上册

第1篇　传感器应用设计技巧与实例

第1章　红外传感器应用设计技巧与实例

1.1 红外传感器外形特性及使用技巧

1.1.1 高精度测量用红外光敏二极管

1.1.2 廉价易用的热释电型红外传感器

1.1.3 采用热释电型红外传感器的人体检测微型组件

1.1.4 使用热电偶的热电堆

1.1.5 热释电型红外传感器的电压灵敏度

1.1.6 决定传感器用途的窗口材料

1.1.7 用场效应管实现热释电型红外传感器的输出缓冲

1.1.8 将检测距离大幅度增加的透镜和反射镜

1.1.9 可减少误动作的双器件型传感器

1.1.10 R型I-V变换器提高信噪比会使频率特性变差

1.1.11 兼顾信噪比与高速化用互阻抗电路

1.1.12 互阻抗电路的专用集成电路

1.1.13 互阻抗电路噪声的计算方法

1.1.14 RC并联电路的噪声计算方法

1.2 红外传感器典型应用设计实例

1.2.1 红外测温

1.2.2 红外成像

1.2.3 红外无损探测

1.2.4 红外气体分析

1.2.5 红外雷达

1.2.6 红外侦察

1.2.7 红外报警

第2章　图像传感器应用设计技巧与实例

2.1 图像传感器实物外形特征

2.2 图像传感器典型应用设计实例

2.2.1 CCD特异细胞自动显微系统

2.2.2 尺寸测量

2.2.3 工件探伤

2.2.4 图像传真

2.2.5 文字识别

2.2.6 自动方向识别

2.2.7 集成电路IC硅片形状自动检测

2.2.8 月票自动发售

第3章　热电式温度传感器应用设计技巧与实例

3.1 热敏电阻温度传感器外形特性及使用技巧

3.1.1 热敏电阻器温度-电阻特性

3.1.2 通用型热敏电阻器

3.1.3 快速响应型热敏电阻器

3.1.4 高温型热敏电阻器

3.1.5 高精度热敏电阻器

3.1.6 线性化热敏电阻器

3.1.7 片式热敏电阻器

3.1.8 自加热型热敏电阻器

3.1.9 热敏电阻器的复杂电阻值表达式

3.1.10 标称电阻值R。与室温电阻值

3.1.11 热敏电阻器的灵敏度B值

3.1.12 热敏电阻器温度系数n值的计算

3.1.13 B值的大小随温度变化

3.1.14 容易忽略的自身加热与热耗散系数

3.1.15 热响应时间r在使用时不可超过最大容许功率

3.1.16 使用B值分散度小的热敏电阻器可以简化电路的设计

3.1.17 非常简单的热敏电阻器线性化电路

3.1.18 使用温度范围越窄线性化误差就越小

3.1.19 使用2只以上热敏电阻器的高精度线性化电路

3.1.20 使用热敏电阻器的温度报警电路

3.2 铂电阻温度传感器外形特性及使用技巧

3.2.1 云母型铂电阻

3.2.2 陶瓷封装型铂电阻

3.2.3 能防水的玻璃封装型铂电阻

3.2.4 适于工业化生产的薄膜型铂电阻

3.2.5 工业用铂电阻

3.2.6 自加热型铂电阻

3.2.7 铂电阻的温度系数为3850ppm/℃

3.2.8 恒电流驱动与恒电压驱动时的非线性误差

3.2.9 减轻布线电阻影响的三线连接方式

3.2.10 恒电流驱动的铂电阻放大器制作方法

3.2.11 恒电压驱动的铂电阻放大器制作方法

3.3 热电偶温度传感器外形特性及使用技巧

3.3.1 最常见的铠装热电偶

3.3.2 测量温度低但易于操作的被覆型热电偶

3.3.3 热响应速度非常快的极细热电偶

3.3.4 适于测量表面温度的热电偶

3.3.5 热电偶具有极性

3.3.6 热电偶的接点有测温接点与基准接点（需要进行冷端补偿）

3.3.7 热电偶的线性化方法

3.3.8 当需要较长的热电偶丝时采用补偿线

