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第1章 绪论1

1.1传感器技术概述1

1.1.1传感技术的定义及作用1

1.1.2传感技术与传感系统2

1.1.3物联网与传感技术3

1.2传感器的组成及分类3

1.2.1传感器的组成3

1.2.2传感器的分类5

1.3传感技术的发展趋势7

1.3.1传感技术发展现状7

1.3.2传感技术的发展趋势7

1.4传感网络的应用8

第2章 传感器的一般特性11

2.1传感器的静特性11

2.1.1测量范围和量程11

2.1.2线性度（非线性误差）11

2.1.3迟滞14

2.1.4重复性14

2.1.5灵敏度与灵敏度误差15

2.1.6分辨力与阈值15

2.1.7稳定性15

2.1.8漂移15

2.1.9精确度（精度）16

2.1.10误差表达17

2.2传感器的动态特性17

2.2.1动态特性的一般模型18

2.2.2传感器对任意输入信号的时域响应与脉冲响应函数20

2.2.3传感器的频率响应特性22

2.2.4传感器典型环节的动态响应23

2.2.5传感器的无失真检测条件26

2.2.6传感器的动态性能指标27

2.3传感器的标定与校准28

2.3.1传感器的标定28

2.3.2传感器的静态标定29

2.3.3传感器的动态标定29

思考题与习题232

第3章 电阻式传感器33

3.1应变式电阻传感器33

3.1.1电阻应变片的工作原理33

3.1.2电阻应变片的种类和材料35

3.1.3电阻应变片的主要特性41

3.1.4电阻应变片的测量电路45

3.1.5电阻应变片的温度误差及补偿51

3.1.6应变式传感器55

3.2压阻式传感器64

3.2.1压阻效应与压阻系数64

3.2.2结构与特性72

3.2.3测量电路74

3.2.4温度补偿76

3.2.5压阻式传感器及应用77

3.3电位器式传感器78

3.3.1线性电位器79

3.3.2非线性电位器81

3.3.3负载特性及负载误差84

思考题与习题388

第4章 电感式传感器90

4.1自感式传感器90

4.1.1工作原理90

4.1.2结构形式及特性91

4.1.3转换电路95

4.1.4误差分析96

4.1.5自感式传感器的应用97

4.2差动变压器式传感器99

4.2.1工作原理99

4.2.2结构形式及特性100

4.2.3转换电路102

4.2.4误差分析103

4.2.5差动变压器的应用104

4.3电涡流式传感器106

4.3.1工作原理及等效电路106

4.3.2结构特点109

4.3.3转换电路110

4.3.4电涡流式传感器的应用112

4.4自感式和差动变压器式传感器设计114

4.4.1设计步骤115

4.4.2设计举例117

思考题与习题4119

第5章 电容式传感器121

5.1工作原理、类型及性能121

5.1.1工作原理121

5.1.2基本类型121

5.1.3主要性能126

5.2转换电路128

5.2.1电容式传感器的等效电路128

5.2.2电桥电路129

5.2.3运算放大器式电路131

5.3误差分析132

5.4电容式传感器的特点及应用135

5.4.1电容式传感器的特点135

5.4.2电容式传感器的应用136

思考题与习题5139

第6章 磁电式传感器140

6.1磁电式传感器理论基础140

6.2磁电式传感器141

6.2.1恒定磁通磁电式传感器141

6.2.2变磁阻磁电式传感器142

6.3磁电式传感器设计基础144

6.3.1磁路设计144

6.3.2线圈参数计算与设计148

6.3.3传感器固有频率的确定及弹簧刚度的计算149

6.3.4阻尼器设计及阻尼系数的计算152

6.4磁电式传感器的误差154

6.4.1电流和电压灵敏度的误差154

6.4.2温度误差154

6.4.3永久磁铁不稳定误差155

6.4.4非线性误差156

6.5磁电式传感器的应用156

6.5.1振动测量156

6.5.2扭矩测量158

6.5.3流量测量159

思考题与习题6160

第7章 压电式传感器161

7.1压电效应与压电材料161

7.1.1压电效应161

7.1.2压电材料166

7.2压电式传感器测量电路169

7.2.1压电式传感器等效电路169

7.2.2电压放大器170

7.2.3电荷放大器171

7.3压电式传感器的误差172

7.3.1环境温度的影响172

