書繼續保持了上版內容全面系統、簡明易懂、循序漸進、原理與套用緊密結合的特色，修改了部分章節，並增加了一些新的內容。例如，第3章增加了電阻應變感測器套用；第8章增加了光電感測器套用；第10章增加了物聯網及物聯網感測器簡介等。
本書可作為高等學校電子類各專業的教材和教學參考書，也可作為相關工程技術人員的學習參考書。
目錄
緒論 1
第1章 感測器的特性 5
1.1 感測器的組成與分類 5
1.1.1 感測器的組成 5
1.1.2 感測器的分類 6
1.2 感測器的基本特性 7
1.2.1 靜態特性 7
1.2.2 動態特性 14
思考題與習題 16
第2章 熱電感測器 17
2.1 熱電勢式測溫感測器 17
2.1.1 工作原理 17
2.1.2 熱電偶中引入第三導體 19
2.1.3 標準熱電極 20
2.1.4 熱電偶冷端溫度誤差及其補償 21
2.1.5 常用熱電偶的特性 23
2.1.6 熱電偶的測量電路 29
2.2 熱電阻式溫度感測器 33
2.2.1 金屬測溫電阻器 33
2.2.2 半導體熱敏電阻器 37
2.3 PN結型測溫感測器 43
2.3.1 溫敏二極體及其套用 43
2.3.2 溫敏電晶體及其套用 46
2.4 積體電路溫度感測器 48
2.4.1 基本原理及PTAT核心電路 49
2.4.2 電壓輸出型 51
2.4.3 電流輸出型 54
2.4.4 可程式集成數字溫度感測器 55
2.5 熱釋電式感測器 56
2.5.1 熱釋電效應及其機理 56
2.5.2 熱釋電紅外感測器 57
2.5.3 熱釋電探測模組 59
2.5.4 典型套用 61
2.6 熱電感測器套用實例 62
思考題與習題 64
第3章 應變感測器 65
3.1 電阻應變感測器 65
3.1.1 應變片的結構和類型 65
3.1.2 常用的應變片 66
3.2 薄膜應變電阻及感測器 67
3.2.1 薄膜分類 67
3.2.2 薄膜的工作原理 68
3.2.3 薄膜應變感測器的特點 69
3.3 電阻應變感測器使用中應注意的一些問題 71
3.4 電阻應變感測器套用——起重量限制器 73
思考題與習題 75
第4章 磁敏感測器 76
4.1 磁敏感測器的物理基礎——霍爾、磁阻、形狀效應 76
4.1.1 基礎知識 76
4.1.2 霍爾效應 77
4.1.3 磁阻效應 77
4.1.4 形狀效應 77
4.2 霍爾元件 78
4.2.1 霍爾元件的工作原理 78
4.2.2 霍爾元件的結構 79
4.2.3 基本電路 79
4.2.4 電磁特性 82
4.2.5 誤差分析及誤差補償 83
4.3 磁阻元件 86
4.3.1 長方形磁阻元件 86
4.3.2 科爾賓元件 87
4.3.3 平面電極元件 87
4.3.4 InSb-NiSb共晶磁阻元件 88
4.3.5 曲折形磁阻元件 88
4.3.6 磁阻元件的溫度補償 89
4.4 磁敏二極體 89
4.4.1 磁敏二極體的結構 89
4.4.2 磁敏二極體的工作原理 90
4.4.3 磁敏二極體的特性 91
4.4.4 磁敏二極體的補償技術 93
4.5 磁敏三極體 94
4.5.1 磁敏三極體的結構 94
4.5.2 磁敏三極體的工作原理 95
4.5.3 磁敏三極體的特性 95
4.5.4 溫度補償技術 97
4.6 磁敏感測器的套用 99
4.6.1 霍爾元件的套用 99
4.6.2 磁阻元件的套用 106
思考題與習題 112
第5章 壓電感測器 113
5.1 壓電效應 113
5.1.1 石英晶體的壓電效應 113
5.1.2 壓電常數 115
5.1.3 壓電陶瓷的壓電效應 116
5.2 壓電材料 117
5.2.1 壓電晶體 117
5.2.2 壓電陶瓷 118
5.2.3 新型壓電材料 118
5.3 等效電路與測量電路 119
5.3.1 等效電路 119
5.3.2 測量電路 120
5.4 壓電感測器及其套用 124
5.4.1 壓電感測器中壓電片的連線 124
5.4.2 壓電式力感測器 125
5.4.3 壓電式壓力感測器 127
5.4.4 壓電式加速度感測器 128
5.4.5 套用實例 133
思考題與習題 136
第6章 光纖感測器 137
6.1 基礎知識 137
6.1.1 光纖的結構 137
6.1.2 光纖的種類 137
6.1.3 光纖的傳光原理 138
6.1.4 光纖的特性 140
6.1.5 光纖的耦合 142
6.2 光纖感測器的分類及構成 143
6.2.1 分類 143
6.2.2 構成部件 145
6.3 功能型光纖感測器舉例 148
6.3.1 相位調製型光纖感測器 148
6.3.2 光強調製型光纖感測器 150
6.3.3 偏振態調製型光纖感測器 151
