感測器原理與套用（第3版）

《感測器原理與套用（第3版）》是2015年電子工業出版社出版的圖書，作者是孟立凡、藍金輝。

基本介紹

• 書名：感測器原理與套用（第3版）
• 作者：孟立凡
  藍金輝
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2015年03月
• 頁數：324 頁
• 定價：39.80 元
• 開本：16 開
• ISBN：9787121256875
• 千字數：518
• 版次：01-01
• 叢書名：電氣工程、自動化專業規劃教材

內容簡介

本書為普通高等教育“十二五”規劃教材，系統而全面地闡述了各類感測器的原理及套用，內容豐富，概念清楚，涉及面廣。全書分三部分，共20章。第一部分為第1章、第2章，介紹感測器的一般特性、分析方法；第二部分為第3章至第17章，論述常見的、套用廣泛的以及新型感測器，如電阻應變式、電容式、電感式、壓電式、壓阻式、光電式、磁敏式、固態圖像、射線、微波、再檔犁民化學、光導纖維感測器、射頻識別技術等，分析了它們的基本原理、靜動態特性、測量電路和有關設計知識及套用；第三部分為第18章至第20章，主要介紹測量信號的調理、記錄與顯示和虛擬儀器開發。電子課件可從華信教育資源網免費下載。

目錄

第1部分感測器的一般特性、分析方法

第1章感測器概述

1.1感測器的定義及分類

1.1.1感測器的定義

1.1.2感測器的分類

1.2感測器的作用與地位

1.3感測器技術的發展動向

1.3.1發現新現象

1.3.2開發新材料

1.3.3　採用微細加工技術

1.3.4感測器的智慧型化

1.3.5仿生感測器

思考題

第2章感測器的特性及標定

2.1感測器狼芝再的靜態特性

2.1.1線性度

2.1.2靈敏度

2.1.3遲滯

2.1.4重複性

2.2感測器的動態特性

2.2.1感測器動態特性的數學模型

2.2.2運算元符號法與傳遞函式

2.2.3頻率回響函式

2.2.4動態回響特性

2.3感測器的標定

2.3.1感測器的靜態特性標定

2.3.2感測器的動態標定

思考題

第2部分常見感測器與新型感測器

第3章感測器中的彈性敏感元件設計

3.1彈性敏感元件的基本特性

3.1.1彈性特性

3.1.2彈性滯後

3.1.3彈性後效

3.1.4固有振動頻率

3.2彈性敏感元件的材料

3.3彈性敏感元件的特性參數計算

3.3.1彈性圓柱戒判籃

3.3.2懸臂樑

3.3.3扭轉棒

3.3.4平膜片

3.3.5波紋管

3.3.6薄壁圓筒

3.3.7雙端固定梁

3.4有限單元法簡介

3.4.1彈性力學

3.4.2邊界條件

3.4.3最小勢能原理

3.4.4有限單元法

第4章電阻應變式感測器

4.1電阻應變片的工作原理(應變效應)

