第1章绪论1

1．1概述1

1．2传感器在科学技术领域中的重要性2

1．3传感器的分类2

1．4传感器的基本性能3

1．5传感器技术的发展趋势4

第2章电阻应变式传感器6

2．1电阻应变式传感器的工作原理6

2．1．1基本原理6

2．1．2金属材料与半导体材料的应变效应7

2．2电阻应变片的结构与分类9

2．3电阻应变片的特性10

2．3．1静态特性10

2．3．2动态特性12

2．4电阻应变片的变换电路14

2．4．1直流电桥的原理与平衡条件14

2．4．2电压灵敏度与对称电桥15

2．4．3电桥的分析16

2．4．4非线性误差及其补偿18

2．4．5交流电桥平衡的原理与条件19

2．4．5．1输出电压及平衡条件19

2．4．5．2交流电桥的输出特性及零位平衡20

2．5电阻应变式传感器22

251电阻应变式力传感器22

2．5．1．1柱式力传感器22

2．5．1．2梁式力传感器24

2．5．2电阻应变式压力传感器25

2．5．3电阻应变式加速度传感器29

2．6电阻应变式传感器的应用29

2．6．1平面膜片式压力传感器应用29

2．6．2电阻应变片在轧制力检测中的应用30

2．6．3应变传感器在衡器中的应用31

第3章电容式传感器34

3．1电容式传感器的工作原理34

3．1．1工作原理34

3．1．2平行板电容式传感器的工作方式34

3．2电容式传感器的信号变换电路39

3．2．1交流不平衡电桥40

3．2．2二极管环形检波电路42

3．2．3差动脉冲宽度调制电路43

3．2．4运算放大器测量电路45

3．3电容式传感器的应用47

3．3．1电容式差压变送器47

3．3．2膜片电极式压力传感器48

3．3．3电容式测微仪50

3．3．4电容式液位计50

3．3．5电容测厚仪53

3．3．6利用电容量变化效应的温度传感器54

第4章电感式传感器55

4．1变气隙自感式传感器的工作原理55

4．2变气隙自感式传感器的等效电路57

4．2．1等效电路57

4．2．2等效电路的分析57

4．3开磁路螺线管式电感传感器59

4．4开磁路差动式电感传感器61

4．5电感式传感器的信号变换电路62

4．6互感式电感传感器65

4．7电涡流式传感器67

4．7．1高频反射式涡流传感器67

4．7．2低频透射式电涡流传感器69

4．7．3电涡流式传感器的测量电路71

4．8电感式传感器的应用73

4．8．1变磁阻式传感器的应用73

4．8．2电涡流式传感器的应用77

第5章压电式传感器80

5．1压电式传感器的工作原理80

5．1．1压电效应80

5．1．2压电常数和表面电荷的计算82

5．2压电材料84

5．2．1压电晶体84

5．2．2压电陶瓷84

5．3压电式传感器的等效电路85

5．4压电式传感器的信号调节电路87

5．4．1电压放大器(阻抗变换器)87

5．4．2电荷放大器90

5．5压电式加速度传感器91

5．5．1工作原理91

5．5．2灵敏度92

5．5．3频率特性92

5．5．4压电式加速度传感器的结构94

5．6压电式测力传感器95

5．7压电式传感器的应用96

第6章磁敏传感器98

6．1霍尔传感器98

6．1．1霍尔效应98

6．1．2霍尔元件99

6．1．3霍尔元件的应用100

6．2集成霍尔传感器104

6．3磁敏电阻106

6．3．1磁敏电阻的工作原理与特性106

6．3．2磁敏电阻基本应用电路107

6．4磁敏二极管和磁敏三极管109

6．4．1磁敏二极管的结构和工作原理109

6．4．2磁敏三极管的结构和工作原理112

6．5磁敏式传感器应用114

第7章磁电式传感器119

7．1磁电式传感器的工作原理119

7．2动圈式磁电传感器119

7．2．1动圈式磁电传感器工作原理119

7．2．2动圈式磁电传感器结构120

7．2．3信号变换电路121

7．3磁阻式磁电传感器121

7．3．1工作原理121

7．3．2转速脉冲变换电路122

7．4磁电式传感器的频率响应特性123

7．5磁电式传感器的应用124

7．5．1磁电式振动速度传感器124

7．5．2磁电式转速传感器125

7．5．3磁电式扭矩仪125

7．5．4机载振动检测系统125

第8章温度传感器127

8．1热电偶127

8．1．1热电偶的基本原理127

8．1．2热电偶的结构与类型131

8．1．3热电偶的冷端温度补偿132

8．1．4热电偶实用测温电路134

8．2热电阻传感器136

8．2．1金属热电阻136

8．2．2热电阻的测量电路137

8．3半导体热敏电阻137

8．3．1热敏电阻的主要特性138

8．3．2热敏电阻的应用140

8．4晶体管和集成温度传感器144

8．4．1晶体管温度传感器144

8．4．2集成温度传感器145

第9章光学传感器149

9．1光学传感器类型以及特性参数149

9．1．1光学传感器类型149

9．1．2光学传感器的特性参数149

9．2光学传感器用光源150

9．2．1激光光源151

9．2．1．1半导体激光器151

