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绪论1

第1章 电流、电压和功率的测量6

1.1 电流的测量6

1.1.1 电流表直接测量法6

1.1.2 电流-电压转换法9

1.1.3 电流-频率转换法11

1.1.4 电流-磁场转换法11

1.1.5 电流互感器法12

1.2 电压的测量12

1.2.1 直流电压的测量13

1.2.2 交流电压的测量15

1.3 功率的测量18

1.3.1 用电动系功率表测量功率18

1.3.2 用时分割乘法器测量功率21

思考题与习题22

第2章 频率、时间和相位的测量23

2.1 频率的测量23

2.1.1 频率的模拟测量23

2.1.2 频率（周期）的数字测量25

2.2 时间间隔的数字测量28

2.2.1 测量原理28

2.2.2 测量误差与测量范围29

2.3 相位差的数字测量29

2.3.1 相位-电压转换法29

2.3.2 相位-时间转换法30

思考题与习题31

第3章 阻抗（电阻、电容、电感）的测量32

3.1 电桥法32

3.1.1 惠斯顿电桥32

3.1.2 平衡电桥法33

3.1.3 不平衡电桥法34

3.2 阻抗-电压转换法38

3.2.1 欧姆法（恒流法）38

3.2.2 比例运算法39

3.2.3 差动脉冲调宽法40

3.3 阻抗-频率转换法41

3.3.1 调频法41

3.3.2 积分法42

3.4 阻抗-数字转换法43

3.4.1 电阻-数字转换法43

3.4.2 电感、电容-数字转换法44

思考题与习题45

第4章 阻抗型传感器46

4.1 电阻式传感器46

4.1.1 电位器式传感器46

4.1.2 应变式传感器和压阻式传感器47

4.1.3 热电阻和热敏电阻54

4.1.4 气敏电阻57

4.1.5 湿敏电阻59

4.2 电容式传感器61

4.2.1 基本原理与结构类型61

4.2.2 输出特性62

4.2.3 等效电路分析64

4.2.4 接口电路选择64

4.3 电感式传感器65

4.3.1 自感式传感器65

4.3.2 互感式传感器（差动变压器）69

4.3.3 压磁式传感器72

4.3.4 电涡流式传感器75

思考题与习题77

第5章 电压型传感器79

5.1 磁电式传感器79

5.1.1 基本原理和组成79

5.1.2 结构类型79

5.1.3 测量电路80

5.2 压电式传感器81

5.2.1 压电效应及其表达式81

5.2.2 压电材料83

5.2.3 压电元件85

5.2.4 接口电路87

5.3 热电偶传感器89

5.3.1 热电效应89

5.3.2 热电偶的材料、型号及结构91

5.3.3 热电偶测温93

5.4 光电式传感器95

5.4.1 光电器件95

5.4.2 光电器件的基本特性98

5.4.3 光电式传感器的基本组成和类型102

5.5 霍尔传感器104

5.5.1 霍尔效应104

5.5.2 霍尔传感器组成与基本特性105

5.5.3 霍尔传感器的应用107

5.5.4 测量误差及其补偿办法108

思考题与习题111

第6章 半导体传感器113

6.1 半导体管传感器113

6.1.1 磁敏二极管和磁敏三极管113

6.1.2 热敏管117

6.1.3 气敏管117

6.1.4 湿敏管118

6.2 半导体集成传感器119

6.2.1 集成霍尔传感器119

6.2.2 集成温度传感器120

6.2.3 湿度、压力、加速度集成传感器121

思考题与习题122

第7章 数字式传感器123

7.1 编码器123

7.1.1 直接编码器123

7.1.2 增量编码器126

7.2 光栅与磁栅127

7.2.1 光栅127

7.2.2 磁栅131

7.3 感应同步器134

7.3.1 感应同步器的类型和结构134

7.3.2 感应同步器的工作原理136

7.4 频率式传感器139

7.4.1 振弦式传感器139

7.4.2 振筒式传感器141

7.4.3 振膜式和振梁式传感器143

7.4.4 石英晶体谐振式传感器144

思考题与习题144

第8章 新型传感器145

8.1 光纤传感器145

8.1.1 光导纤维的结构和传光原理145

8.1.2 光纤传感器的基本原理和类型147

