本书系统地介绍了传感器的基本知识和基本特性、传感器的标定和校准方法以及应用技术，重点阐述了各类传感器(电阻应变式、电感式、电容式、压电式、磁电式、热电式、光电式、数字式、磁敏、气体、湿度传感器等)的组成结构及其转换原理、特性分析及其设计方法、测量电路及其信号调理，以及在日常生活和生产过程中的典型应用技术，并对其他现代新型传感器作了简要介绍。每章后面附有相当数量的思考题与习题，书末附有全部计算题参考答案。

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1．主讲《传感器原理与设计/应用》课程，测控/电子信息，64/48学时，15届； 2．主讲《仪表与自动化》课程，储运、化工等，48学时，8届； 3．主讲《无损检测技术》课程，测控，32学时，10届； 4．主讲《电磁测量技术》课程，测控，64学时，15届；

目录
绪论 1
0.1.1 传感器与传感器技术的地位和作用 1
0.1.2 传感器简介 2
0.1.3 传感器技术 3
0.1.4 传感器与传感器技术的发展趋势 4
第1章 传感器的一般特性 6
1.1 传感器的静态特性 6
1.1.1 线性度(非线性误差) 6
1.1.2 灵敏度 8
1.1.3 分辨率和分辨力 8
1.1.4 迟滞(滞环) 8
1.1.5 重复性 8
1.1.6 精度 9
1.1.7 改善传感器性能的技术措施 9
1.2 传感器的动态特性 11
1.2.1 动态参数测试的特殊问题 11
1.2.2 研究传感器动态特性的方法及其指标 12
1.2.3 传感器的数学模型(微分方程) 13
1.2.4 传递函数 14
1.2.5 频率响应函数(频率特性) 14
*1.2.6 冲激响应函数 15
1.3 传感器动态特性分析 16
1.3.1 传感器的频率响应 16
1.3.2 传感器的瞬态响应 19
1.3.3 动态误差 23
1.4 传感器无失真测试条件 23
思考题与习题 24
第2章 电阻应变式传感器 26
2.1 金属电阻应变式传感器 26
2.1.1 金属电阻应变片 26
2.1.2 测量电路 35
2.1.3 金属电阻应变式传感器的种类 39
2.1.4 电阻应变式传感器的应用 47
2.2 压阻式传感器 49
2.2.1 半导体材料的压阻效应 49
2.2.2 压阻式传感器的类型 50
2.2.3 压阻式传感器的应用 55
*2.3 电位计式传感器 57
思考题与习题 57
第3章 电感式传感器 60
3.1 自感式电感传感器 60
3.1.1 气隙型电感式传感器 60
3.1.2 螺管式电感传感器 63
3.1.3 电感线圈的等效电路 66
3.1.4 测量电路 66
3.1.5 电感式传感器的应用 72
3.2 差动变压器 73
3.2.1 结构和工作原理 73
3.2.2 基本特性 74
3.2.3 测量电路 77
*3.2.4 差动变压器设计 79
3.2.5 差动变压器的应用 81
3.3 电涡流式传感器 83
3.3.1 高频反射式电涡流传感器 83
3.3.2 低频透射式电涡流传感器 87
3.3.3 电涡流式传感器的应用 88
思考题与习题 90
第4章 电容式传感器 92
4.1 电容式传感器的工作原理及结构类型 92
4.1.1 工作原理 92
4.1.2 结构类型 92
4.2 电容式传感器的静态特性 93
4.2.1 变间隙式电容传感器 93
4.2.2 变面积式电容传感器 96
4.2.3 变介电常数式电容传感器 97
*4.3 电容式传感器的等效电路 98
4.4 电容式传感器的测量电路 98
4.4.1 运算放大器测量电路 99
4.4.2 电桥电路 99
4.4.3 二极管T型网络 100
4.4.4 差动脉冲宽度调制电路 101
4.4.5 调频测量电路 103
4.5 电容式传感器的应用 103
4.5.1 电容式压力传感器 103
4.5.2 电容式差压传感器 105
4.5.3 电容式加速度传感器 109
4.5.4 电容式应变计 109
4.5.5 电容式荷重传感器 110
4.5.6 电容式振动、位移测量仪 110
4.5.7 电容测厚仪 110
4.5.8 电容式物位计 111
思考题与习题 112
第5章 压电式传感器 115
5.1 压电式传感器的工作原理 115
5.1.1 压电效应 115
5.1.2 压电方程 115
5.2 压电材料及其压电机理 116
5.2.1 压电晶体 116
5.2.2 压电陶瓷 119
