第1章从控制系统谈起1

1.1测量、检测与控制系统1

1.1.1测量与检测1

1.1.2传感器的定义2

1.1.3传感器的组成2

1.1.4有源和无源传感器3

1.2传感器在检测系统中的作用与地位3

1.2.1传感器的作用3

1.2.2传感器的地位7

1.3传感器的分类及技术特点与学习策略8

1.3.1传感器的分类8

1.3.2传感器的技术特点与学习策略10

1.4传感器发展方向预测11

习题与思考题12

第2章测量误差及处理方法13

2.1检测系统误差分析方法13

2.1.1误差的基本概念13

2.1.2误差的表示方法15

2.1.3测量仪器的准确度等级16

2.2误差的分类和处理19

2.2.1误差的分类19

2.2.2误差的处理21

习题与思考题31

第3章传感器的特性与性能指标32

3.1传感器的静态特性与性能指标32

3.1.1概述323.1.2传感器的静态特性的数学模型33

3.1.3传感器的静态特性的性能指标33

3.2传感器的动态特性与性能指标43

3.2.1传递函数43

3.2.2一阶和二阶的系统动态响应特性及指标45

3.2.3系统的串联与并联、传递函数的分解56

3.3传感器的其他特性58

习题与思考题61

◆传感器与电测技术第4章传感器的材料及加工工艺63

4.1制造传感器使用的材料63

4.1.1金属材料63

4.1.2半导体材料63

4.1.3陶瓷敏感材料64

4.1.4石英敏感材料66

4.1.5金属氧化物及合金材料66

4.1.6高分子敏感材料67

4.1.7其他敏感材料68

4.2传感器制造技术与工艺69

4.3传感器命名法及代码74

4.3.1传感器命名法74

4.3.2传感器代码标记方法76

习题与思考题80

第5章电阻式传感器81

5.1应变计81

5.1.1应变与应力81

5.1.2应变计工作原理83

5.1.3应变计分类85

5.1.4应变计应用举例87

5.1.5电阻式传感器输出信号调理电路之直流电桥89

5.2热敏电阻器102

5.2.1温标102

5.2.2热敏电阻概述105

5.2.3热敏电阻R/T关系的线性化114

5.2.4热敏电阻的应用116

5.3热电阻119

习题与思考题130

第6章半导体电阻式传感器132

6.1气敏传感器132

6.1.1概述132

6.1.2电阻式半导体气敏传感器的应用134

6.2电阻型半导体湿敏传感器139

6.2.1湿度的定义139

6.2.2相对湿度传感器的主要参数139

6.2.3湿度计与湿度传感器器件140

6.3光敏电阻146

习题与思考题152

第7章变电抗式传感器153

7.1自感式传感器153

7.1.1工作原理153

7.1.2输出特性154

7.1.3测量电路156

7.1.4自感式传感器的特点159

7.2变压器式传感器160

7.2.1工作原理与结构160

7.2.2输出特性161

7.2.3LVDT的测量电路162

7.3电容式传感器168

7.3.1可变电容器的启示168

7.3.2电容式传感器的结构与输出特性170

7.3.3电容式传感器的等效电路174

7.3.4电容式传感器的测量电路175

7.3.5电容式传感器应用实例181

习题与思考题184

第8章有源传感器186

8.1热电偶186

8.1.1热电效应186

8.1.2常用热电偶189

8.1.3热电势信号的传输195

8.1.4热电势信号的放大与调理199

8.2压电式传感器204

8.2.1压电效应及压电材料204

8.2.2压电方程207

8.2.3压电式传感器测量电路210

8.2.4压电式传感器的应用213

8.3光电式传感器218

8.3.1光敏二极管218

8.3.2热释电传感器223

习题与思考题229

第9章磁电式传感器230

9.1霍尔式传感器230

9.1.1霍尔效应230

9.1.2霍尔元件结构性能参数232

9.1.3霍尔元件信号调理234

9.1.4霍尔式传感器的应用238

9.2电流、电压互感器240

9.2.1电流互感器240

9.2.2电压互感器242

9.2.3利用霍尔元件测量功率243

习题与思考题248

第10章数字与集成传感器249

10.1光栅传感器249

10.1.1光栅的结构及工作原理249

10.1.2光栅传感器的组成251

10.2编码器254

10.3集成传感器256

10.3.1模拟集成传感器256

10.3.2数字集成传感器259

习题与思考题270

第11章交通传感器271

11.1环形线圈车辆检测器271

11.1.1电涡流式传感器271

11.1.2环形线圈车辆检测器278

11.2地磁车辆检测器281

11.2.1磁敏电阻281

11.2.2地磁车辆检测器原理及应用283

11.3超声波车辆检测器286

11.3.1超声波及其物理性质286

11.3.2超声波传感器288

11.3.3超声波传感器的应用291

11.3.4超声波测速及其应用293

11.3.5超声波车辆检测器298

11.4微波车辆检测器299

11.4.1概述299

11.4.2微波车辆检测器299

11.4.3雷达测速仪300

11.5视频交通检测系统301

11.5.1图像传感器302

11.5.2视频交通检测系统306

11.6压电带式交通传感器309

11.6.1压电薄膜交通传感器309

11.6.2压电薄膜交通传感器的铺设方法311

11.6.3车辆轮轴距的检测方案312

11.6.4动态称重系统设计314

习题与思考题322

第12章课内实验323

实验1压力传感器静态特性测试与数据处理323

实验2K型、J型热电偶测温实验324

实验3环形线圈车辆检测器模拟应用326

实验4仪表放大器的制作与性能测试329

实验5数字集成温度传感器测温331

实验6热敏电阻线性化前后线性度对比332

实验7压电式加速度传感器信号的采集与处理333

实验8压电薄膜交通传感器车辆重量信息采集334

附录A标准正态分布表337

附录Bt分布表339

附录C传感器产品与标记代码对照表341

附录DPt100铂电阻R/t分度表346

附录EPt1000铂电阻R/t分度表348

参考文献3542100433B

本书全面系统地介绍传感器与电测技术。全书共12章。第1～2章从自动控制系统的需求分析入手，引出传感器的定义及作用。再从测量延伸到有效的测量结果全过程中所遇到的问题，提出误差的概念、减小误差的方法及误差的处理等数学问题。第3章、第4章讨论传感器的特性、性能指标及制造传感器的材料、工艺，并简要介绍传感器命名及分类的国家标准。第1～4章属于基础篇。第5～11章占本书的主要篇幅,主要介绍各类传感器的原理、结构、测量电路、性能分析和应用实例。第12章为与本课程配套的课内实验指导。

本书可作为高等院校电子信息工程、自动化、机电工程、道路交通控制等各专业传感器与电测技术等课程的教材或参考书，也可作为传感器应用领域的工程技术人员的参考书。

为了测量mA级的小电流，根据Φ1=I1N1，增加N1的匝数，同样可以获得高磁通Φ1。采用这种方法制成的小电流传感器不但可以测mA级电流，而且可以测电压。

与电流传感器所不同的是在测量电压时，电压传感器的原边多匝绕组通过串联一个限流电阻R1，然后并联连接在被测电压U1上，得到与被测电压U1成比例的电流I1。副边原理同电流传感器一样。当补偿电流I2流过测量电阻RM时，在RM两端转换成电压作为传感器的测量电压U0，即 U0=I2RM