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第1章 传感器概述1

1.1 自动测控系统与传感器1

1.1.1 自动测控系统1

1.1.2 传感器2

1.2 传感器的分类3

1.2.1 按被测物理量分类3

1.2.2 按传感器工作原理分类3

1.3 传感器性能指标5

1.3.1 静态特性5

1.3.2 动态特性7

1.3.3 性能指标8

1.4 实训9

1.4.1 电子秤静态特性测试9

1.4.2 红外线传感器来人自动闪灯电路装配与调试9

1.5 习题10

第2章 温度传感器11

2.1 温度测量概述11

2.2 热电偶传感器11

2.2.1 热电偶测温原理12

2.2.2 热电偶的结构形式和标准化热电偶14

2.2.3 热电偶测温及参考端温度补偿17

2.3 金属热电阻传感器18

2.3.1 热电阻的温度特性19

2.3.2 热电阻传感器的结构19

2.4 热敏电阻20

2.4.1 热敏电阻的（Rt—t）特性20

2.4.2 负温度系数热敏电阻的性能20

2.4.3 负温度系数热敏电阻的温度方程21

2.4.4 负温度系数热敏电阻的主要特性22

2.5 集成温度传感器23

2.5.1 集成温度传感器的基本工作原理23

2.5.2 电压输出型集成温度传感器24

2.5.3 电流输出型集成温度传感器24

2.6 温度传感器应用实例24

2.6.1 双金属温度传感器温度计24

2.6.2 热电偶用于电加热炉温度控制25

2.6.3 热敏电阻温度传感器的应用26

2.6.4 晶体管温度传感器的应用27

2.6.5 集成温度传感器的应用28

2.6.6 家用空调专用温度传感器29

2.6.7 电冰箱、电冰柜专用温度传感器30

2.6.8 热水器专用温度传感器31

2.6.9 汽车发动机控制系统专用温度传感器32

2.7 实训32

2.7.1 熟悉集成温度传感器的性能指标32

2.7.2 电冰箱温度超标指示电路的装配与调试33

2.8 习题33

第3章 力传感器35

3.1 弹性敏感元器件35

3.1.1 弹性敏感元器件的特性35

3.1.2 弹性敏感元器件的分类36

3.2 电阻应变片传感器38

3.2.1 电阻应变片的工作原理39

3.2.2 电阻应变片的分类39

3.2.3 电阻应变片的测量电路41

3.3 压电传感器42

3.3.1 石英晶体的压电效应42

3.3.2 压电陶瓷的压电效应43

3.3.3 压电元器件的并联和串联44

3.3.4 压电测力传感器结构45

3.3.5 单片集成硅压力传感器45

3.4 电容式传感器46

3.4.1 变极距式电容传感器46

3.4.2 变面积式电容传感器48

3.4.3 变介电常数式电容传感器49

3.5 电感式传感器50

3.5.1 自感式传感器50

3.5.2 互感式传感器52

3.6 加速度传感器53

3.6.1 加速度传感器的组成53

3.6.2 ADXL320双轴加速度传感器54

3.6.3 物体移动或倾倒报警电路55

3.6.4 MMA1220D单轴加速度传感器55

3.6.5 手机跌落关机保护56

3.7 力传感器应用实例57

3.7.1 煤气灶电子点火器57

3.7.2 压电式玻璃破碎报警器57

3.7.3 带温度补偿的压力电子开关58

3.7.4 电阻应变片称重传感器58

3.7.5 指套式电子血压计58

3.7.6 CL-YZ-320型力敏传感器59

3.7.7 手机和平板电脑的横竖显示转换60

3.8 实训61

3.8.1 电阻应变片力传感器的装配与调试61

3.8.2 LED条图显示压力计电路的装配与调试61

3.9 习题63

第4章 光电式传感器65

4.1 光电效应65

4.1.1 外光电效应65

4.1.2 内光电效应65

4.1.3 光生伏打效应66

4.2 光电器件66

4.2.1 光电管和光电倍增管66

4.2.2 光敏电阻67

4.2.3 光敏二极管和光敏晶体管68

4.2.4 光电池69

4.2.5 光电元器件的特性69

4.2.6 光耦合器件73

4.3 红外线传感器75

4.3.1 概述75

4.3.2 热释电型红外传感器76

4.4 色彩传感器78

4.5 CZG-GD-500系列紫外火焰传感器80

4.6 光纤传感器81

4.6.1 光纤传感元器件81

4.6.2 常用光纤传感器82

4.7 光传感器应用实例84

4.7.1 自动照明灯84

4.7.2 物体长度及运动速度的检测84

4.7.3 红外线自动水龙头85

4.7.4 手指光反射测量心率方法85

4.7.5 条形码扫描笔86

4.7.6 插卡式电源开关87

4.8 实训88

4.8.1 熟悉常用光敏元器件的性能指标88

4.8.2 测光文具盒电路的装配与测试88

4.9 习题89

第5章 图像传感器91

5.1 CCD图像传感器91

5.1.1 CCD91

5.1.2 CCD图像传感器93

5.1.3 CCD图像传感器的应用94

5.2 CMOS图像传感器95

5.2.1 CMOS型光电转换器件95

5.2.2 CMOS图像传感器的结构及原理96

5.2.3 CMOS图像传感器的应用97

5.3 CCD和CMOS图像传感器应用实例97

5.3.1 月票自动发售机97

5.3.2 数字摄像机98

5.3.3 数码相机98

5.3.4 平板电脑和手机摄像头99

5.3.5 外置式计算机摄像头100

5.3.6 光纤内窥镜101

5.4 实训101

5.4.1 工作现场图像传输网络的安装与调试101

5.4.2 汽车倒车提醒和后视电路的装配与调试102

5.5 习题103

第6章 霍尔传感器及其他磁传感器104

