传感器原理及应用技术（第二版）（刘笃仁） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书是在版的基础上精心修订而成的。

全书共12章，较详细地介绍了各类常用传感器的基本概念、基本原理和基本特性，分析了传感器的测量电路、外围电路及应用电路，讨论了传感器应用的共性技术与传感器的选择和使用。

本书取材新颖，内容全面、系统，由浅入深，循序渐进，将传感器原理与应用技术紧密结合。

本书既可作为高等院校电子类各专业的教学用书，也可作为有关工程技术人员的参考与自学用书。

绪论

第1章 传感器的特性

1.1 传感器的组成与分类

1.1.1 传感器的组成

1.1.2 传感器的分类

1.2 传感器的基本特性

1.2.1 静态特性

1.2.2 动态特性

思考题与习题

第2章 热电传感器

2.1 热电势式测温传感器

2.1.1 工作原理

2.1.2 热电偶中引入第三导体

2.1.3 标准热电极

2.1.4 热电偶冷端温度误差及其补偿

2.1.5 常用热电偶的特性

2.1.6 热电偶的测量电路

2.2 热电阻式温度传感器

2.2.1 金属测温电阻器

2.2.2 半导体热敏电阻器

2.3 PN结型测温传感器

2.3.1 温敏二极管及其应用

2.3.2 温敏晶体管及其应用

2.4集成电路温度传感器

2.4.1 基本原理及PTAT核心电路

2.4.2 电压输出型

2.4.3 电流输出型

2.4.4 可编程集成数字温度传感器

2.5 热释电式传感器

2.5.1 热释电效应及其机理

2.5.2 热释电红外传感器

2.5.3 热释电探测模块

2.5.4 典型应用

2.6 热电传感器应用实例

思考题与习题

第3章 应变传感器

3.1 电阻应变式传感器

3.1.1 应变片的结构和类型

3.1.2 常用的应变片

3.2 薄膜应变电阻及传感器

3.2.1 薄膜分类

3.2.2 薄膜的工作原理

3.2.3 薄膜应变传感器的特点

3.3 电阻应变传感器使用中应注意的一些问题

思考题与习题

第4章 磁敏传感器

4.1 磁敏传感器的物理基础——霍尔、磁阻、形状效应

4.1.1 基础知识

4.1.2 霍尔效应

4.1.3 磁阻效应

4.1.4 形状效应

4.2 霍尔元件

4.2.1 霍尔元件的工作原理

4.2.2 霍尔元件的结构

4.2.3 基本电路

4.2.4 电磁特性

4.2.5 误差分析及误差补偿

4.3 磁阻元件

4.3.1 长方形磁阻元件

4.3.2 科尔宾元件

4.3.3 平面电极元件

4.3.4 InSb-NiSb共晶磁阻元件

4.3.5 曲折形磁阻元件

4.3.6 磁阻元件的温度补偿

4.4 磁敏二极管

4.4.1 磁敏二极管的结构

4.4.2 磁敏二极管的工作原理

4.4.3 磁敏二极管的特性

4.4.4 磁敏二极管的补偿技术

4.5 磁敏三极管

4.5.1 磁敏三极管的结构

4.5.2 磁敏三极管的工作原理

4.5.3 磁敏三极管的特性

4.5.4 温度补偿技术

4.6 磁敏传感器的应用

4.6.1 霍尔元件的应用

4.6.2 磁阻元件的应用

思考题与习题

第5章 压电传感器

5.1 压电效应

5.1.1 石英晶体的压电效应

5.1.2 压电常数

5.1.3 压电陶瓷的压电效应

5.2 压电材料

5.2.1 压电晶体

5.2.2 压电陶瓷

5.2.3 新型压电材料

5.3 等效电路与测量电路

5.3.1 等效电路

5.3.2 测量电路

5.4 压电传感器及其应用

5.4.1 压电传感器中压电片的连接

5.4.2 压电式力传感器

5.4.3 压电式压力传感器

5.4.4 压电式加速度传感器

5.4.5 应用实例

思考题与习题

第6章 光纤传感器

6.1 基础知识

6.1.1 光纤的结构

6.1.2 光纤的种类

6.1.3 光纤的传光原理

6.1.4 光纤的特性

6.1.5 光纤的耦合

6.2 光纤传感器的分类及构成

6.2.1 分类

6.2.2 构成部件

6.3 功能型光纤传感器举例

6.3.1 相位调制型光纤传感器

6.3.2 光强调制型光纤传感器

6.3.3 偏振态调制型光纤传感器

6.4 非功能型光纤传感器举例

6.4.1 传输光强调制型光纤传感器

6.4.2 反射光强调制型光纤传感器

6.4.3 频率调制型光纤传感器

6.4.4 光纤液位传感器

思考题与习题

第7章 光栅传感器

7.1 光栅基础

7.1.1 光栅的分类及结构

7.1.2 莫尔条纹的原理-

7.1.3 莫尔条纹的特点

7.2 光栅传感器的工作原理

7.2.1 光电转换原理

7.2.2 莫尔条纹测量位移的原理

