定 價:27 元
叢書名:21世紀高等學校電子信息類專業(yè)規(guī)劃教材
- 作者:孫建民
- 出版時間:2005/10/1
- ISBN:9787810825856
- 出 版 社:清華大學出版社
- 中圖法分類:O6-3
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16
傳感器技術已成為電子信息工程、自動控制工程、機械工程等領域中不可缺少的重要技術。本書系統(tǒng)地介紹了各類常用傳感器的基本概念、基本原理和基本特性,并分析了相應的測量電路和應用實例。
全書共分12章,可分為兩部分:第一部分重點介紹了傳感器的定義、組成、分類及傳感器的靜、動態(tài)特性;第二部分具體介紹了電阻式、電感式、電容式、磁電式、壓電式、光電式、熱電式、氣敏、濕敏、磁敏以及智能傳感器。
本書內容較廣泛,在編寫中兼顧傳感器的原理和實用性,可作為高等院校電子信息工程、自動控制、電子工程、應用電子技術、機械工程及自動化等專業(yè)的教學用書,也可作為相關工程技術人員學習和參考用書。
前言
在社會信息化發(fā)展進程中,無論信息的轉換和處理,還是數據的顯示和控制,無一不建立在對原始的各種參數進行精確可靠測量的基礎上。因此,若沒有精確可靠的傳感器,就不存在精確可靠的自動檢測和控制系統(tǒng)。傳感器技術是現代信息技術的重要基礎技術之一。傳感器的性能對自動化系統(tǒng)的功能起著決定作用,許多國家都把傳感器技術列為尖端技術。隨著現代檢測、控制和自動化技術的發(fā)展,傳感器技術越來越受到人們的重視。由于科學技術、經濟發(fā)展及生態(tài)平衡的需要,傳感器在各個領域中的作用日益顯著。在工業(yè)生產自動化、能源、交通、環(huán)境與安全監(jiān)測以及軍事等方面開發(fā)的各種傳感器,不僅具有人的感官功能,并且在檢測特殊狀態(tài)參數方面具有明顯優(yōu)勢。
本書以培養(yǎng)生產一線所需的技術應用型人才為目標,突出傳感器理論知識的技術應用,以應用為目的,以掌握概念、強化應用為重點。本教材共分12章,第1章、第2章介紹了傳感器的定義、組成、分類及一般特性;第3章至第12章分別介紹了電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器以及智能傳感器的工作原理、特性、結構形式、測量電路、誤差分析及補償方法和應用實例。本書內容較廣泛,對傳感器理論與實用技術進行了探索。
本書內容全部按傳感器的工作原理分章,力求詳簡得當、條理清晰、重點突出,每章末附有一定數量的思考題與習題,以便對書中的難點和重點進行學習掌握,以提高解決實際問題的能力。本教材可作為高等院校電子信息工程、自動控制、電子工程、應用電子技術、機械工程及自動化等專業(yè)的教學用書,也可作為相關工程技術人員的學習和參考用書。
本書由北京建筑工程學院孫建民和北京聯(lián)合大學楊清梅編寫。楊清梅編寫第1章至第4章,由孫建民編寫第5章至第12章。全書在編寫過程中得到了北京理工大學王向周教授、北京建筑工程學院陳寶江副教授的熱情指導和幫助。在此,對他們表示誠摯的謝意。同時,對本書參考文獻的作者致以衷心的感謝。
由于編者水平有限,加之經驗不足,書中難免出現錯誤和疏漏之處,懇請關心和閱讀本書的同行與廣大讀者批評指正。
編者
21世紀高等學校電子信息類專業(yè)規(guī)劃教材
傳 感 器 技 術
孫建民楊清梅編著
目錄
第1章緒論1
11傳感器技術概述1
111傳感器技術與信息技術1
112自動檢測技術1
12傳感器的定義、組成及分類2
121傳感器的定義2
122傳感器的組成2
123傳感器的分類3
13傳感器發(fā)展的新趨勢5
思考題與習題16
第2章傳感器的一般特性7
21傳感器的靜特性7
211測量范圍和量程7
212線性度(非線性誤差)8
213遲滯9
214重復性10
215靈敏度與靈敏度誤差10
216分辨力與閾值11
217穩(wěn)定性11
218漂移11
219精確度(精度)12
2110誤差表達12
22傳感器的動態(tài)特性13
221動態(tài)特性的一般模型13
222傳感器對任意輸入信號的時域響應與脈沖響應函數15
223傳感器的頻率響應特性17
224傳感器典型環(huán)節(jié)的動態(tài)響應18
225傳感器的無失真檢測條件21
226傳感器的動態(tài)性能指標22
23傳感器的標定與校準23
231傳感器的標定23
232傳感器的靜態(tài)標定24
233傳感器的動態(tài)標定24
思考題與習題226
第3章電阻式傳感器28
31應變式電阻傳感器28
311電阻應變片的工作原理28
312電阻應變片的種類和材料30
313電阻應變片的主要特性36
314電阻應變片的測量電路40
315電阻應變片的溫度誤差及補償46
316應變式傳感器50
32壓阻式傳感器57
321壓阻效應與壓阻系數57
322結構與特性65
323測量電路67
324溫度補償69
325壓阻式傳感器及應用69
33電位器式傳感器70
331線性電位器71
332非線性電位器73
333負載特性及負載誤差76
思考題與習題379
第4章電感式傳感器81
41自感式傳感器81
411工作原理81
4.1.2結構形式及特性82
4.1.3轉換電路85
4.1.4誤差分析87
