传感器原理及检测技术_卢君宜，程涛_9787568056038_湖南知新文化传播有限公司读者荐购服务

本书是高等院校应用型本科智能制造领域十三五规划教材。本书全面介绍了传感器及检测技术的基本概念、基本原理和典型应用实例。本书内容包括传感器的基本特性、电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔传感器、热电式传感器、光电式传感器、固态图像传感器、其他传感器、信号分析与处理等。本书可作为高等院校机械类（机械工程、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、机械电子工程、机器人、机电一体化、车辆工程等）、自动化与电气工程类（自动化、电气工程及其自动化等）、电子信息类（电子信息工程、物联网工程、智能电网信息工程、计算机等）专业的教材，也可供从事传感器与检测技术相关领域工作的工程技术人员、研究人员参考。

传感器原理及检测技术是一门多学科交叉的课程，是机械类专业（机械工程、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、机械电子工程、机器人、机电一体化等专业）、自动化与电气工程类专业（自动化、电气工程及其自动化等专业）、电子信息类专业（电子信息工程、物联网工程、智能电网信息工程等专业）的学科基础课程或专业课程。随着科学技术的发展，人们对信息资源的需要日益增长。要及时获取各种信息，解决工程、生产及科研中遇到的检测问题，必须合理地选择和应用各种传感器，这就要求工程技术人员必须具备相关的传感器知识，并且能够对检测系统的性能进行分析，对测得的数据进行处理。本教材全面介绍了传感器及检测技术的基本概念、基本原理和典型应用实例。本书包括绪论、传感器的基本特性、电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔传感器、热电式传感器、光电式传感器、固态图像传感器、其他传感器、信号分析与处理，共12章。本书强调对体系结构知识进行简化，提炼重点，形式上采用导学的模式，倡导学生主动学习，内容上抓住经典，延伸至前沿，强调学生工程实践创新能力的培养。本书由武汉科技大学城市学院卢君宜副教授、湖北工业大学工程学院程涛担任主编，华南理工大学广州学院李冬冬副教授、武汉科技大学城市学院蔡容担任副主编，具体编写分工如下：第1章、第2章、第8章由卢君宜编写，第3章、第12章由李冬冬编写，第4章、第6章由蔡容编写，第5章由周亚丽编写，第7章、第10章、第11章由程涛编写，第9章由马丽编写。在本书编写过程中，我们参考和引用了一些已出版图书和期刊资料中的有关内容，在此对所引用文献的原作者及所有付出辛勤劳动的人员表示衷心的感谢！由于编者水平有限，书中仍然可能存在错误与不足之处，请广大读者不吝赐教，我们将不胜感激！

第1章绪论（1）
1.1课程概述（1）
1.2传感器的定义与组成（2）
1.3传感器的分类（2）
1.4传感器技术的发展趋势（5）
第2章传感器的基本特性（9）
2.1传感器的静态特性（9）
2.2传感器的动态特性（11）
第3章电阻式传感器（20）
3.1工作原理（20）
3.2测量电路（24）
3.3典型应用（29）
第4章电容式传感器（34）
4.1电容式传感器的定义及工作原理（35）
4.2电容式传感器的结构及抗干扰问题（40）
4.3测量电路（41）
4.4典型应用（46）
第5章电感式传感器（50）
5.1概述（51）
5.2变磁阻电感式传感器（52）
5.3电涡流电感式传感器（58）
5.4差动变压器电感式传感器（63）
第6章压电式传感器（74）
6.1工作原理（74）
6.2测量电路（78）
6.3典型应用（83）
第7章霍尔传感器（87）
7.1霍尔传感器的原理（87）
7.2霍尔传感器的结构及特性（88）
7.3霍尔传感器的应用（92）
目录传感器原理及检测技术第8章热电式传感器（97）
8.1热电偶（97）
8.2热电阻（111）
8.3热敏电阻（115）
第9章光电式传感器（119）
9.1光电效应及光电器件（119）
9.2光电式传感器的应用（122）
第10章固态图像传感器（125）
10.1固态图像传感器的原理（125）
10.2固态图像传感器的器件结构（128）
