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傳感器及其應用-(第三版) 版權信息
- ISBN：9787560640938
- 條形碼：9787560640938 ; 978-7-5606-4093-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
傳感器及其應用-(第三版) 內容簡介
本書共分14章, 介紹了應變式傳感器、變磁阻式傳感器、電阻式傳感器、壓電傳感器、光電式傳感器和半導體傳感器等常用的傳統傳感器, 還介紹了光纖傳感器、聲表面波傳感器、Z—半導體敏感元件傳感器、 MEMS傳感器和納米傳感器等新型的傳感器，對常用的傳感器電路也作了介紹。本書內容敘述由淺入深, 循序漸進, 側重于講解基本概念和基礎理論, 以傳感器的工作原理為綱進行講解, 便于讀者理解和掌握。本書可作為理工科高等院校的教材或參考書, 也可供有關工程技術人員參考。
傳感器及其應用-(第三版) 目錄
第1章 引言 1
1.1 傳感器的發展和作用 1
1.2 傳感器的概念 2
1.3 傳感器的分類 3
1.4 傳感器的性能和評價 4
1.4.1 傳感器的靜態特性 5
1.4.2 傳感器的動態特性 7
參考文獻 16
第2章 應變式傳感器 17
2.1 電阻應變效應 17
2.1.1 電阻應變效應 17
2.1.2 應變計的分類 18
2.1.3 應變計型號命名規則 21
2.2 應變計的主要特性 21
2.2.1 應變計的靈敏度系數 22
2.2.2 橫向效應 22
2.2.3 應變計的動態特性 24
2.2.4 其他特性參數 26
2.3 應變計的粘貼 27
2.4 電橋原理及電阻應變計橋路 28
2.4.1 直流電橋的特性方程及平衡條件 28
2.4.2 直流電橋的電壓靈敏度 29
2.4.3 交流電橋的平衡條件和電壓輸出 30
2.5 溫度誤差及其補償 31
2.5.1 溫度誤差產生的原因 31
2.5.2 溫度補償方法 33
2.6 電阻應變儀 35
2.7 應變式傳感器 38
2.7.1 彈性敏感元件 38
2.7.2 應變式測力與稱重傳感器 39
2.7.3 應變式壓力傳感器 44
2.7.4 應變式加速度傳感器 46
2.8 幾種新型的微應變式傳感器 47
2.8.1 壓阻效應 47
2.8.2 敏感元件加工新技術 48
2.8.3 微型硅應變式傳感器 50
2.8.4 X型硅壓力傳感器 51
2.8.5 薄膜應變式傳感器 52
參考文獻 52
第3章 光電式傳感器 53
3.1 光電效應 53
3.1.1 外光電效應 53
3.1.2 內光電效應 54
3.2 熱釋電效應 56
3.3 光的吸收系數 57
3.4 光傳感器的特性表示法 58
3.4.1 靈敏度 58
3.4.2 光譜靈敏度S(λ)與峰值波長 58
3.4.3 相對光譜靈敏度Sr(λ) 58
3.4.4 積分靈敏度S 59
3.4.5 通量閾ΦH 59
3.4.6 歸一化探測率D* 59
3.4.7 轉換特性Sz(t)和響應時間 60
3.4.8 光電器件的頻率特性 60
3.4.9 光照特性 61
3.4.10 溫度特性 61
3.4.11 伏安特性 61
3.5 光電傳感器 62
3.5.1 光電管 62
3.5.2 光電倍增管 63
3.5.3 光敏電阻 65
3.5.4 光電二極管和光電三極管 72
3.5.5 光電池 81
3.5.6 PIN型硅光電二極管 86
3.5.7 雪崩式光電二極管(APD) 87
3.5.8 半導體色敏傳感器 88
3.5.9 光電閘流晶體管 89
3.5.10 熱釋電傳感器 90
3.5.11 達林頓光電三極管 91
3.5.12 光電耦合器件 92
3.5.13 光導攝像管 92
3.5.14 CCD圖像傳感器 93
參考文獻 96
第4章 光纖傳感器 97
4.1 光導纖維(光纖) 97
4.1.１ 光纖的結構 97
4.1.2 光在光纖中的傳播 98
4.1.3 光纖的幾個重要參數 99
4.1.4 光纖的類型 100
4.2 強度型(振幅型)光纖傳感器 101
4.2.1 反射式光纖位移傳感器 101
4.2.2 光纖測壓傳感器 103
4.2.3 移動光柵光纖傳感器 104
4.2.4 微彎光纖傳感器 105
4.3 干涉型光纖傳感器 107
4.3.1 基本原理 107