3.3.9 热电偶放大器的制作方法

3.3.10 用热电偶专用集成电路作为放大器的方法

3.4 热电式温度传感器应用举例

3.4.1 温敏二极管的温度调节器

3.4.2 温敏晶体管的温差检测电路

3.4.3 集成温度传感器的典型应用

3.4.4 热电偶式多功能高精度钢水测温仪

3.4.5 温敏三极管测温的基本电路

3.4.6 温敏晶闸管（可控硅）及火灾报警器

3.4.7 全辐射高温计

3.4.8 光学高温计

3.4.9 光电高温计

3.4.10 比色温度计

3.4.11 热敏电容的温度特性及应用

3.4.12 石英温度计

3.4.13 表面渡温度传感器的温度特性及应用

3.4.14 超声波温度传感器及应用

3.4.15 谐振式温度计

3.4.16 音叉式水晶温度传感器及应用

3.4.17 光纤温度传感器及应用

3.4.18 温度检测及指示

3.4.19 温度补偿电路

3.4.20 过热保护

3.4.21 自动延时电路

3.4.22 控温电路

3.4.23 降温报警器

3.4.24 温度控制器

3.4.25 摄氏温度计

3.4.26 温差测量

第4章　磁敏传感器应用设计技巧与实例

4.1 磁敏传感器外形特性及使用技巧

4.1.1 霍尔器件能线性输出电压

4.1.2 使用简单方便的霍尔集成电路

4.1.3 灵敏度非常高的半导体磁敏电阻

4.1.4 适于数字化应用的强磁性材料的磁敏电阻器

4.1.5 可检测地磁场的磁通量闸门型（磁场调制型）磁敏传感器

4.1.6 观察充磁状态的充磁薄膜

4.1.7 霍尔器件的驱动方式

4.1.8 霍尔器件的温度补偿电路

4.1.9 霍尔器件的同相电压消除电路

4.1.10 运算放大器的漂移电压消除电路

4.1.11 多个霍尔器件连接在一起时的霍尔电压加法电路

4.1.12 GaAs霍尔器件在单相功率计方面的应用

4.1.13 GaAs霍尔器件在三相功率计方面的应用

4.2 磁敏式传感器典型应用设计实例

4.2.1 位移传感器

4.2.2 汽车霍尔点火器

4.2.3 无损探伤

4.2.4 锑化铟（lnSb）磁阻传感器在磁性油墨鉴伪点钞机中的应用

4.2.5 转速检测

4.2.6 功率测量

4.2.7 霍尔开关带载电路

4.2.8 霍尔计数装置

4.2.9 霍尔线性集成传感器测磁感应强度

4.2.10 磁敏电阻非接触测量交流电流和转速

4.2.11 磁敏二极管作磁场测量、无触点开关、无触点电位器

4.2.12 磁敏三极管电位器

4.2.13 磁栅传感器及应用于高精度测长

第5章　应变传感器应用设计技巧与实例

5.1 应变传感器外形特性及使用技巧

5.1.1 各种形状的通用型应变计

5.1.2 可以测量卡车等车辆重量的荷重传感器（载荷测力计）

5.1.3 由可以大面积使用的压敏导电橡胶构成的力敏开关

5.1.4 市场上出售的应变计配件

5.1.5 应变计的结构

5.1.6 应变计通常组成桥式结构

5.2 应变传感器典型应用设计实例

5.2.1 电阻应变仪

5.2.2 电阻应变片在轧制力检测中的应用

5.2.3 应变传感器在衡器中的应用

5.2.4 应变传感器对加速度的测量

5.2.5 电子皮带秤

5.2.6 罐内液重测量

第6章　气体传感器应用设计技巧与实例

第7章　湿度传感器应用设计技巧与实例

第8章　光敏传感器应用设计技巧与实例

第9章　光纤传感器应用设计技巧与实例

第10章　旋转位置（角度）传感器应用设计技巧与实例

第11章　超声波传感器应用设计技巧与实例

第12章　电流、压力传感器应用设计技巧与实例

第13章　振动、速度传感器应用设计技巧与实例

