感測器技術與套用（第3版）

內容簡介

本書主要講述感測器工作原理、結構、性能和套用。書中介紹了感測器的分類和特性指標，遷院協介紹了溫度、力、光、圖像、磁、位移、濕度、氣體等基本感測器，介紹了生物、微波、超音波、機器人、指紋和微機電系統等新型感測器，還介紹了智慧型感測器采凳烏和感測器網路，同時介紹了它們在工農業生產、科學研究、醫療衛生、家用電器等方面的套用實例。本書共11章，每章均附滲危婚汗有實訓課題和習題。本書可供大學專科和高職套用電子技術、自動控制、儀器儀表、測量、機電技術、計算機套用等專業作為教學用書，也可作為有關工程技術人員的技術參考和自學用書。

圖書目錄

出版說明

前言

第1章感測器概述1

1.1自動測控系統與感測器1

1.1.1自動測控系統1

1.1.2感測器2

1.2感測器的分類3

1.2.1按被測物理量分類3

1.2.2按感測器工作原理分類3

1.3感測器性能指標5

1.3.1靜態特性5

1.3.2動態特性7

1.3.3性能指標8

1.4實訓9

1.4.1電子秤靜態特性測試9

1.4.2紅外線感測器來人自動閃燈電路裝配與調試9

1.5習題10

第2章溫度感測器11

2.1溫度測量概述11

2.2熱電偶感測器11

2.2.1熱電偶測溫原理12

2.2.2熱電偶的結構形式和標準化熱電偶14

2.2.3熱電偶測溫及參考端溫度補償17

2.3金屬熱電阻感測店淚照坑器18

2.3.1熱電阻的溫度特性19

2.3.2熱電阻感測器的結構19

2.4熱敏電阻20

2.4.1熱敏電阻的(Rt—t)特性20

2.4.2負溫度係數熱敏電阻的性能20

2.4.3負溫度係數熱敏電阻的溫度方程21

2.4.4負溫度係數熱敏電阻的主要特性22

2.5集成溫度感測器23

2.5.1集成溫度感測器的基本工作原理23

2.5.2電壓輸出型集成溫度感測器24

2.5.3電流輸出型集成溫度感測器24

2.6溫度感測器套用實例24

2.6.1雙金屬溫度感測器溫度計24

2.6.2熱電偶用於電加熱爐溫度控制25

2.6.3熱敏電阻溫度感測器的套用26

2.6.4電晶體溫度感測器的套用27

2.6.5集成溫度感測器的套用28

2.6.6家用空調專用溫度感測器29

2.6.7電冰櫃、電冰櫃專用溫度感測器30

2.6.8熱水器專用溫度感測器31

2.6.9汽車發烏臭動機控制系統專用溫度感測器32

2.7實訓32

2.7.1熟悉集成溫度感測器的性能指她雅兆標32

2.7.2電冰櫃溫度超標指示電路的裝配與調試33

2.8習題33

第3章力感測器35

3.1彈性敏感元器件35

3.1.1彈性敏感元器件的特性35

3.1.2彈性敏感元器件的分類36

3.2電阻應變片感測器38

3.2.1電阻應變片的工作原理39

3.2.2電阻應變片的分類39

3.2.3電阻應變片的測量電路41

3.3壓電感測器42

3.3.1石英晶體的壓電效應42

3.3.2壓電陶瓷的壓電效應43

3.3.3壓電元器件的並聯和串聯44

3.3.4壓電測力感測器結構45

3.3.5單片集成矽壓力感測器45

3.4電容式感測器46

3.4.1變極距式電容感測器46

3.4.2變面積式電容感測器48

3.4.3變介電常數式電容感測器49

3.5電感式感測器50

3.5.1自感式感測器50

3.5.2互感式感測器52

3.6加速度感測器53

3.6.1加速度感測器的組成53

3.6.2 ADXL320雙軸加速度感測器54

3.6.3物體移動或傾倒報警電路55

3.6.4 MMA1220D單軸加速度感測器55

3.6.5手機跌落關機保護56

3.7力感測器套用實例57

3.7.1煤氣灶電子點火器57

3.7.2壓電式玻璃破碎報警器57

3.7.3帶溫度補償的壓力電子開關58

3.7.4電阻應變片稱重感測器58

3.7.5指套式電子血壓計58

3.7.6CLYZ章樂樂320型力敏感測器59

3.7.7手機和平板電腦的橫豎顯示轉換60

3.8實訓61

3.8.1電阻應變片力感測器的裝配與調試61

3.8.2LED條圖顯示壓力計電路的裝配與調試61