8.2 CCD图像传感器148

8.2.1 CCD的工作原理148

8.2.2 CCD图像传感器的结构150

8.2.3 CCD数码照相机151

8.3 激光与红外传感器152

8.3.1 激光传感器152

8.3.2 红外传感器154

8.4 超声波与声表面波传感器156

8.4.1 超声波传感器156

8.4.2 声表面波传感器157

8.5 核辐射传感器158

8.5.1 核辐射检测的物理基础158

8.5.2 核辐射传感器159

8.6 传感器发展的新趋向160

8.6.1 社会发展对传感器需求的新动向160

8.6.2 传感器的发展趋势161

思考题与习题161

第9章 几何量电测法162

9.1 位移电测法162

9.1.1 位移电测法的分类162

9.1.2 位移的间接电测法162

9.1.3 各种位移传感器的性能比较164

9.2 倾角电测法166

9.2.1 摆锤式166

9.2.2 液体摆式167

9.2.3 气体摆式168

9.3 厚度电测法168

9.3.1 电感式和电涡流式168

9.3.2 电容式169

9.3.3 核辐射式和超声波式170

9.4 物（液）位电测法171

9.4.1 超声波法171

9.4.2 浮力法172

9.4.3 差压法173

9.4.4 电容法174

思考题与习题174

第10章 机械量电测法175

10.1 转速的电测法175

10.1.1 模拟式电测法175

10.1.2 计数式电测法176

10.2 振动的电测法179

10.2.1 相对振动传感器与绝对振动敏感器180

10.2.2 绝对振动电测法182

10.2.3 振动加速度传感器实例186

10.2.4 压电式加速度电测系统分析188

10.3 力与荷重的电测法189

10.3.1 力敏感器189

10.3.2 力的间接电测法191

10.3.3 荷重传感器与电子秤193

10.3.4 各类型力传感器比较194

10.4 力矩的电测法194

10.4.1 扭轴（扭矩敏感器）194

10.4.2 力矩的扭轴式电测法195

思考题与习题197

第11章 热工量电测法199

11.1 压力和差压的电测法199

11.1.1 压力的概念、单位和测量方法199

11.1.2 压力敏感器200

11.1.3 压力电测法201

11.1.4 差压电测法205

11.2 温度的电测法206

11.2.1 温度的概念、单位和测量方法206

11.2.2 接触式测温法207

11.2.3 接触式测温电路实例208

11.2.4 非接触式测温法212

11.3 流量的电测法214

11.3.1 流量的概念214

11.3.2 流量-转速转换法215

11.3.3 流量-差压、力、位移转换法216

11.3.4 流量-频率转换法218

11.3.5 流量-温度转换法219

11.3.6 非接触式流量测量法219

思考题与习题222

第12章 成分与含量的电测法223

12.1 水分和湿度电测法223

12.1.1 水分和湿度的定义及表示方法223

12.1.2 固体水分电测法223

12.1.3 气体湿度电测法224

12.2 密度和浓度电测法226

12.2.1 密度电测法226

12.2.2 浓度电测法227

12.3 气体分析与检测229

12.3.1 气体分析229

12.3.2 家用气体检测器232

思考题与习题233

第13章 感测新技术简介234

13.1 虚拟仪器234

13.1.1 虚拟仪器的概念234

13.1.2 虚拟仪器的组成特点234

13.2 网络化仪器和网络化传感器236

13.2.1 网络化仪器236

13.2.2 网络化传感器237

13.3 微电子机械系统和微型传感器238

13.3.1 微电子机械系统（MEMS）238

13.3.2 微型传感器（MEMS传感器）239

13.4 软测量技术239

13.4.1 软测量技术的概念239

13.4.2 软测量技术的实现方法240

13.4.3 软测量技术应用举例241

13.5 多传感器数据融合242

13.5.1 多传感器数据融合的概念及优点242

13.5.2 基本原理及融合过程242

思考题与习题243

附录A 例题解答244

附录B 习题解答260

主要参考文献282