6.4 非功能型光纖感測器舉例 152
6.4.1 傳輸光強調製型光纖感測器 152
6.4.2 反射光強調製型光纖感測器 154
6.4.3 頻率調製型光纖感測器 155
6.4.4 光纖液位感測器 157
思考題與習題 159
第7章 光柵感測器 161
7.1 光柵基礎 161
7.1.1 光柵的分類及結構 161
7.1.2 莫爾條紋的原理 162
7.1.3 莫爾條紋的特點 163
7.2 光柵感測器的工作原理 164
7.2.1 光電轉換原理 164
7.2.2 莫爾條紋測量位移的原理 164
7.2.3 辨向原理 165
7.3 莫爾條紋細分技術 166
7.3.1 細分方法 166
7.3.2 光電元件直接細分 166
7.3.3 CCD直接細分 167
7.3.4 光柵感測器的誤差 168
7.4 常用光學系統 169
7.4.1 透射直讀式光路 169
7.4.2 反射直讀式光路 169
7.4.3 反射積分式光路 170
思考題與習題 170
第8章 光電感測器 171
8.1 光電感測器的基本效應 171
8.1.1 半導體的粒子特性 171
8.1.2 半導體光電效應 172
8.2 外光電效應光電器件 172
8.2.1 光電管 172
8.2.2 光電倍增管 173
8.3 光電導效應及光電元件 174
8.3.1 光敏電阻的結構及原理 174
8.3.2 光敏電阻的特性 175
8.4 光電伏特效應及光電元件 177
8.4.1 光電導結型光電元件 177
8.4.2 光電伏特型光電元件 178
8.5 CCD圖像感測器 180
8.6 套用光路 183
8.6.1 反射式 184
8.6.2 透射式 184
8.6.3 線紋瞄準用光電感測器 184
8.6.4 脈衝式光電感測器 185
8.7 光電感測器套用 187
思考題與習題 189
第9章 氣、濕敏感測器 190
9.1 氣敏感測器 190
9.1.1 半導體氣敏元件的分類及必備條件 190
9.1.2 表面控制型電阻式半導體氣敏元件 191
9.1.3 基於MEMS的新型微結構氣敏感測器 195
9.1.4 套用舉例 198
9.2 濕敏感測器 199
9.2.1 濕度及其表示 199
9.2.2 對濕敏感測器的基本要求 200
9.2.3 電阻式濕敏感測器 200
9.2.4 陶瓷濕敏感測器 201
9.2.5 電容式濕敏感測器 202
9.2.6 電解質式濕度感測器 204
9.2.7 套用範圍及套用實例 204
思考題與習題 208
第10章 智慧型感測器 209
10.1 智慧型感測器及無線感測器網路 209
10.2 物聯網及物聯網感測器 211
10.3 智慧型感測器的結構框圖 212
10.3.1 μP主機模板 213
10.3.2 模擬量輸入模板 214
10.3.3 IEEE-488標準匯流排模板 214
10.3.4 接口模板 215
10.4 信號處理與μP接口技術 216
10.4.1 感測器輸出信號的類型 216
10.4.2 感測器輸出的模擬信號的處理 216
10.5 智慧型感測器中的數據處理 224
10.5.1 查表與搜尋 224
10.5.2 分段插值法 225
10.5.3 曲線擬合修正法 226
10.5.4 數字濾波 227
10.6 智慧型感測器的設計 227
10.6.1 智慧型壓力感測器的設計思路 227
10.6.2 簡單智慧型溫度感測器設計實例 230
10.6.3 智慧型有害氣體感測器設計 235
思考題與習題 239
第11章 感測器套用技術 240
11.1 信號變換 240
11.1.1 電流-電壓（I-U）變換器 240
11.1.2 電壓-電流（U-I）變換器 242
11.1.3 交流電壓-直流電壓（u-U）變換器和交流電流-直流電壓（i-U）變換器 244
11.1.4 電阻-電壓（R-U或Ω-U）變換器 245
11.1.5 電容-電壓（C-U）變換器 246
11.1.6 電壓-頻率（U-f）變換器（簡稱VFC）和頻率-電壓（f-U）變換器（簡稱FVC） 247
11.1.7 電壓-脈寬(U-H)變換器 250
11.2 驅動電路分析及外圍電路器件選擇 252
11.2.1 驅動電路分析 252
11.2.2 外圍電路器件選擇 259
思考題與習題 260
第12章 感測器的選擇與使用 261
12.1 感測器的正確選擇 261
12.2 感測器的合理使用 262
12.2.1 線性化及補償 262
12.2.2 感測器的定標 264
12.2.3 電磁兼容問題 265
12.2.4 抗干擾技術 267
思考題與習題 271
附錄 國際單位制（SI）的主要單位及其換算 272
參考文獻 277