5.2.3 压电材料的主要特性 121
5.3 压电元件常用的结构形式 121
5.3.1 压电元件的基本变形 121
5.3.2 压电元件的结构形式 123
5.4 压电式传感器的信号调理 123
5.4.1 压电式传感器的等效电路 123
5.4.2 压电式传感器的信号调理电路 124
5.5 压电式传感器的应用 128
5.5.1 压电式加速度传感器 128
5.5.2 压电式测力传感器 132
5.5.3 压电新材料传感器及其应用 133
5.6 压电式超声波传感器 134
5.6.1 超声波及其基本特性 135
5.6.2 压电式超声波传感器的结构 137
5.6.3 压电式超声波传感器的应用 138
思考题与习题 147
第6章 磁电式传感器 149
6.1 磁电式传感器的原理和结构 149
6.1.1 恒定磁通式 149
6.1.2 变磁通式 150
6.2 磁电式传感器的设计要点 151
6.3 磁电式传感器的应用 153
6.3.1 磁电式振动速度传感器 153
6.3.2 磁电式扭矩传感器 154
6.3.3 磁电式转速传感器 155
思考题与习题 155
第7章 热电式传感器 156
7.1 热电阻 156
7.1.1 金属热电阻 156
7.1.2 半导体热敏电阻 163
7.2 PN结型温度传感器 166
7.2.1 二极管温度传感器 167
7.2.2 晶体管温度传感器 167
7.2.3 集成温度传感器 167
7.2.4 集成温度传感器的典型应用 169
7.3 热电偶 171
7.3.1 热电偶的工作原理 172
7.3.2 热电偶的基本定律 173
7.3.3 热电偶的种类和结构 174
7.3.4 热电偶的冷端处理及补偿 178
7.3.5 热电偶测温应用举例 182
7.4 温度变送器 182
7.4.1 SBW系列温度变送器 183
7.4.2 智能式温度变送器 184
7.4.3 数字式温度传感器及其应用 184
7.4.4 无线温度传感器 185
思考题与习题 186
附录 热电阻、热电偶分度表 187
第8章 光电式传感器 192
8.1 光电效应 192
8.1.1 外光电效应 192
8.1.2 内光电效应 193
8.2 光电器件 193
8.2.1 光电管 193
8.2.2 光电倍增管 195
8.2.3 光敏电阻 197
8.2.4 光敏晶体管 200
8.2.5 光电池 202
8.2.6 光控晶闸管 205
8.3 光源及光学元件 206
8.3.1 光源 206
8.3.2 光学元件和光路 208
8.4 光电式传感器的应用 208
8.4.1 模拟式光电传感器 209
8.4.2 脉冲式光电传感器 209
8.4.3 应用实例 209
8.5 光纤传感器 214
8.5.1 光导纤维导光的基本原理 214
8.5.2 光纤传感器的结构和类型 216
8.5.3 光纤传感器的应用 217
8.6 红外传感器 227
8.6.1 红外辐射基本知识 227
8.6.2 红外探测器 228
8.6.3 红外传感器的应用 232
*8.7 图像传感器简介 241
8.7.1 感光原理 241
8.7.2 转移原理 241
思考题与习题 242
第9章 磁敏传感器 244
9.1 霍尔传感器 244
9.1.1 霍尔效应 244
9.1.2 霍尔元件主要技术参数 245
9.1.3 基本误差及其补偿 246
9.1.4 霍尔元件的应用电路 248
9.1.5 集成霍尔器件 251
9.1.6 霍尔传感器的应用 253
9.2 磁敏电阻 259
9.2.1 磁阻效应 259
9.2.2 半导体磁敏电阻 259
9.2.3 强磁性金属薄膜磁敏电阻 261
9.2.4 磁敏电阻传感器的应用 262
9.3 结型磁敏管 266
9.3.1 磁敏二极管 266
9.3.2 磁敏三极管 268
9.3.3 结型磁敏管传感器的应用 271
思考题与习题 272
第10章 数字式传感器 273
10.1 光栅传感器 273
10.1.1 光栅传感器的结构和工作原理 273
10.1.2 光栅传感器的测量电路 275
10.1.3 零位光栅和绝对零位 278
*10.1.4 反射光栅 279
*10.1.5 圆光栅及其莫尔条纹 279
10.1.6 光栅传感器的应用 281
10.2 磁栅传感器 281
10.2.1 磁栅传感器的结构和工作原理 281
10.2.2 磁栅传感器测量系统 284
