传感器原理及应用

专家点评 “成都理工大学吴建平、周四春等老师讲授的‘传感器原理及应用’课堂教学生动、实验教学活跃，提高了学生学习的积极性和主动性。该课程在课程体系和内容、教学手段和方法。特别是实验教学改革等方面进行了全面建设，建设的目标明确、思路清晰、特色鲜明、适用性强、受益面犬、效采突出。 ——古天祥（电子科技大学教授，全国优秀教师、国家有突出贡献专家，成都市劳动模范）     课程特点 课程目标本课程按照教学大纲的要求。着眼于传感器的原理及应用，内容丰富、全面、新颖。根据理论与实践相结合的原则。 在系统论述传感器内部结构原理的基础上，着重讲述传感器外部特性和接口电路，并充分结合传感器的工程应用，培养学习者的实践应用能力，为日后从事检测技术或者控制技术领域的科研工作奠定坚实的基础。 授课特色本书作者在凝练多年来从事电子技术的教学与科研经验的基础上，积极开展课程的教学内容改革和教学方法研究，以精品课程为目标进行课程建设。在教学内容方面，把握重点，难点和新技术的动态，及时补充反映新器件，新技术的内容，力求使学生了解传感器发展的前沿信息。在教学方法改革方面。作者制作了“传感器原理及应用”多媒体课件，内容系统、全面，形式生动，活泼，课件采用大量图件和演示动画，有助于学生对课程的学习和理解。 教学实验本课程在实验教学方面很有特色——在基础性实验的基础上开设有大量的综合性，设计性、应用性实验，同学可以根据自己的兴趣和学习计划来选择实验内容，鼓励同学进行创新实验。此外，还开放实验室，并将学生课外科技活动与各类科技竞赛相结台，通过这些活动实行因材施教，培养学生的创新能力。

    传感器在现代信息技术中有着举足轻重的地位，因此作为理工科专业的学生学习和掌握现代传感器技术知识是非常必要的。本书重点叙述传感器的工作原理和基本结构，同时介绍了传感器的工程应用和使用方法，对传感器有较为系统和全面地论述。特别介绍了现代新型传感器，为方便教学，也将部分传感器实验内容编入本教材。     本书的主要内容包括：传感器的基本特性、电阻应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电效应及光敏器件、新型光电传感器、半导体式化学传感器、波与射线式传感器和热电式传感器等知识。     本书可作为本科生教材，也可作为相关专业研究生教材，还可作为工程技术人员的参考书籍。

前言 教学建议 第1章  概论   1.1  传感器的作用和地位   1.2  传感器现状和发展趋势   1.3  传感器的定义、组成、分类及图形符号     1.3.1  传感器定义     1.3.2  传感器组成     1.3.3  传感器分类     1.3.4  传感器图形符号与命名方法   思考题和习题 第2章  传感器的基本特性   2.1  传感器的静态特性     2.1.1  线性度     2.1.2  迟滞     2.1.3  重复性     2.1.4  灵敏度     2.1.5  分辨力和阈值     2.1.6  稳定性     2.1.7  漂移   2.2  传感器的动态特性     2.2.1  传感器动态误差     2.2.2  传递函数     2.2.3  一阶传感器系统     2.2.4  二阶传感器系统   思考题和习题 第3章  电阻应变式传感器   3.1  电阻应变片结构原理     3.1.1  电阻应变效应与应变片结构     3.1.2  电阻应变片的基本原理     3.1.3  压阻效应和压阻式传感器     3.1.4  应变片种类   3.2  金属应变片的主要特性     3.2.1  应变片的灵敏系数     3.2.2  横向效应     3.2.3  应变片温度误差及补偿方法   3.3  电阻应变片测量电路     3.3.1  直流电桥工作原理     3.3.2  交流电桥工作原理     3.3.3  电阻应变仪原理     3.3.4  相敏检波器   3.4  应变式传感器的应用     3.4.1  力传感器(测力与秤重)     3.4.2  膜片式压力传感器     3.4.3  应变式加速度传感器     3.4.4  硅压阻式压力传感器   思考题和习题 第4章  电容式传感器   4.1  电容式传感器的工作原理和结构类型     4.1.1  工作原理     4.1.2  结构类型   4.2  电容式传感器的输出特性     4.2.变极距型     4.2.2  平板变面积型     4.2.3  变介电常数型   4.3  测量电路     4.3.1  电容式传感器等效电路     4.3.2  电桥电路   4.4  应用举例     4.4.1  压差式电容压力传感器     4.4.2  电容测厚仪     4.4.3  力平衡式加速度传感器     4.4.4  电容传声器     4.4.5  硅电容式集成传感器     4.4.6  电容式指纹传感器   思考题和习题 第5章  电感式传感器   5.1  变磁阻式传感器(自感式传感器)     5.1.1  工作原理     5.1.2  输出特性     5.1.3  差动变间隙式电感传感器结构、原理     5.1.4  测量转换电路     5.1.5  变磁阻式传感器的应用   5.2  差动变压器式传感器(互感式传感器)     5.2.1  螺线管式差动变压器结构和工作原理     5.2.2  基本特性     5.2.3  零点残余电压     5.2.4  差动变压器测量电路     5.2.5  应用举例   5.3  电涡流式传感器     5.3.1  工作原理     5.3.2  等效电路分析     5.3.3  涡流的分布和强度     5.3.4  测量电路     5.3.5  电涡流传感器的应用   思考题和习题 第6章  磁电式传感器   6.1  磁电感应式传感器(电动式)     6.1.1  工作原理和结构形式     6.1.2  磁电感应式传感器的基本特性     6.1.3  磁电感应式传感器的测量电路     6.1.4  磁电感应式传感器的应用   6.2  霍尔传感器     6.2.1  霍尔效应     6.2.2  霍尔元件     6.2.3  霍尔元件的误差及补偿     6.2.4  。霍尔元件的应用     6.2.5  集成霍尔传感器   6.3  磁敏元件     6.3.1  磁敏电阻器     6.3.2  磁敏晶体管     6.3.3  集成磁敏元件   思考题和习题 第7章  压电式传感器   7.1  压电效应   7.2  压电材料     7.2.1  石英晶体     7.2.2  压电陶瓷(多晶体)     7.2.3  聚偏氟乙烯压电材料   7.3  压电元件结构形式     7.4  等效电路与测量电路     7.4.1  压电传感器等效电路     7.4.2  压电传感器测量电路   7.5  压电传感器的应用   思考题和习题 第8章  光电效应及光敏器件   8.1  光电效应     8.1.1  外光电效应     8.1.2  内光电效应   8.2  光电器件     8.2.1  光电管     8.2.2  光电倍增管     8.2.3  光敏电阻   …… 第9章  新型光电传感器 第10章  半导体式化学传感器 第11章  波与射线式传感器 第12章  热电式传感器 第13章  传感器实验与综合练习 参考文献