7.3.2环境湿度的影响174

7.3.3横向灵敏度174

7.3.4基座应变的影响175

7.3.5电缆噪声175

7.3.6接地回路噪声175

7.4压电式传感器的应用176

7.4.1压电式加速度传感器176

7.4.2压电式力传感器181

7.4.3压电式压力传感器183

7.4.4压电式超声波传感器185

7.4.5压电式微位移传感器187

思考题与习题7188

第8章 光电式传感器189

8.1光电效应及光电器件189

8.1.1光电效应189

8.1.2外光电型光电器件191

8.1.3光电导型光电器件193

8.1.4光伏型光电器件196

8.1.5光电传感器的应用201

8.2光纤传感器203

8.2.1光纤的结构和传光原理203

8.2.2光纤的性能204

8.2.3光纤传感器及应用205

8.3电荷耦合器件217

8.3.1 CCD的基本结构和工作原理217

8.3.2电荷的注入和输出219

8.3.3 CCD图像传感器220

8.3.4 CCD的主要参数222

8.3.5 CCD传感器的应用224

思考题与习题8226

第9章 热电式传感器227

9.1热电偶传感器227

9.1.1热电偶测温原理227

9.1.2热电偶的基本定律230

9.1.3热电偶传感器231

9.1.4热电偶的误差及补偿措施235

9.1.5热电偶的标定241

9.2热电阻传感器243

9.2.1热电阻测温原理243

9.2.2金属热电阻244

9.2.3半导体热敏电阻246

9.3其他测温传感器249

9.3.1晶体管PN结温度传感器249

9.3.2晶体三极管温度传感器251

9.3.3集成温度传感器251

9.3.4薄膜热敏传感器252

思考题与习题9253

第10章气、湿敏传感器254

10.1气敏传感器254

10.1.1半导体气敏传感器254

10.1.2固体电解质气敏传感器258

10.2湿敏传感器258

10.2.1烧结型半导体陶瓷湿敏传感器259

10.2.2多孔氧化物湿敏传感器262

10.2.3结型和MOS型湿敏传感器264

10.2.4其他湿敏传感器267

10.3气、湿敏传感器的应用268

10.3.1自动吸排油烟机269

10.3.2便携式缺氧监视器270

10.3.3 SMC -2型湿度传感器的应用271

10.3.4自动去湿器272

10.3.5自动烹调湿度检测系统273

思考题与习题10274

第11章 磁敏传感器275

11.1霍尔传感器275

11.1.1霍尔效应275

11.1.2霍尔元件276

11.1.3霍尔传感器的应用285

11.2磁阻传感器288

11.2.1磁阻效应288

11.2.2磁阻元件289

11.2.3磁阻传感器的应用289

11.3磁敏二极管和磁敏三极管292

11.3.1磁敏二极管292

11.3.2磁敏三极管296

11.3.3磁敏二极管和磁敏三极管的应用298

思考题与习题11300

第12章 生物传感器301

12.1生物传感器概述301

12.1.1生物传感器的发展301

12.1.2生物传感器的应用302

12.2生物传感器的分类303

12.2.1生物传感器的基本原理303

12.2.2生物传感器的分类305

12.2.3 生物传感器原理307

12.3.1酶传感器307

12.3.2免疫类传感器310

12.3.3微生物传感器312

12.3.4生物芯片313

12.3.5分子传感器315

12.3.6仿生传感器317

思考题与习题12319

第13章 传感网技术320

13.1传感网概述320

13.1.1传感网的分类321

13.1.2传感网的管理321

13.1.3传感网的特点323

13.2网络传感器324

13.2.1网络传感器的组成325

13.2.2网络传感器的分类326

13.2.3智能网络传感器举例330

13.3无线网络传感器332

13.3.1无线网络传感器基本结构332

13.3.2无线网络传感器天线335

13.3.3无线网络传感器应用338

13.4无线传感网络341

13.4.1无线传感网络构成342

13.4.2无线传感网络节点344

13.4.3无线传感网络管理346

13.4.4无线传感网络的关键技术347

13.5无线传感网络的设计与应用352

13.5.1无线传感网络设计简介352

13.5.2 Mica2节点设计分析353

13.5.3无线传感网络应用356

思考题与习题13358

参考文献359