10.2.3 磁栅传感器的特点和误差分析 284
10.3 感应同步器 285
10.3.1 感应同步器的结构和工作原理 285
10.3.2 信号处理方式 287
*10.3.3 直线式感应同步器的接长与定尺激励方式 288
*10.3.4 感应同步器的绝对坐标测量系统 289
*10.3.5 误差分析 289
10.3.6 感应同步器的应用 290
10.4 角数字编码器 290
10.4.1 绝对式编码器 290
10.4.2 增量式光电编码器 293
10.5 频率式数字传感器 294
10.5.1 RC振荡器式频率传感器 295
10.5.2 振筒式频率传感器 295
10.5.3 振膜式频率传感器 298
10.5.4 振弦式频率传感器 299
10.5.5 频率式传感器的基本测量电路 304
思考题与习题 304
第11章 气体传感器 306
11.1 热导式气体传感器 306
11.1.1 热线式气体传感器 306
11.1.2 热敏电阻气体传感器 307
11.2 接触燃烧式气敏传感器 307
11.3 半导体气体传感器 308
11.3.1 半导体气体传感器及其分类 308
11.3.2 主要特性及其改善 309
11.3.3 电阻式半导体气体传感器 310
11.3.4 非电阻式半导体气体传感器 315
11.3.5 半导体气体传感器的应用 316
11.4 红外气体传感器 321
11.5 湿式气体传感器 322
思考题与习题 322
第12章 湿度传感器 323
12.1 湿度及湿度传感器的特性和分类 323
12.1.1 湿度的定义及其表示方法 323
12.1.2 湿度传感器的基本原理和分类 323
12.1.3 湿敏元件的主要特性参数 324
12.2 电解质系湿度传感器 325
12.2.1 无机电解质湿度传感器 325
12.2.2 高分子电解质湿度传感器 326
12.3 半导体及陶瓷湿度传感器 328
12.3.1 涂覆膜型 328
12.3.2 烧结体型 328
12.3.3 薄膜型 330
12.4 有机物及高分子聚合物湿度传感器 331
12.4.1 胀缩性有机物湿敏元件 331
12.4.2 高分子聚合物薄膜湿敏元件 332
12.5 非水分子亲和力型湿度传感器 333
12.5.1 热敏电阻式湿度传感器 333
12.5.2 其他非水分子亲和力型湿度传感器 333
12.6 湿度传感器的应用 334
12.6.1 湿敏传感器的使用注意事项 334
12.6.2 湿敏传感器的应用 335
思考题与习题 340
第13章 传感器的标定与校准 341
13.1 测量误差基本概念 341
13.1.1 测量与测量误差 341
13.1.2 仪表误差 342
13.2 传感器的静态特性标定 344
13.2.1 静态标准条件 344
13.2.2 标定仪器设备的精度等级的确定 344
13.2.3 静态特性标定的方法 345
13.3 传感器的动态特性标定 345
13.4 压力传感器的标定与校准 347
13.4.1 静态标定与校准 347
13.4.2 动态标定与校准 349
13.5 振动传感器的标定与校准 352
13.5.1 绝对标定法 352
13.5.2 比较标定法 353
13.6 温度传感器的标定与校准 353
13.6.1 温标的基本概念 353
13.6.2 温度传感器的标定与校准方法 354
思考题与习题 355
*第14章 现代新型传感器简介 356
14.1 无线传感器网络 356
14.1.1 无线传感器网络的结构与特征 356
14.1.2 无线传感器网络的应用 356
14.2 多传感器数据融合 356
14.2.1 多传感器数据融合基本概念 356
14.2.2 多传感器数据融合方法 356
14.2.3 多传感器数据融合应用 356
14.3 微波传感器 356
14.3.1 微波基本知识 356
14.3.2 微波传感器及其应用 356
14.4 超导传感器 356
14.4.1 超导效应 356
14.4.2 超导传感器及其应用 356
14.5 智能传感器 357
14.5.1 智能传感器发展的历史背景 357
14.5.2 智能传感器的概念及其功能特点 357
14.5.3 智能传感器的基本结构 357
14.5.4 智能传感器的实现 357
14.5.5 智能传感器的典型应用 357
思考题与习题 357
计算题参考答案 358
参考文献 360