传感器与检测技术

书 名: 传感器与检测技术

作　者：李增国

出版社： 北京航空航天大学出版社

出版时间： 2009年07月

ISBN: 9787811247732

开本： 16开

定价: 20元

《传感器与检测技术》主要介绍了常用传感器的构成、工作原理、特性参数、选型及安装调试等方面知识，对测量电路基本概念、抗干扰技术及新型传感器的应用也做了介绍。书中列举了各类传感器在工业、科研和日常生活中应用的实例。每章均附有思考题与习题，注重培养和提高学生的应用能力与分析能力。

《传感器与检测技术》可作为高职高专机电设备类、自动化类、电子信息类及计算机应用类专业教学用书，也可供相关领域工程技术人员参考。

第0章 绪论

0.1 传感器技术的由来、现状与发展

0.2 传感技术的基本概念

0.3 课程性质及主要任务

第1章 传感器简论

1.1 传感器的基本概念

1.2 传感器的组成与分类

1.2.1 传感器的组成

1.2.2 传感器的分类

1.3 传感器的基本特性

1.3.1 传感器的静态特性

1.3.2 传感器的动态特性

习题

第2章 传感器测量电路

2.1 传感器测量电路的作用

2.1.1 测量电路的基本概念及要求

2.1.2 测量电路的作用

2.1.3 测量电路的要求

2.2 传感器测量电路的类型及组成

2.2.1 模拟电路

2.2.2 开关型测量电路

2.2.3 数字式测量电路

2.3 噪声与抗干扰技术

2.3.1 噪声源

2.3.2 耦合通道

2.3.3 抗干扰技术

习题

第3章 电阻式传感器

3.1 电阻应变片式传感器

3.1.1 应变效应

3.1.2 应变片的结构类型与主要参数

3.1.3 应变片的粘贴

3.1.4 测量转换电路

3.1.5 温度误差及补偿

3.1.6 电阻应变片式传感器的集成与应用

3.2 气敏电阻传感器

3.2.1 基本概念

3.2.2 作原理

3.2.3 结构特性

3.2.4 气敏传感器的应用

3.3 湿敏电阻传感器

3.3.1 基本概念

3.3.2 作原理

3.3.3 结构特性

3.3.4 测量电路与应用

3.4 热电阻式传感器

3.4.1 基本概念

3.4.2 I作原理

3.4.3 热电阻的主要参数与特性

3.4.4 热电阻传感器的应用

3.5 热敏电阻

3.5.1 基本概念

3.5.2 I作原理

3.5.3 热敏电阻的主要特性与技术参数

3.5.4 热敏电阻的应用

习题

第4章 电容式传感器

4.1 电容式传感器的工作原理及结构形式

4.1.1 变面积型电容式传感器

4.1.2 变极距型电容式传感器

4.1.3 变介电常数型电容式传感器

4.2 电容式传感器测量转换电路

4.2.1 交流电桥电路

4.2.2 调频电路

4.2.3 脉冲宽度调制电路

4.3 电容式传感器的应用

4.3.1 压力测量

4.3.2 电容测厚仪

4.3.3 电容式料位传感器

4.3.4 电容式接近开关

习题

第5章 电感式传感器

5.1 自感式传感器

5.1.1 变间隙式电感传感器

5.1.2 变截面积式电感传感器

5.1.3 螺线管式电感传感器

5.1.4 差分式电感传感器

5.1.5 测量转换电路

5.2 差分变压器式传感器

5.2.1 工作原理

5.2.2 测量转换电路

5.3 电感式传感器的应用

5.3.1 位移测量

5.3.2 力和压力的测量

5.3.3 液位测量

习题

第6章 压电式传感器

6.1 压电式传感器的工作原理

6.1.1 压电效应

6.1.2 压电材料

6.2 压电式传感器的测量转换电路

6.2.1 压电式传感器的等效电路

6.2.2 压电式传感器的测量电路

6.2.3 压电传感器的串联与并联

6.3 压电式传感器的结构与应用

6.3.1 压电式力传感器

6.3.2 压电式加速度传感器

习题

第7章 霍尔式传感器

7.1 霍尔元件的基本工作原理

7.1.1 霍尔效应

7.1.2 霍尔元件的基本结构和特性参数

7.1.3 基本误差及其补偿

7.1.4 霍尔元件的应用电路

7.2 霍尔集成电路

7.2.1 霍尔线性集成器件

7.2.2 霍尔开关集成器件

7.3 霍尔传感器的应用

7.3.1 霍尔式位移传感器

7.3.2 霍尔电流传感器

7.3.3 霍尔功率传感器

7.3.4 霍尔转速传感器

7.3.5 霍尔式无触点汽车电子点火装置

习题

第8章 热电偶传感器

8.1 热电效应及测温原理

8.1.1 接触电势

8.1.2 温差电势

8.1.3 总电势

8.2 热电偶的基本定律

8.2.1 均质导体定律

8.2.2 中间温度定律

8.2.3 中间导体定律

8.3 热电极的材料及热电偶的类型结构

8.3.1 热电极材料

8.3.2 热电偶类型

8.4 热电偶的冷端温度补偿

8.4.1 补偿导线法

8.4.2 0℃恒温器

8.4.3 冷端温度校正法

8.5 热电偶的实用测温电路

8.5.1 测量某点温度的基本电路

8.5.2 温差测量线路

8.5.3 热电偶串联测量线路

8.5.4 热电偶并联测量线路

8.5.5 热电偶炉温测量系统

习题

第9章光电式传感器

9.1 光电效应

9.1.1 外光电效应

9.1.2 内光电效应

9.2 光电器件

9.2.1 光电管

……

《传感器与检测技术》是全国高职高专应用型规划教材•机械机电类之一。

版权页：

插图：

3.光电式传感器

光电式传感器是利用光电器件的光电效应和光学原理而制成，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。