4.3.2 光纖(強度)干涉儀 111
4.3.3 相位檢測中的幾個問題 112
4.3.4 相位檢測方法 117
4.3.5 光纖聲傳感器 121
4.3.6 光纖磁傳感器 122
4.3.7 光纖電流傳感器 123
4.3.8 光纖線性加速度計 123
4.3.9 渦流式光纖流量傳感器 124
4.4 光纖光柵傳感器 124
4.4.1 光纖光柵傳感器的原理 125
4.4.2 光纖光柵成柵方法 126
4.4.3 光源 130
4.4.4 信號解調 132
4.4.5 光纖光柵的靈敏度 135
4.4.6 光纖光柵傳感器 137
4.4.7 光纖光柵傳感器網絡 143
4.4.8 光纖光柵傳感器的應用 145
參考文獻 145
第5章 變磁阻式傳感器 147
5.1 電感式傳感器 147
5.2 差動式電感傳感器 149
5.3 差動變壓器式傳感器 151
5.3.1 Π形差動變壓器的輸出特性 152
5.3.2 螺管形差動變壓器 153
5.4 電動式傳感器 156
參考文獻 157
第6章 壓電傳感器 158
6.1 晶體的壓電效應 158
6.1.1 晶體壓電效應的說明 158
6.1.2 壓電方程 158
6.1.3 壓電材料 160
6.2 壓電加速度傳感器 160
6.2.1 壓電加速度傳感器的
工作原理 161
6.2.2 壓電加速度傳感器的結構 162
6.2.3 壓電加速度傳感器的
等效電路 164
6.3 壓電諧振式傳感器 166
6.3.１ 石英晶體諧振式溫度傳感器 166
6.3.2 石英晶體諧振式壓力傳感器 167
6.3.3 壓電汞蒸氣探測器 169
6.3.4 測量液體密度的壓電傳感器 170
6.4 聲表面波傳感器 171
6.4.1 SAW傳感器的基本原理 171
6.4.2 SAW壓力傳感器 173
6.4.3 SAW熱敏傳感器 174
6.4.4 SAW氣敏傳感器 175
6.4.5 SAW電力傳感器 176
6.4.6 SAW加速度傳感器 177
6.4.7 SAW流量傳感器 178
參考文獻 179
第7章 壓電聲傳感器 180
7.1 厚度振動換能器 180
7.2 圓柱形壓電換能器 182
7.2.1 薄壁圓管的共振頻率方程 183
7.2.2 開路接收電壓靈敏度 183
7.3 復合棒壓電換能器 184
7.3.1 復合棒壓電振子的
機電等效圖 185
7.3.2 共振頻率方程 186
7.4 壓電陶瓷雙疊片彎曲振動換能器 188
7.4.1 彎曲振動壓電陶瓷換能器的原理 188
7.4.2 彎曲振動壓電陶瓷換能器的實例 189
參考文獻 190
第8章 半導體傳感器 191
8.1 半導體溫度傳感器
191 8.1.1 接觸型半導體傳感器 191
8.1.2 非接觸型半導體溫度傳感器 205
8.2 半導體濕度傳感器 207
8.2.1 濕度的定義 208
8.2.2 濕度傳感器的主要參數 208
8.2.３ 濕度傳感器器件 210
8.2.4 半導體陶瓷濕度傳感器的檢測精度 218
8.3 半導體氣體傳感器 218
8.3.1 半導體電阻型氣敏器件 219
8.3.2 非電阻控制型半導體
氣敏器件223
8.3.3 半導體氣敏傳感器的氣敏選擇性 225
8.3.4 納米技術在半導體陶瓷氣體傳感器中的應用 226
8.3.5 半導體氣體傳感器的應用 226
8.4 半導體磁敏傳感器 229
8.4.1 磁敏器件的工作原理 229
8.4.2 半導體磁敏器件 230
8.4.3 磁傳感器應用舉例 240
8.5 半導體射線傳感器 243
參考文獻 244
第9章 電位器式傳感器 245
9.1 線性電位器 245
9.1.1 空載特性 245
9.1.2 階梯特性、階梯誤差和
分辨率 247
9.2 非線性電位器 248
9.2.1 變骨架式非線性電位器 248
9.2.2 變節距式非線性線繞電位器 250
9.2.3 分路（并聯）電阻式非線性電位器 251
9.3 負載特性與負載誤差 252
9.4 電位器式傳感器 254
9.4.1 電位器式位移傳感器 254
9.4.2 電位器式壓力傳感器 255
9.4.3 電位器式加速度傳感器 255
參考文獻 256
第10章 電容式傳感器 257
10.1 電容式傳感器的基本原理 257
10.1.1 變極距型電容傳感器 258
10.1.2 變面積型電容傳感器 260
10.1.3 變介質型電容傳感器 261