4.2電阻應變片的結構、類型及參數

4.2.1電阻應變片的基本結構

4.2.2電阻應變片的種類及特點

4.2.3金屬應變片的參數

4.2.4應變片的貼上技術

4.3應變片的動態回響特性

4.3.1應變波的傳播過程

4.3.2應變片的極限工作頻率估算

4.4測量電路

4.4.1直流電橋

4.4.2交流電橋

4.5電阻應變式感測器的溫度誤差及其補償

4.5.1溫度誤差及其產生原因

4.5.2溫度補償方法

4.6應變式感測器的結構設計及套用

4.6.1應變式壓力感測器

4.6.2應變式加速度感測器

思考題

第5章電容式感測器

5.1電容式感測器

5.1.1基本工作原理

5.1.2電容式感測器的線性及靈敏度

5.2電容式感測器的輸出電路及等效電路

5.2.1電容式感測器的等效電路

5.2.2電容式感測器的輸出電路

5.3影響電容感測器精度的因素及提高精度的措施

5.3.1邊緣效應的影響

5.3.2寄生電容的影響

5.3.3溫度的影響

5.4電容式感測器的套用

5.4.1電容式壓力感測器

5.4.2電容式加速度感測器

5.4.3電容式荷重感測器

5.4.4振動、位移測量儀

5.4.5電容測厚感測器

5.4.6電容式液位感測器

思考題

第6章電感式感測器

6.1電感式感測器工作原理、結構與特設陵囑性

6.1.1電感式感測器的工作原理和等效電路

6.1.2電感式感測器的結構類型全催及特性

6.1.3電感式感測器的測量電路

6.2差動變壓器式譽促灑電感感測器

6.2.1工作原理

6.2.2差動變壓器式感測器的特性

6.3電渦流式感測器

6.3.1電渦宙捉全狼流式感測器的工作原理及特性

6.3.2電渦流式感測器結構形式及特點

6.3.3影響電渦流式感測器靈敏度的因素

6.3.4測量電路

6.4電感式感測器的套用

6.4.1電感式感測器的套用

6.4.2電渦流式感測器的套用

思考題

第7章壓電式感測器

7.1壓電式感測器的工作原理

7.1.1壓電效應

7.1.2壓電效應的物理解釋

7.2壓電元件常用結構形式

7.3壓電元件的等效電路及測量電路

7.3.1等效電路

7.3.2測量電路

7.4壓電式加速度感測器

7.4.1工作原理及特性

7.4.2壓電式加速度感測器的典型結構

7.4.3壓電式加速度感測器的套用

7.5壓電式壓力感測器

7.5.1壓電式壓力感測器的工作原理及結構

7.5.2壓電式壓力感測器的結構及套用

思考題

第8章壓阻式感測器

8.1壓阻式感測器的工作原理

8.2晶向的表示方法

8.3壓阻係數

8.4影響壓阻係數的因素

8.5壓阻式感測器的結構與設計

8.5.1壓阻式壓力感測器

8.5.2壓阻式加速度感測器

8.6壓阻式感測器的測量電路及補償

8.6.1恆壓源供電

8.6.2恆流源供電

8.6.3減小在擴散工藝中的溫度影響

8.7壓阻式感測器的套用

思考題

第9章熱電式感測器

9.1熱電偶

9.1.1熱電偶的工作原理

9.1.2常用熱電偶

9.2熱電阻

9.2.1熱電阻的工作原理

9.2.2常用熱電阻

9.2.3熱電阻的結構和測量電路

9.3熱敏電阻

9.3.1熱敏電阻的工作原理

9.3.2熱敏電阻的伏安特性

9.3.3熱敏電阻的主要參數

9.3.4熱敏電阻的結構

9.3.5熱敏電阻的測量電路及套用

9.4熱釋電型溫度感測器

9.5集成溫度感測器

思考題

第10章光電式感測器

10.1光電式感測器的工作原理及基本組成

10.2光電式感測器中的敏感元件

10.2.1外光電效應型光電元件

10.2.2內光電效應型光電器件

10.3光電式感測器的類型及設計

10.3.1光電式感測器的類型

10.3.2光電式感測器的計算

10.4光電式感測器的套用

思考題

第11章固態圖像感測器

11.1電荷耦合圖像感測器

11.1.1CCD的基本工作原理

11.1.2線陣與面陣CCD圖像感測器

11.1.3CCD圖像感測器的特性參數

11.2其他類型的圖像感測器

11.2.1電荷注入器件(CID)

11.2.2MOS型固體圖像感測器件

11.2.3電荷引發器件(CPD)