7.2.3 辨向原理

7.3 莫尔条纹细分技术

7.3.1 细分方法

7.3.2 光电元件直接细分

7.3.3 CCD直接细分

7.3.4 光栅传感器的误差

7.4 常用光学系统

7.4.1 透射直读式光路

7.4.2 反射直读式光路

7.4.3 反射积分式光路

思考题与习题

第8章 光电传感器

8.1 光电传感器的基本效应

8.1.1 半导体的粒子特性

8.1.2 光电效应

8.2 外光电效应光电元件

8.2.1 光电管

8.2.2 光电倍增管

8.3 光电导效应及光电元件

8.3.1 光敏电阻的结构及原理

8.3.2 光敏电阻的特性

8.4 光电伏特效应及光电元件

8.4.1 光电导结型光电元件

8.4.2 光电伏特型光电元件

8.5 CCD图像传感器

8.6 应用光路

8.6.1 反射式

8.6.2 透射式

8.6.3 线纹瞄准用光电传感器

8.6.4 脉冲式光电传感器

思考题与习题

第9章 气、湿敏传感器

9.1 气敏传感器

9.1.1 半导体气敏元件的分类及条件

9.1.2 表面控制型电阻式半导体气敏元件

9.1.3 基于MtMS的新型微结构气敏传感器

9.1.4 应用举例

9.2 湿敏传感器

9.2.1 湿度及其表示

9.2.2 对湿敏传感器的基本要求

9.2.3 电阻式湿敏传感器

9.2.4 陶瓷湿敏传感器

9.2.5 电容式湿敏传感器

9.2.6 电解质式湿敏传感器

9.2.7 应用范围及应用实例

思考题与习题

第10章 智能传感器

10.1 智能传感器及无线传感器网络

10.2 智能传感器的结构框图

10.2.1 μP主机模板

10.2.2 模拟量输入模板

10.2.3 IEEE-488标准总线模板

10.2.4 接口模板

10.3 信号处理与μP接口技术

10.3.1 传感器输出信号的类型

10.3.2 传感器输出的模拟信号的处理

10.4 智能传感器中的数据处理

10.4.1 查表与搜索

10.4.2 分段插值法

10.4.3 曲线拟合修正法

10.4.4 数字滤波

10.5 智能传感器的设计

10.5.1 智能压力传感器的设计思路

10.5.2 简单智能温度传感器设计实例

10.5.3 智能有害气体传感器设计

思考题与习题

第11章 传感器应用技术

11.1 信号变换

11.1.1 电流-电压（I-U）变换器

11.1.2 电压-电流（U-D变换器

11.1.3 交流电压-直流电压（μ-U）变换器和交流电流-直流电压（i-U）变换器

11.1.4 电阻-电压（R-U或Ω-U）变换器

11.1.5 电容-电压（C-U）变换器

11.1.6 电压-频率（U-f）变换器（简称VFC）和频率-电压（f-u）变换器（简称FVC）

11.1.7 电压-脉宽（U-H）变换器

11.2 驱动电路分析及外围电路器件选择

11.2.1 驱动电路分析

11.2.2 外围电路器件选择

思考题与习题

第12章 传感器的选择与使用

12.1 传感器的正确选择

12.2 传感器的合理使用

12.2.1 线性化及补偿

12.2.2 传感器的定标

12.2.3 电磁兼容问题

12.2.4 抗干扰技术

思考题与习题

附录 国际单位制（SI）的主要单位及其换算

参考文献

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第1章 传感器的特性

　 1.1　传感器的组成与分类

　　1.1.1　传感器的组成

传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量，并按一定规律将其转换成有用输出，特别是完成非电量到电量的转换。传感器的组成并无严格的规定。一般说来，可以把传感器看做由敏感元件（有时又称为预变换器）和变换元件（有时又称为变换器）两部分组成，见图1.1。

　1.敏感元件

　 在具体实现非电量到电量的变换时，并非所有的非电量都能利用现有的技术手段直接变换为电量，有些必须进行预变换，即先将待测的非电量变为易于转换成电量的另一种非电量。这种能完成预变换的器件称为敏感元件。

　2.变换器

　 能将感受到的非电量变换为电量的器件称为变换器，例如，可以将位移量直接变换为电容、电阻及电感的电容变换器、电阻变换器及电感变换器，能直接把温度变换为电势的热电偶变换器。显然，变换器是传感器不可缺少的重要组成部分。

在实际情况中，由于有一些敏感元件直接就可以输出变换后的电信号，而一些传感器又不包括敏感元件在内，因此常常无法将敏感元件与变换器加以严格区别。

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