4.电势型传感器

电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍耳效应等原理而制成，主要用于温度、磁通量、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。

5.电荷传感器

电荷传感器是利用压电效应原理而制成，主要用于力及加速度的测量。

6.半导体传感器

半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理而制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。

7.谐振式传感器

谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理而制成，主要用来测量压力。

8.电化学式传感器

电化学式传感器是以离子导电原理为基础而制成，可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器级谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体成分、液体成分、溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。

除了上述两种分类方法外，还有按能量的关系分类，即将传感器分为有源传感器和无源传感器；按输出信号的性质分类，即将传感器分为模拟式传感器和数字式传感器。数字式传感器输出为数字量，便于与计算机联用，且抗干扰性较强，例如盘式角度数字传感器、光栅传感器等。

本书的传感器主要是按被测物理量分类编写的，适当加以工作原理的分析。

本书根据高职高专教育的特点，以就业为导向，以职业岗位核心能力为目标，精选教学内容，力求新颖、叙述简练、灵活应用。本教材包括两大部分的内容：第一部分为传感器的组成原理、特性和使用方法，主要有电阻式、变磁阻式、电容式、霍尔式、压电式、热电式、光电式和光纤式传感器；第二部分为测量系统的基本技术和温度、压力、位移、速度、物位、流量等参数的测量原理及方法。本书以应用为目的，以必需、够用为尺度，理论少而精，加强理论与实际的统一，加强实践教学环节，且注重新技术、新成果的应用。

本书充分体现教学基本要求，具有如下特点：

（1）教学内容取材适宜，内容精练，主次分明，重点突出，知识面宽，应用性强，注重新技术、新成果的应用。

（2）以应用为目的，以必需为尺度，以掌握概念、强化应用为重点，理论推导从简，做到理论少而精，加强理论知识和实践环节的统一。

（3）结构新颖，层次分明，语言简练，通俗易懂，易于教学及自学。

本书摆脱了以往学科类专业课程教学“定理一推导一验证”的模式，本着知识够用为度和理论与实训相结合的思路展开，在介绍理论知识的同时，嵌入了大量的实训案例，使枯燥的概念和生动的实际操作相结合，为学习后续课程打下了基础，并储备了实际操作的经验。

本书适合于高等职业学校、高等专科学校、成人高等院校、本科院校举办的职业技术学院计算机控制技术、自动化、仪表、应用电子、通信、机电一体化等相关专业的教学使用，也可供继续教育学院、民办高校使用。

本书由河北工业职业技术学院周乐挺任主编，王俊伟任副主编，河北工业职业技术学院石文兰、李春祎、陈锐参与了本书的编写和校稿工作，在本教材的编写过程中，得到了高等教育出版社的大力支持和帮助，北京联合大学蒋蔚老师仔细审阅了全书，提出了许多宝贵的意见和建议，在此一并表示衷心感谢。

本教材建议学时数为96学时，其中课堂教学60学时，实验和实训36学时。

由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请各位专家和本教材的使用者提出宝贵意见。

黄鸿，工学博士、副研究员。研究方向：智能测控技术、复杂系统建模、仿真与控制、智能控制、非线性控制、系统工程。任中国自动化学会、中国人工智能学会机器人竞赛委员会委员。多年来从事智能测控技术、模式识别与智能系统、智能控制、非线性控制、系统工程教学及科研工作。指导本科生参加全国大学生《挑战杯》科技竞赛、机器人足球、机器博弈赛，获优异成绩，获北京市教学二等奖。获多项部级科技进步奖，并获得两项实用新型利。2002年与陈杰教授合作编著出版了《传感器与检测技术》教材及可配套使用的《传感器与检测技术电子教案》光盘，该书获2004年北京市教委精品教材；2003年与吴石增研究员合作编著出版了《传感器与测控技术》；2005年与夏辛民高工合作编著出版了《可编程控制器技术及应用》；2007年与吴石增研究员合作编著出版了《传感器及其应用》等书籍。在围内外核心期刊及会议上发表学术论文40余篇。

工学博士。北京理工大学自动化学科学基金获得者，“复杂系统智能控制与决策”教育部重点实验主任、北京理工大学科学技术研究院常务副院长。

以第一完成人荣获国家科技进步二等奖1项、国防科技进步一等奖2项、国防科技进步二等奖多项，已获授权发明专利20项和软件著作权9项。2009年获国家杰出青年科学基金，2008年被评为“北京市高等学校教学名师”，2007年被评为“新世纪百千万人才工程国家级人才”，2005年被评为“全国优秀科技工作者”，2001年获教育部“全国高校青年教师奖”，2001年被评为我国国防科技工业“511人才工程”学术带头人。所讲授的“智能控制基础”课程于2007年被评为北京市精品课程。另获“北京市优秀教学成果二等奖”3项。