11.2.4疊層型固體感測器件

11.3固態圖像感測器的套用

思考題

第12章磁感測器

12.1霍爾感測器

12.1.1霍爾感測器的原理

12.1.2霍爾元件的特性

12.1.3測量電路

12.1.4集成霍爾感測器

12.1.5霍爾式感測器的套用

12.2磁敏二極體和磁敏三極體

12.2.1磁敏二極體和磁敏三極體的結構原理

12.2.2磁敏二極體和磁敏三極體的性能指標

12.2.3典型補償電路

12.2.4磁敏二極體和磁敏三極體的套用

12.3磁通門磁力計

12.3.1磁通門磁力計結構與工作原理

12.3.2典型測量電路

12.3.3磁通門套用

12.4磁敏電阻感測器

12.4.1磁阻效應原理

12.4.2磁阻元件的主要特性

12.4.3典型電路

12.4.4套用

12.5其他類型的磁感測器

12.5.1韋根德磁敏器件

12.5.2Z元件

思考題

第13章射線及微波檢測感測器

13.1核輻射感測器

13.1.1核輻射檢測的物理基礎

13.1.2核輻射感測器

13.1.3核輻射檢測技術的套用

13.2超聲檢測

13.2.1超聲檢測原理

13.2.2壓電式超音波換能器

13.2.3超音波在檢測技術中的套用

13.3紅外輻射感測器

13.3.1紅外輻射的基本定律

13.3.2紅外感測器的分類

13.3.3紅外輻射檢測技術的套用

13.4微波感測器

13.4.1微波的基礎知識

13.4.2微波感測器

13.4.3微波檢測技術的套用

思考題

第14章光導纖維感測器

14.1光纖的特性

14.1.1光纖的結構和主要參數

14.1.2光在普通光纖內的傳輸

14.2光纖感測器分類

14.2.1強度調製光纖感測器

14.2.2相位調製光纖感測器

14.2.3偏振態調製光纖感測器

14.2.4分散式光纖感測器

14.3光纖感測器的套用

14.3.1光纖溫度感測器

14.3.2光纖壓力與振動感測器

14.3.3光纖分光與光譜感測器

14.3.4反射式光纖位移感測器

14.3.5光纖圖像感測器

思考題

第15章化學感測器

15.1濕敏感測器

15.1.1濕度概念

15.1.2陶瓷濕度感測器

15.1.3MgCr2O4系濕敏感測器

15.1.4ZnO－Cr2O3系濕度感測器

15.1.5M系列氧化鋁濕度感測器

15.2氣敏感測器

15.2.1概述

15.2.2固態電解質氣敏感測器

15.2.3電位式氣敏感測器

15.2.4氧化物半導體氣敏感測器

第16章MEMS感測器

16.1概述

16.2MEMS感測器的特點及分類

16.3MEMS加速度計

16.3.1電容式加速度微感測器

16.3.2壓阻式加速度微感測器

16.3.3扭擺式加速度微感測器

16.3.4力平衡式加速度微感測器

16.3.5隧道效應加速度微感測器

16.4角速度微感測器

16.4.1石英音叉振動MEMS陀螺儀

16.4.2雙框架角振動微機械陀螺儀

16.4.3振動輪式微陀螺

16.4.4振動棒式微陀螺儀

16.5MEMS感測器的套用

16.5.1在汽車工業中的套用

16.5.2在航空航天工業中的套用

16.5.3在生物醫學方面的套用

思考題

第17章射頻識別(RFID)技術