10.3固态图像传感器的应用（129）
第11章其他传感器（132）
11.1光纤传感器（132）
11.2红外传感器（135）
11.3超声波传感器（139）
第12章信号分析与处理（143）
12.1概述（143）
12.2周期信号及其频谱（146）
12.3非周期信号及其频谱（150）
12.4滤波器（161）
参考文献（168）
第1章绪论（1）
1.1课程概述（1）
1.2传感器的定义与组成（2）
1.3传感器的分类（2）
1.4传感器技术的发展趋势（5）
第2章传感器的基本特性（9）
2.1传感器的静态特性（9）
2.2传感器的动态特性（11）
第3章电阻式传感器（20）
3.1工作原理（20）
3.2测量电路（24）
3.3典型应用（29）
第4章电容式传感器（34）
4.1电容式传感器的定义及工作原理（35）
4.2电容式传感器的结构及抗干扰问题（40）
4.3测量电路（41）
4.4典型应用（46）
第5章电感式传感器（50）
5.1概述（51）
5.2变磁阻电感式传感器（52）
5.3电涡流电感式传感器（58）
5.4差动变压器电感式传感器（63）
第6章压电式传感器（74）
6.1工作原理（74）
6.2测量电路（78）
6.3典型应用（83）
第7章霍尔传感器（87）
7.1霍尔传感器的原理（87）
7.2霍尔传感器的结构及特性（88）
7.3霍尔传感器的应用（92）
目录传感器原理及检测技术第8章热电式传感器（97）
8.1热电偶（97）
8.2热电阻（111）
8.3热敏电阻（115）
第9章光电式传感器（119）
9.1光电效应及光电器件（119）
9.2光电式传感器的应用（122）
第10章其他传感器（125）
10.1光纤传感器（125）
10.2红外传感器（127）
10.3超声波传感器（132）
第11章固态图像传感器（136）
11.1固态图像传感器的原理（136）
11.2固态图像传感器的器件结构（139）
11.3固态图像传感器的应用（140）
第12章信号分析与处理（143）
12.1概述（143）
12.2周期信号及其频谱（146）
12.3非周期信号及其频谱（150）
12.4滤波器（161）
参考文献（168）
第1章绪论（1）
1.1课程概述（1）
1.2传感器的定义与组成（2）
1.3传感器的分类（2）
1.3.1按照被测量进行分类（3）
1.3.2按照工作原理进行分类（3）
1.3.3按照输出量进行分类（3）
1.3.4按照传感器的基本效应进行分类（4）
1.3.4按照传感器的能量关系进行分类（4）
1.4传感器技术的发展趋势（5）
1.4.1提高与改善传感器的技术性能（5）
1.4.2开展基础理论研究（6）
1.4.3传感器的集成化、智能化、网络化、微型化（7）
第2章传感器的基本特性（9）
2.1传感器的静态特性（9）
2.1.1线性度（9）
2.1.2灵敏度（10）
2.1.3迟滞（11）
2.1.4重复性（11）
2.1.5稳定性与漂移（11）
2.2传感器的动态特性（12）
2.2.1传感器的数学模型及传递函数（13）
2.2.2频率响应函数（13）
2.2.3传感器的动态特性分析（14）
第3章电阻式传感器（20）
3.1工作原理（20）
3.1.1应变效应（20）
3.1.2电阻应变片的种类和结构（21）
3.1.3电阻应变片的温度误差及其补偿（22）
3.2测量电路（24）
3.2.1直流电桥（24）
3.2.2交流电桥（28）
3.3典型应用（29）
3.3.1应变式力传感器（30）
3.3.2应变式压力传感器（31）
3.3.3应变式加速度传感器（32）
目录传感器原理及检测技术第4章电容式传感器（34）
4.1电容式传感器的定义及工作原理（35）
4.1.1变面积型电容式传感器（35）
4.1.2变介电常数型电容式传感器（36）
4.1.3变间隙型电容式传感器（39）
4.2电容式传感器的结构及抗干扰问题（40）
4.2.1温度变化对结构稳定性的影响（40）
4.2.2温度变化对介电常数的影响（40）
4.2.3绝缘问题（40）
4.2.4电容电场的边缘效应（41）
4.2.5寄生电容（41）
4.3测量电路（41）
4.3.1调频鉴频电路（42）
4.3.2运算放大器（42）
4.3.3变压器式交流电桥电路（43）