第14章　电容、电感传感器应用设计技巧与实例

第15章　压电、核辐射、激光式传感器应用设计技巧与实例

第16章　超导传感器应用设计技巧与实例

第17章　生物分子传感器应用设计技巧与实例

第18章　智能传感器应用设计技巧与实例

第2篇　传感器典型应用

第19章　传感器在机器人中的应用

第20章　传感器在飞行器中的应用

第21章　传感器在遥感技术中的应用

第22章　传感器在汽车工业中的应用

第23章　传感器在安全系统中的应用

第24章　传感器在过程工业控制中的应用

第26章　传感器在环境污染和公害检测中的应用

第25章　传感器在信息系统中的应用

第27章　传感器在医学领域中的应用

第28章　传感器在节能系统中的应用

参考文献

第1篇 传感器应用

设计技巧与实例

外形特征

技术关键

设计技巧

方法密诀

本篇介绍红外、图像、热电、磁敏、应变、气敏、湿敏、光敏、光纤、电流、超声波、位置、振动、加速度、压力、风速、电容、电感、超导、核辐射、激光、微波、生物传感器等典型应用设计实例，供读者借鉴、参考。

第1章

红外传感器应用设计技巧与实例

人肉眼看得见的光线叫做可见光。可见光是波长为380-750 nm的光线。可见光的波长从短到长依次排序是紫光→蓝光→绿光→黄光→橙光→红光。波长比红光更长的光，叫做红外线，或者红外光、红外。红外线是无法用眼睛看得见的光线。

物体辐射出的红外线如图1.1所示，其波长随着温度的不同而不同，温度越高，辐射出的光的波长越短。根据这一点，可以使用红外传感器进行非接触式的温度测量。

红外传感器有以下两种类型：

①利用由入射光能量激励的电子，而产生的电导率变化或者电动势的量子型红外传感器，包括光敏二极管和光敏电阻器等。

②利用基于黑体辐射的红外能量的吸收，而产生的温度变化的加热型红外传感器，包括热释电型红外传感器和热电堆等。

其中，量子型红外传感器的灵敏度和响应速度都比较好；但是，它的灵敏度和响应速度都会受到光波波长的影响，而且有时候还需要对传感器进行冷却。加热型红外传感器与量子型红外传感器刚好相反，优点是不受波长的影响；缺点是灵敏度低，响应速度慢。

如此看来，目前还没有理想的红外传感器，因此在其各自具有优势的领域内，充分用其所长就显得十分重要。

《传感器应用设计300例(上册)》由北京航空航天大学出版社出版。

随着科学技术的不断发展，世界正面临一场规模宏大的新工业革命（又称信息革命）。特别是我国加入WTO（世界贸易组织）后，各行各业也正经历着深刻的变革，此种形势下人们对信息资源的需求就显得尤其迫切。而在信息技术领域被誉为“电子技术的五官”的传感器技术和被称为“电子技术的脑”的计算机技术，又是信息采集和处理两个关键环节的基本技术，所以显得尤其重要。

目前，电子技术、传感技术、计算机技术（包括单片机、计算机技术）已成为21世纪最常用、最基础、最实用的技术。而在我国信息技术领域中，传感器和单片计算机应用技术担任了重要角色。从某种意义上来说，这也是衡量一个国家科学技术进步的一个基准。放眼现阶段信息技术类工具书市场，能满足广大科技人员迫切需要的工程技术类书籍相当缺乏，并且很多已有书籍也很难谈得上系统、全面与实用兼具，而这恰恰是广大科研与工程技术人员最迫切需要的。

为此，我们特地组织了大量有丰富教学经验与科研经验的专家、教授，参照国内外1000余个研究成果、数千种传感器及应用技术，基于“能够解决科研难题和实际工程问题”的思想，耗时13年精心编写了该套《实用工程技术丛书》，希望能够为广大信息技术类从业人员提供一套全面、实用、权威的专业丛书。

目前该丛书包括：《传感器技术大全》、《传感器应用电路200例》、《单片机应用设计200例》、《传感器应用设计300例》。