17.1自動識別技術

17.1.1條碼識別技術

17.1.2磁卡識別技術

17.1.3IC卡識別技術

17.1.4生物識別技術

17.1.5射頻識別技術

17.2RFID相關的基礎理論

17.2.1RFID相關的電磁場基本理論

17.2.2能量耦合和數據傳輸

17.2.3數字調製與編碼原理

17.3RFID系統的分類與特點

17.3.1RFID系統的分類

17.3.2RFID系統的特點

17.4RFID系統的組成和工作原理

17.4.1RFID系統組成

17.4.2RFID系統工作原理

17.5RFID的關鍵技術

17.5.1RFID軟體中間件技術

17.5.2安全與隱私保護技術

17.5.3RFID防碰撞技術

17.6RFID技術的套用

17.6.1高速公路不停車收費(ETC)系統

17.6.2RFID醫院信息系統

第3部分測量信號的調理、記錄、顯示及虛擬儀器開發

第18章測量信號的調理

18.1概述

18.2調製與解調

18.2.1幅值調製

18.2.2幅值調製的解調

18.3濾波

18.3.1濾波器的一般特性

18.3.2典型的濾波器電路

18.4模/數轉換技術

18.4.1逐次逼近式模/數轉換原理

18.4.2增量調整型模/數轉換原理

18.5電壓/電流/頻率轉換技術

18.5.1電壓/頻率轉換技術

18.5.2電壓/電流轉換技術

18.6電壓和電流放大變換技術

18.6.1同相放大器

18.6.2反相放大器

18.6.3差動放大器

18.6.4儀用放大器

18.7信號調理中的抗干擾

18.7.1干擾類型

18.7.2接地問題

18.7.3隔離放大器

第19章測量信號的採集與顯示

19.1數據採集技術

19.1.1數據採集系統的主要功能

19.1.2數據採集系統的結構及原理

19.2數據的顯示

19.2.1LED數碼管

19.2.2LCD顯示器

第20章虛擬儀器

20.1虛擬儀器概述

20.2虛擬儀器的特點

20.3虛擬儀器的體系結構

20.3.1虛擬儀器的硬體系統

20.3.2虛擬儀器的軟體系統

20.4LabVIEW軟體概述

20.5虛擬儀器套用實例

20.5.1虛擬數字示波器的前面板

20.5.2虛擬數字示波器的設計方案

20.5.3設備選擇

20.5.4游標功能

20.5.5測量功能

20.5.6採集功能

20.5.7濾波功能

20.5.8幫助和列印

20.5.9幅度和時基

20.5.10檔案保存與回放

20.5.11數學功能

20.5.12李薩如圖功能

20.5.13退出程式功能

20.5.14前面板的裝飾和程式框圖的完善

參考文獻

4.3.2應變片的極限工作頻率估算

4.4測量電路

4.4.1直流電橋

4.4.2交流電橋

4.5電阻應變式感測器的溫度誤差及其補償

4.5.1溫度誤差及其產生原因

4.5.2溫度補償方法

4.6應變式感測器的結構設計及套用

4.6.1應變式壓力感測器

4.6.2應變式加速度感測器

思考題

第5章電容式感測器

5.1電容式感測器

5.1.1基本工作原理

5.1.2電容式感測器的線性及靈敏度

5.2電容式感測器的輸出電路及等效電路

5.2.1電容式感測器的等效電路

5.2.2電容式感測器的輸出電路