4.1.5自感式傳感器的應用88
42差動變壓器式傳感器89
4.2.1工作原理89
4.2.2結構形式及特性91
4.2.3轉換電路93
4.2.4誤差分析94
4.2.5差動變壓器的應用94
43電渦流式傳感器97
431工作原理及等效電路97
432結構特點99
433轉換電路100
4.3.4電渦流式傳感器的應用102
44自感式和差動變壓器式傳感器設計104
441設計步驟105
442設計舉例107
思考題與習題4109
第5章電容式傳感器111
51工作原理、類型及性能111
511工作原理111
512基本類型111
513主要性能116
52轉換電路118
5.2.1電容式傳感器的等效電路118
5.2.2電橋電路119
5.2.3運算放大器式電路121
53誤差分析121
54電容式傳感器的特點及應用124
541電容式傳感器的特點124
542電容式傳感器的應用126
思考題與習題5128
第6章磁電式傳感器130
61磁電式傳感器理論基礎130
62磁電式傳感器131
621恒定磁通磁電式傳感器131
622變磁阻磁電式傳感器132
63磁電式傳感器設計基礎133
631磁路設計133
632線圈參數計算與設計138
633傳感器固有頻率的確定及彈簧剛度的計算139
634阻尼器設計及阻尼系數的計算142
64磁電式傳感器的誤差143
641電流和電壓靈敏度的誤差143
642溫度誤差144
643永久磁鐵不穩(wěn)定誤差145
644非線性誤差145
65磁電式傳感器的應用146
651振動測量146
652扭矩測量148
653流量測量148
思考題與習題6149
第7章壓電式傳感器150
71壓電效應與壓電材料150
711壓電效應150
712壓電材料154
72壓電式傳感器測量電路157
721壓電式傳感器等效電路157
722電壓放大器158
723電荷放大器160
73壓電式傳感器的誤差161
731環(huán)境溫度的影響161
732環(huán)境濕度的影響162
733橫向靈敏度163
734基座應變的影響163
735電纜噪聲163
736接地回路噪聲164
74壓電式傳感器的應用164
741壓電式加速度傳感器164
742壓電式力傳感器170
743壓電式壓力傳感器171
744壓電式超聲波傳感器173
745壓電式微位移傳感器175
思考題與習題7175
第8章光電式傳感器177
8.1光電效應及光電器件177
8.1.1光電效應177
812外光電型光電器件179
813光電導型光電器件180
814光伏型光電器件184
8.1.5光電傳感器的應用189
8.2光纖傳感器191
8.2.1光纖的結構和傳光原理191
8.2.2光纖的性能192
823光纖傳感器及應用193
83電荷耦合器件204
831CCD的基本結構和工作原理205
8.3.2電荷的注入和輸出206
833CCD圖像傳感器207
834CCD的主要參數209
835CCD傳感器的應用211
思考題與習題8213
第9章熱電式傳感器214
91熱電偶傳感器214
911熱電偶測溫原理214
912熱電偶的基本定律216
913熱電偶傳感器218
914熱電偶的誤差及補償措施222
915熱電偶的標定228
92熱電阻傳感器230
921熱電阻測溫原理230
922金屬熱電阻230
923半導體熱敏電阻232
93其他測溫傳感器236
931晶體管PN結溫度傳感器236
932晶體三極管溫度傳感器237
933集成溫度傳感器238
934薄膜熱敏傳感器238
思考題與習題9239
第10章氣、濕敏傳感器240
101氣敏傳感器240
1011半導體氣敏傳感器240
1012固體電解質氣敏傳感器243
102濕敏傳感器244
1021燒結型半導體陶瓷濕敏傳感器244
1022多孔氧化物濕敏傳感器247
1023結型和MOS型濕敏傳感器250
1024其它濕敏傳感器251
103氣、濕敏傳感器的應用253
1031自動吸排油煙機254
1032便攜式缺氧監(jiān)視器255
1033SMC2型濕度傳感器的應用256
1034自動去濕器257
1035自動烹調濕度檢測系統(tǒng)257
思考題與習題10258
第11章磁敏傳感器259
111霍爾傳感器259
1111霍爾效應259
1112霍爾元件260
1113霍爾傳感器的應用268
112磁阻傳感器271
1121磁阻效應271
1122磁阻元件271
1123磁阻傳感器的應用272
113磁敏二極管和磁敏三極管274
1131磁敏二級管275
1132磁敏三極管278
1133磁敏二極管和磁敏三極管的應用281
思考題與習題11283
第12章智能傳感器284
12.1概述284
12.1.1智能傳感器的概念284
12.1.2智能傳感器的特點及結構284
12.2智能傳感器的數據采集285
12.2.1信號的預處理285
12.2.2數據采集285
12.3智能傳感器的數據處理技術287
12.3.1標度變換技術288
1232非線性補償技術289
12.3.3溫度誤差補償技術291
12.3.4數字濾波技術293
12.4智能傳感器設計294
12.4.1結構設計295
12.4.2敏感元件設計295
12.4.3傳感器工藝設計295
1244軟件設計296
思考題與習題12297
參考文獻298