3.9習題63

第4章光電式感測器65

4.1光電效應65

4.1.1外光電效應65

4.1.2內光電效應65

4.1.3光生伏打效應66

4.2光電器件66

4.2.1光電管和光電倍增管66

4.2.2光敏電阻67

4.2.3光敏二極體和光敏電晶體68

4.2.4光電池69

4.2.5光電元器件的特性69

4.2.6光耦合器件73

4.3紅外線感測器75

4.3.1概述75

4.3.2熱釋電型紅外感測器76

4.4色彩感測器78

4.5CZGGD500系列紫外火焰感測器80

4.6光纖感測器81

4.6.1光纖感測元器件81

4.6.2常用光纖感測器82

4.7光感測器套用實例84

4.7.1自動照明燈84

4.7.2物體長度及運動速度的檢測84

4.7.3紅外線自動水龍頭85

4.7.4手指光反射測量心率方法85

4.7.5條形碼掃描筆86

4.7.6插卡式電源開關87

4.8實訓88

4.8.1熟悉常用光敏元器件的性能指標88

4.8.2測光文具盒電路的裝配與測試88

4.9習題89

第5章圖像感測器91

5.1CCD圖像感測器91

5.1.1CCD91

5.1.2CCD圖像感測器93

5.1.3CCD圖像感測器的套用94

5.2CMOS圖像感測器95

5.2.1CMOS型光電轉換器件95

5.2.2CMOS圖像感測器的結構及原理96

5.2.3CMOS圖像感測器的套用97

5.3CCD和CMOS圖像感測器套用實例97

5.3.1月票自動發售機97

5.3.2數字攝像機98

5.3.3數位相機98

5.3.4平板電腦和手機攝像頭99

5.3.5外置式計算機攝像頭100

5.3.6光纖內窺鏡101

5.4實訓101

5.4.1工作現場圖像傳輸網路的安裝與調試101

5.4.2汽車倒車提醒和後視電路的裝配與調試102

5.5習題103

第6章霍爾感測器及其他磁感測器104

6.1霍爾感測器工作原理104

6.1.1霍爾效應104

6.1.2霍爾元器件的主要技術參數106

6.2霍爾感測器107

6.2.1霍爾開關集成感測器107

6.2.2霍爾線性集成感測器108

6.3其他磁感測器108

6.3.1磁阻元器件108

6.3.2磁敏二極體109

6.3.3磁敏電晶體110

6.4霍爾感測器及其他磁感測器套用實例111

6.4.1霍爾汽車無觸點點火器111

6.4.2霍爾無刷直流電動機112

6.4.3磁卡及磁卡閱讀器112

6.5實訓113

6.5.1乾簧管開門播放音樂電路的裝配與調試113

6.5.2磁感應強度測量儀電路的裝配與調試114

6.6習題114

第7章位移感測器116

7.1機械位移感測器116

7.1.1電位器式機械位移感測器116

7.1.2電容式機械位移感測器117

7.1.3螺線管電感式機械位移感測器118

7.1.4差動變壓器式機械位移感測器118

7.2光柵位移感測器119

7.2.1莫爾條紋119

7.2.2光柵位移感測器的結構及工作原理120

7.2.3光柵位移感測器的套用120

7.3磁柵位移感測器120

7.4熱釋電式接近感測器122

7.5磁電式轉速感測器123

7.6都卜勒感測器123

7.6.1都卜勒效應123

7.6.2都卜勒雷達測速124

7.7導電式液位感測器124

7.8流量及流速感測器126

7.8.1電磁式流量感測器126

7.8.2電磁式流速感測器127

7.8.3渦輪式流速感測器127

7.9實訓128

7.9.1燈光照射測轉盤轉速128

7.9.2太陽能熱水器水位報警器的裝配與調試128

7.10習題129

第8章氣體和濕度感測器130

8.1氣體感測器130

8.1.1半導體氣體感測器131

8.1.2固體電解質式氣體感測器132

8.1.3接觸燃燒式氣體感測器132

8.1.4電化學式氣體感測器133

8.1.5集成型氣體感測器134

8.1.6煙霧感測器134

8.2濕度感測器135

8.2.1概述135

8.2.2陶瓷濕度感測器137