5.3影響電容感測器精度的因素及提高精度的措施

5.3.1邊緣效應的影響

5.3.2寄生電容的影響

5.3.3溫度的影響

5.4電容式感測器的套用

5.4.1電容式壓力感測器

5.4.2電容式加速度感測器

5.4.3電容式荷重感測器

5.4.4振動、位移測量儀

5.4.5電容測厚感測器

5.4.6電容式液位感測器

思考題

第6章電感式感測器

6.1電感式感測器工作原理、結構與特性

6.1.1電感式感測器的工作原理和等效電路

6.1.2電感式感測器的結構類型及特性

6.1.3電感式感測器的測量電路

6.2差動變壓器式電感感測器

6.2.1工作原理

6.2.2差動變壓器式感測器的特性

6.3電渦流式感測器

6.3.1電渦流式感測器的工作原理及特性

6.3.2電渦流式感測器結構形式及特點

6.3.3影響電渦流式感測器靈敏度的因素

6.3.4測量電路

6.4電感式感測器的套用

6.4.1電感式感測器的套用

6.4.2電渦流式感測器的套用

思考題

第7章壓電式感測器

7.1壓電式感測器的工作原理

7.1.1壓電效應

7.1.2壓電效應的物理解釋

7.2壓電元件常用結構形式

7.3壓電元件的等效電路及測量電路

7.3.1等效電路

7.3.2測量電路

7.4壓電式加速度感測器

7.4.1工作原理及特性

7.4.2壓電式加速度感測器的典型結構

7.4.3壓電式加速度感測器的套用

7.5壓電式壓力感測器

7.5.1壓電式壓力感測器的工作原理及結構

7.5.2壓電式壓力感測器的結構及套用

思考題

第8章壓阻式感測器

8.1壓阻式感測器的工作原理

8.2晶向的表示方法

8.3壓阻係數

8.4影響壓阻係數的因素

8.5壓阻式感測器的結構與設計

8.5.1壓阻式壓力感測器

8.5.2壓阻式加速度感測器

8.6壓阻式感測器的測量電路及補償

8.6.1恆壓源供電

8.6.2恆流源供電

8.6.3減小在擴散工藝中的溫度影響

8.7壓阻式感測器的套用

思考題

第9章熱電式感測器

9.1熱電偶

9.1.1熱電偶的工作原理

9.1.2常用熱電偶

9.2熱電阻

9.2.1熱電阻的工作原理

9.2.2常用熱電阻

9.2.3熱電阻的結構和測量電路

9.3熱敏電阻

9.3.1熱敏電阻的工作原理

9.3.2熱敏電阻的伏安特性

9.3.3熱敏電阻的主要參數

9.3.4熱敏電阻的結構

9.3.5熱敏電阻的測量電路及套用

9.4熱釋電型溫度感測器

9.5集成溫度感測器

思考題

第10章光電式感測器

10.1光電式感測器的工作原理及基本組成

10.2光電式感測器中的敏感元件

10.2.1外光電效應型光電元件

10.2.2內光電效應型光電器件

10.3光電式感測器的類型及設計

10.3.1光電式感測器的類型

10.3.2光電式感測器的計算

10.4光電式感測器的套用

思考題

第11章固態圖像感測器

11.1電荷耦合圖像感測器

11.1.1CCD的基本工作原理

11.1.2線陣與面陣CCD圖像感測器

11.1.3CCD圖像感測器的特性參數

11.2其他類型的圖像感測器

11.2.1電荷注入器件(CID)

11.2.2MOS型固體圖像感測器件

11.2.3電荷引發器件(CPD)