10.2 電容傳感器的測量電路 262
10.2.1 等效電路 262
10.2.2 交流電橋 262
10.2.3 調頻電路 263
10.2.4 運算放大器電路 264
10.2.5 對T二極管交流電橋 265
10.2.6 差動脈沖寬度調制電路 266
10.3 電容式傳感器及其應用 267
10.3.1 電容式壓力傳感器 267
10.3.2 電容式稱重傳感器 270
10.3.3 電容式位移傳感器 271
10.3.4 電容式加速度傳感器 271
10.3.5 電容式液位傳感器 272
10.3.6 電容式傳感器的其他
應用簡介 273
參考文獻 276
第11章 Z—半導體敏感元件 277
11.1 Z—半導體敏感元件的由來與特點277
11.1.1 由來 277
11.1.2 特點 278
11.2 溫敏Z—元件的伏安特性 278
11.3 基本應用電路 279
11.4 應用開發的基本原理 280
11.4.1 應用開發綜述 280
11.4.2 狀態轉換條件 280
11.4.3 基本應用舉例 281
11.5 力敏Z—元件簡介 285
參考文獻 285
第12章 MEMS傳感器 287
12.1 MEMS的技術特點 288
12.2 制備MEMS器件的微細
加工技術 288
12.3 尺度效應 292
12.4 MEMS傳感器 293
12.4.1 MEMS壓力傳感器 293
12.4.2 MEMS加速度傳感器 295
12.4.3 MEMS聲傳感器 298
12.5 MEMS陀螺儀 299
12.5.1 科里奧利力 299
12.5.2 敏感原理 300
12.5.3 MEMS陀螺儀結構原理圖 301
12.6 MEMS超聲傳感器 301
12.6.1 壓電MEMS超聲傳感器 301
12.6.2 電容MEMS超聲傳感器 302
12.7 MEMS傳感器的發展趨勢 303
參考文獻 305
第13章 納米傳感器 307
13.1 納米材料 307
13.2 納米材料的特性 309
13.3 納米材料的制備方法 310
13.3.1 納米粒子的制備方法 310
13.3.2 納米纖維的制備方法 312
13.3.3 納米薄膜的制備方法 312
13.3.4 納米塊體的制備方法 313
13.3.5 碳納米管的制備方法 313
13.4 納米材料特性在傳感器上的應用 314
13.5 納米傳感器 315
13.5.1 納米物理傳感器 315
13.5.2 納米化學傳感器 317
13.5.3 納米生物傳感器 318
13.5.4 納米氣敏傳感器 321
13.6 納米傳感器的應用 323
13.7 納米傳感器的發展趨勢 324
參考文獻 324
第14章 傳感器電路 327
14.1 傳感器的匹配 327
14.1.1 變壓器匹配 327
14.1.2 高輸入阻抗放大器 327
14.1.3 電荷放大器 329
14.2 信號處理電路 329
14.2.1 濾波電路 329
14.2.2 電平轉換電路 333
14.2.3 采樣-保持電路 333
14.2.4 A/D轉換電路 333
14.2.5 數字信號處理器 335
14.3 信號傳輸 335
14.4 抗干擾設計 336
14.4.1 電阻器 337
14.4.2 電容器 337
14.4.3 電感器 338
14.4.4 數字器件 339
14.4.5 電路干擾的控制 339
14.5 實際傳感器電路舉例 340
14.5.1 溫度測量電路 340
14.5.2 高阻抗差動放大器 341
14.5.3 壓控可變增益放大器 341
14.5.4 絕對值放大器 342
14.5.5 容性負載的隔離放大器 342
14.5.6 電纜跟隨電路 342
14.5.7 電流放大器 343
14.5.8 求和放大器 343
14.5.9 窗口比較器 343
14.5.10 峰值電壓檢波器 343
14.5.11 抑制交流聲的可調窄帶帶阻
濾波器 344
14.5.12 電橋式壓力測量電路 344
14.5.13 帶通濾波器 345
14.5.14 防雷器電路 346
14.5.15 零點清除電路 346
14.5.16 光隔離放大器 347
14.5.17 低噪聲電壓源 347
14.5.18 光電二極管放大電路 348
參考文獻 348
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