9．2．1．2气体激光器153

9．2．2发光二极管(LED)153

9．2．3普通光源155

9．3半导体色敏光学传感器155

9．3．1色敏传感系统与色度学基础155

9．3．2半导体色敏传感器157

9．4集成光学传感器159

9．4．1光波导原理159

9．4．2平面波导传感器163

9．4．2．1致密型波导集成光学传感器163

9．4．2．2多微孔波导集成光学传感器166

9．4．3马赫泽德干涉型集成光学传感器167

9．4．4迈克耳逊干涉型集成光学传感器168

第10章光栅传感器169

10．1计量光栅的基本原理169

10．1．1光栅169

10．1．2光栅的种类169

10．1．3莫尔条纹170

10．2光栅传感器的工作原理174

10．2．1莫尔条纹测量位移原理174

10．2．2辨向原理176

10．3莫尔条纹细分原理177

10．3．1光栅细分的方法177

10．3．2直接细分177

10．3．3细分电桥基本原理179

10．4光栅传感器的应用181

第11章光电式传感器183

11．1光电导传感器183

11．1．1光敏电阻的特性183

11．1．2光敏电阻的偏置电路187

11．2光生伏特传感器188

11．2．1光电池189

11．2．2硅光电二极管190

11．2．3硅光电三极管193

1124光电场效应管194

11．3光电发射器件195

11．3．1光电管195

11．3．2真空光电倍增管的基本工作原理196

11．3．3光电倍增管的倍增极197

11．3．4光电倍增管的基本特性198

11．4光电式传感器的应用201

11．4．1模拟式光电传感器的应用201

11．4．2脉冲式光电传感器的应用203

第12章光纤传感器204

12．1光学纤维的结构和基本原理204

12．2光强度调制型光纤传感器206

12．2．1微弯效应的光强度调制技术207

12．2．2光强度的外调制技术211

12．2．3强度调制型光纤传感器214

12．3相位调制型光纤传感器222

12．3．1光纤光波干涉技术222

12．3．2光纤干涉仪224

12．3．3光波相位调制型光纤传感器226

12．4光波偏振调制型光纤传感器229

12．4．1光波偏振调制型光纤传感器的工作原理229

12．4．2光纤电磁参量传感器231

第13章红外传感器235

13．1红外传感系统和光学系统236

13．1．1红外传感系统236

13．1．2红外光学系统236

13．2红外传感器237

13．2．1热传感器237

13．2．2光子红外传感器247

13．3红外测温249

13．3．1红外测温的特点249

13．3．2红外测温原理249

13．3．3红外测温仪249

13．4红外成像250

13．4．1红外成像原理250

13．4．2红外成像仪252

13．5红外分析仪253

13．6红外无损检测254

13．6．1焊接缺陷的无损检测254

13．6．2铸件内部缺陷探测255

13．6．3疲劳裂纹探测255

13．7红外探测技术在军事上的应用255

13．7．1红外侦察256

13．7．2红外雷达256

第14章固态图像传感器257

14．1CCD的基本结构和工作原理258

14．1．1CCD的基本结构258

14．1．2MOS的工作原理258

14．1．3CCD电荷的产生和输出260

14．2CCD图像传感器262

14．2．1线型固态图像传感器262

14．2．2面型固态图像传感器265

14．3CCD图像传感器的主要特性271

14．4红外固态图像传感器275

14．4．1引言275

14．4．2混合式IRCCD传感器275

14．4．3单片集成式IRCCD传感器276

14．5微光CCD像传感器277

14．6固态图像传感器的应用278

14．6．1固态图像传感器输出的特点278

14．6．2尺寸测量278

14．6．3图像处理装置280

参考文献282 2100433B

传感器是获取信息的工具，它涉及整个科学技术、国防、航空、航天、交通运输、能源、机械、石油、化工、轻工、纺织等工业部门和环境保护、生物医学工程等和日常生活的各个领域，是现代信息技术的重要支柱技术之一。《光电传感器及其应用》较为详细地阐述和分析了光电传感器的原理、特点和作用，介绍了传感器的研究状态以及应用情况，并给出了其在许多领域的应用实例。

《光电传感器及其应用》可供希望了解或使用光电传感器的工程技术人员阅读，也可供高等工科院校有关的研究生和本科学生作为教材和学习的参考书使用。

《电气控制与工程实习指南》共分16章：第1-10章主要涉及常用电工工具与仪器仪表。用电安全及防护，常用电工材料，电磁铁与直流电机，变压器与交流电机，接触器与电动机起动器，开关器件及其应用，电磁继电器、固态继电器与软起动器，电动机的各种起动电路；第11-14章主要涵盖与自动化技术有关的内容，包括光电传感器及其应用、电子器件与集成电路、电动机驱动器与调速、可编程序控制器及其应用等；第15章为输配电系统概论；第16章是预防性维护与故障排除等。