11.2.4疊層型固體感測器件

11.3固態圖像感測器的套用

思考題

第12章磁感測器

12.1霍爾感測器

12.1.1霍爾感測器的原理

12.1.2霍爾元件的特性

12.1.3測量電路

12.1.4集成霍爾感測器

12.1.5霍爾式感測器的套用

12.2磁敏二極體和磁敏三極體

12.2.1磁敏二極體和磁敏三極體的結構原理

12.2.2磁敏二極體和磁敏三極體的性能指標

12.2.3典型補償電路

12.2.4磁敏二極體和磁敏三極體的套用

12.3磁通門磁力計

12.3.1磁通門磁力計結構與工作原理

12.3.2典型測量電路

12.3.3磁通門套用

12.4磁敏電阻感測器

12.4.1磁阻效應原理

12.4.2磁阻元件的主要特性

12.4.3典型電路

12.4.4套用

12.5其他類型的磁感測器

12.5.1韋根德磁敏器件

12.5.2Z元件

思考題

第13章射線及微波檢測感測器

13.1核輻射感測器

13.1.1核輻射檢測的物理基礎

13.1.2核輻射感測器

13.1.3核輻射檢測技術的套用

13.2超聲檢測

13.2.1超聲檢測原理

13.2.2壓電式超音波換能器

13.2.3超音波在檢測技術中的套用

13.3紅外輻射感測器

13.3.1紅外輻射的基本定律

13.3.2紅外感測器的分類

13.3.3紅外輻射檢測技術的套用

13.4微波感測器

13.4.1微波的基礎知識

13.4.2微波感測器

13.4.3微波檢測技術的套用

思考題

第14章光導纖維感測器

14.1光纖的特性

14.1.1光纖的結構和主要參數

14.1.2光在普通光纖內的傳輸

14.2光纖感測器分類

14.2.1強度調製光纖感測器

14.2.2相位調製光纖感測器

14.2.3偏振態調製光纖感測器

14.2.4分散式光纖感測器

14.3光纖感測器的套用

14.3.1光纖溫度感測器

14.3.2光纖壓力與振動感測器

14.3.3光纖分光與光譜感測器

14.3.4反射式光纖位移感測器

14.3.5光纖圖像感測器

思考題

第15章化學感測器

15.1濕敏感測器

15.1.1濕度概念

15.1.2陶瓷濕度感測器

15.1.3MgCr2O4系濕敏感測器

15.1.4ZnO－Cr2O3系濕度感測器

15.1.5M系列氧化鋁濕度感測器

15.2氣敏感測器

15.2.1概述

15.2.2固態電解質氣敏感測器

15.2.3電位式氣敏感測器

15.2.4氧化物半導體氣敏感測器

第16章MEMS感測器

16.1概述

16.2MEMS感測器的特點及分類

16.3MEMS加速度計

16.3.1電容式加速度微感測器

16.3.2壓阻式加速度微感測器

16.3.3扭擺式加速度微感測器

16.3.4力平衡式加速度微感測器

16.3.5隧道效應加速度微感測器

16.4角速度微感測器

16.4.1石英音叉振動MEMS陀螺儀

16.4.2雙框架角振動微機械陀螺儀

16.4.3振動輪式微陀螺

16.4.4振動棒式微陀螺儀

16.5MEMS感測器的套用

16.5.1在汽車工業中的套用

16.5.2在航空航天工業中的套用

16.5.3在生物醫學方面的套用

思考題

第17章射頻識別(RFID)技術

17.1自動識別技術

17.1.1條碼識別技術

17.1.2磁卡識別技術

17.1.3IC卡識別技術

17.1.4生物識別技術

17.1.5射頻識別技術

17.2RFID相關的基礎理論

17.2.1RFID相關的電磁場基本理論

17.2.2能量耦合和數據傳輸

17.2.3數字調製與編碼原理

17.3RFID系統的分類與特點

17.3.1RFID系統的分類

17.3.2RFID系統的特點

17.4RFID系統的組成和工作原理

17.4.1RFID系統組成

17.4.2RFID系統工作原理

17.5RFID的關鍵技術

17.5.1RFID軟體中間件技術

17.5.2安全與隱私保護技術

17.5.3RFID防碰撞技術

17.6RFID技術的套用

17.6.1高速公路不停車收費(ETC)系統

17.6.2RFID醫院信息系統

第3部分測量信號的調理、記錄、顯示及虛擬儀器開發

第18章測量信號的調理

18.1概述

18.2調製與解調

18.2.1幅值調製

18.2.2幅值調製的解調

18.3濾波

18.3.1濾波器的一般特性

18.3.2典型的濾波器電路

18.4模/數轉換技術

18.4.1逐次逼近式模/數轉換原理

18.4.2增量調整型模/數轉換原理

18.5電壓/電流/頻率轉換技術

18.5.1電壓/頻率轉換技術

18.5.2電壓/電流轉換技術

18.6電壓和電流放大變換技術

18.6.1同相放大器

18.6.2反相放大器

18.6.3差動放大器

18.6.4儀用放大器

18.7信號調理中的抗干擾

18.7.1干擾類型

18.7.2接地問題

18.7.3隔離放大器

第19章測量信號的採集與顯示

19.1數據採集技術

19.1.1數據採集系統的主要功能

19.1.2數據採集系統的結構及原理

19.2數據的顯示

19.2.1LED數碼管

19.2.2LCD顯示器

第20章虛擬儀器

20.1虛擬儀器概述

20.2虛擬儀器的特點

20.3虛擬儀器的體系結構

20.3.1虛擬儀器的硬體系統

20.3.2虛擬儀器的軟體系統

20.4LabVIEW軟體概述

20.5虛擬儀器套用實例

20.5.1虛擬數字示波器的前面板

20.5.2虛擬數字示波器的設計方案

20.5.3設備選擇

20.5.4游標功能

20.5.5測量功能

20.5.6採集功能

20.5.7濾波功能

20.5.8幫助和列印

20.5.9幅度和時基

20.5.10檔案保存與回放

20.5.11數學功能

20.5.12李薩如圖功能

20.5.13退出程式功能

20.5.14前面板的裝飾和程式框圖的完善

參考文獻