4.3.4二极管双T型交流电桥电路（44）
4.3.5脉冲宽度调制电路（44）
4.4典型应用（46）
4.4.1电容式压力传感器（46）
4.4.2电容式位移传感器（47）
4.4.3电容式加速度传感器（47）
4.4.4电容式厚度传感器（47）
第5章电感式传感器（50）
5.1概述（51）
5.2变磁阻电感式传感器（52）
5.2.1工作原理（52）
5.2.2输出特性（53）
5.2.3测量电路（55）
5.2.4变磁阻电感式传感器的应用（57）
5.3电涡流电感式传感器（58）
5.3.1工作原理（58）
5.3.2基本特性（59）
5.3.3电涡流电感式传感器测量电路（60）
5.3.4电涡流式传感器的应用（61）
5.4差动变压器电感式传感器（63）
5.4.1变隙式差动变压器（63）
5.4.2螺线管式差动变压器（65）
5.4.3差动变压器电感式传感器的应用（70）
第6章压电式传感器（74）
6.1工作原理（74）
6.1.1压电效应（74）
6.1.2压电材料（74）
6.2测量电路（78）
6.2.1等效电路（78）
6.2.2前置放大器（79）
6.2.3压电元件的连接（82）
6.2.4压电元件的变形（82）
6.3典型应用（83）
6.3.1压电式力传感器（83）
6.3.2压电式加速度传感器（83）
6.3.4压电式玻璃破碎报警器（84）
第7章霍尔传感器（87）
7.1霍尔传感器的原理（87）
7.2霍尔传感器的结构及特性（88）
7.2.1霍尔传感器的基本结构（88）
7.2.2霍尔传感器的主要特性参数（89）
7.2.3霍尔传感器误差及补偿（90）
7.2.4霍尔集成电路（91）
7.3霍尔传感器的应用（92）
第8章热电式传感器（97）
8.1热电偶（97）
8.1.1热电效应与热电偶测量原理（98）
8.1.2热电偶的种类和结构（104）
8.1.3热电偶的冷端温度补偿（106）
8.1.4热电偶的实用测温电路（108）
8.1.5热电偶的应用（110）
8.2热电阻（111）
8.2.1热阻效应及其温度特性（111）
8.2.2热电阻的结构与分类（111）
8.2.3热电阻的测量电路（113）
8.2.4热电阻的应用（114）
8.3热敏电阻（115）
8.3.1热敏电阻的温度特性（115）
8.3.2热敏电阻的应用（116）
第9章光电式传感器（119）
9.1光电效应及光电器件（119）
9.1.1光电效应（119）
9.1.2光电管与光电倍增管（119）
9.1.3光敏电阻（120）
9.1.4光敏晶体管（121）
9.1.5光电池（122）
9.2光电式传感器的应用（123）
9.2.1模拟式光电传感器的应用（123）
9.2.2脉冲式光电传感器的应用（124）
第10章其他传感器及应用（126）
10.1光纤传感器（126）
10.1.1光纤传感器的组成与分类（126）
10.1.2光纤传感器的应用（127）
10.2红外传感器（129）
10.2.1工作原理（130）
10.2.2红外传感器的应用（132）
10.3超声波传感器（133）
10.3.1工作原理（133）
10.3.2超声波传感器的应用（134）
第11章固态图像传感器（137）
11.1固态图像传感器的原理（137）
11.2固态图像传感器的器件结构（140）
11.3固态图像传感器的应用（141）
11.3.2表面质量检测（142）
第12章信号分析与处理（144）
12.1概述（144）
12.1.1信号的概念和分类（144）
12.1.2信号的描述方法（147）
12.2周期信号及其频谱（147）
12.2.1周期信号的描述（147）
12.2.2傅里叶级数的三角函数展开式（147）
12.2.3傅里叶级数的复指数形式（149）
12.3非周期信号及其频谱（151）
12.3.1傅里叶变换与非周期信号的频谱（151）
12.3.2傅里叶变换的性质（153）
12.3.3几种特殊信号的频谱（157）
12.4滤波器（162）
12.4.1滤波器的分类（162）
12.4.2理想滤波器（163）
13.4.3实际滤波器（165）
参考文献（169）

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