8.2.3有機高分子濕度感測器138

8.2.4半導體濕度感測器139

8.2.5含水量檢測139

8.3氣體和濕度感測器的套用140

8.3.1煤氣濃度檢測電路140

8.3.2自動空氣淨化換氣扇140

8.3.3自動去濕裝置141

8.3.4空氣濕度檢測電路141

8.4實訓141

8.4.1結露報警電路的裝配與調試141

8.4.2酒精測試儀電路的裝配與調試142

8.5習題143

第9章幾種新型感測器144

9.1生物感測器144

9.1.1概述144

9.1.2生物感測器的工作原理及結構145

9.1.3生物晶片148

9.2微波感測器150

9.2.1概述150

9.2.2微波感測器及其分類151

9.2.3微波溫度感測器151

9.2.4非接觸式公交IC卡和讀寫器152

9.3超音波感測器153

9.3.1超音波感測器的物理基礎153

9.3.2超音波換能器及耦合技術155

9.3.3超音波感測器的套用156

9.4機器人感測器159

9.4.1機器人與感測器159

9.4.2機器人感測器的分類159

9.4.3觸覺感測器160

9.4.4接近覺感測器162

9.4.5視覺感測器163

9.4.6聽覺、嗅覺、味覺及其他感測器165

9.5指紋感測器168

9.5.1指紋識別技術168

9.5.2指紋感測器168

9.6觸控螢幕170

9.6.1觸控螢幕技術170

9.6.2多點觸控滑屏的套用172

9.7微機電系統173

9.7.1微機電系統的特點173

9.7.2聲表面波叉指換能器174

9.7.3叉指換能器振盪器式微感測器174

9.8實訓175

9.8.1參觀、使用和體會新型感測器的功能175

9.8.2敲擊報警器電路的裝配與調試175

9.9習題176

第10章智慧型感測器177

10.1智慧型感測器概述177

10.1.1智慧型感測器的功能177

10.1.2智慧型感測器的層次結構178

10.1.3智慧型感測器的實現179

10.2計算型智慧型感測器180

10.2.1計算型智慧型感測器的構成方式180

10.2.2計算型智慧型感測器的基本結構180

10.3特殊材料型智慧型感測器182

10.4幾何結構型智慧型感測器183

10.5多感測器融合系統183

10.5.1多感測器融合184

10.5.2數據融合184

10.5.3多感測器融合系統的套用184

10.6模糊感測器185

10.6.1模糊語言和模糊感測器結構185

10.6.2模糊感測器的套用186

10.7智慧型感測器實例186

10.7.1DSIJ－3000智慧型壓力感測器186

10.7.2氣象參數測試儀187

10.7.3汽車制動性能檢測儀188

10.7.4輪速智慧型感測器189

10.7.5車載信息系統190

10.7.6虛擬儀器191

10.8實訓191

10.8.1模糊洗衣機體驗191

10.8.2智慧型壓阻壓力感測器體驗192

10.9習題192

第11章感測器網路194

11.1感測器網路概述194

11.1.1感測器網路的作用194

11.1.2感測器網路的結構195

11.2感測器網路信息交換體系196

11.3OSI開放系統互連參考模型197

11.3.1OSI參考模型的層次結構197

11.3.2OSI參考模型各層規範的功能198

11.4感測器網路通信協定199

11.4.1汽車協定及其套用200

11.4.2工業網路協定202

11.4.3辦公室與樓宇自動化網路協定203

11.4.4家庭自動化網路協定203

11.5無線感測器網路205

11.5.1無線感測器網路的結構205

11.5.2無線感測器網路的套用206

11.6實訓207

11.6.1感測器信號無線通信網路的方案設計207

11.6.2調頻無線傳聲器電路的裝配與調試208

11.7習題209

參考文獻210

感測器技術與套用（第3版）

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