6.1 霍尔传感器工作原理104

6.1.1 霍尔效应104

6.1.2 霍尔元器件的主要技术参数106

6.2 霍尔传感器107

6.2.1 霍尔开关集成传感器107

6.2.2 霍尔线性集成传感器108

6.3 其他磁传感器108

6.3.1 磁阻元器件108

6.3.2 磁敏二极管109

6.3.3 磁敏晶体管110

6.4 霍尔传感器及其他磁传感器应用实例111

6.4.1 霍尔汽车无触点点火器111

6.4.2 霍尔无刷直流电动机112

6.4.3 磁卡及磁卡阅读器112

6.5 实训113

6.5.1 干簧管开门播放音乐电路的装配与调试113

6.5.2 磁感应强度测量仪电路的装配与调试114

6.6 习题114

第7章 位移传感器116

7.1 机械位移传感器116

7.1.1 电位器式机械位移传感器116

7.1.2 电容式机械位移传感器117

7.1.3 螺线管电感式机械位移传感器118

7.1.4 差动变压器式机械位移传感器118

7.2 光栅位移传感器119

7.2.1 莫尔条纹119

7.2.2 光栅位移传感器的结构及工作原理120

7.2.3 光栅位移传感器的应用120

7.3 磁栅位移传感器120

7.4 热释电式接近传感器122

7.5 磁电式转速传感器123

7.6 多普勒传感器123

7.6.1 多普勒效应123

7.6.2 多普勒雷达测速124

7.7 导电式液位传感器124

7.8 流量及流速传感器126

7.8.1 电磁式流量传感器126

7.8.2 电磁式流速传感器127

7.8.3 涡轮式流速传感器127

7.9 实训128

7.9.1 灯光照射测转盘转速128

7.9.2 太阳能热水器水位报警器的装配与调试128

7.10 习题129

第8章 气体和湿度传感器130

8.1 气体传感器130

8.1.1 半导体气体传感器131

8.1.2 固体电解质式气体传感器132

8.1.3 接触燃烧式气体传感器132

8.1.4 电化学式气体传感器133

8.1.5 集成型气体传感器134

8.1.6 烟雾传感器134

8.2 湿度传感器135

8.2.1 概述135

8.2.2 陶瓷湿度传感器137

8.2.3 有机高分子湿度传感器138

8.2.4 半导体湿度传感器139

8.2.5 含水量检测139

8.3 气体和湿度传感器的应用140

8.3.1 煤气浓度检测电路140

8.3.2 自动空气净化换气扇140

8.3.3 自动去湿装置141

8.3.4 空气湿度检测电路141

8.4 实训141

8.4.1 结露报警电路的装配与调试141

8.4.2 酒精测试仪电路的装配与调试142

8.5 习题143

第9章 几种新型传感器144

9.1 生物传感器144

9.1.1 概述144

9.1.2 生物传感器的工作原理及结构145

9.1.3 生物芯片148

9.2 微波传感器150

9.2.1 概述150

9.2.2 微波传感器及其分类151

9.2.3 微波温度传感器151

9.2.4 非接触式公交IC卡和读写器152

9.3 超声波传感器153

9.3.1 超声波传感器的物理基础153

9.3.2 超声波换能器及耦合技术155

9.3.3 超声波传感器的应用156

9.4 机器人传感器159

9.4.1 机器人与传感器159

9.4.2 机器人传感器的分类159

9.4.3 触觉传感器160

9.4.4 接近觉传感器162

9.4.5 视觉传感器163

9.4.6 听觉、嗅觉、味觉及其他传感器165

9.5 指纹传感器168

9.5.1 指纹识别技术168

9.5.2 指纹传感器168

9.6 触摸屏170

9.6.1 触摸屏技术170

9.6.2 多点触控滑屏的应用172

9.7 微机电系统173

9.7.1 微机电系统的特点173

9.7.2 声表面波叉指换能器174

9.7.3 叉指换能器振荡器式微传感器174

9.8 实训175

9.8.1 参观、使用和体会新型传感器的功能175

9.8.2 敲击报警器电路的装配与调试175

9.9 习题176

第10章 智能传感器177

10.1 智能传感器概述177

10.1.1 智能传感器的功能177

10.1.2 智能传感器的层次结构178

10.1.3 智能传感器的实现179

10.2 计算型智能传感器180

10.2.1 计算型智能传感器的构成方式180

10.2.2 计算型智能传感器的基本结构180

10.3 特殊材料型智能传感器182

10.4 几何结构型智能传感器183

10.5 多传感器融合系统183

10.5.1 多传感器融合184

10.5.2 数据融合184

10.5.3 多传感器融合系统的应用184

10.6 模糊传感器185

10.6.1 模糊语言和模糊传感器结构185

10.6.2 模糊传感器的应用186

10.7 智能传感器实例186

10.7.1 DSIJ-3000智能压力传感器186

10.7.2 气象参数测试仪187

10.7.3 汽车制动性能检测仪188

10.7.4 轮速智能传感器189

10.7.5 车载信息系统190

10.7.6 虚拟仪器191

10.8 实训191

10.8.1 模糊洗衣机体验191

10.8.2 智能压阻压力传感器体验192

10.9 习题192

第11章 传感器网络194

11.1 传感器网络概述194

11.1.1 传感器网络的作用194

11.1.2 传感器网络的结构195

11.2 传感器网络信息交换体系196

11.3 OSI开放系统互连参考模型197

11.3.1 OSI参考模型的层次结构197

11.3.2 OSI参考模型各层规范的功能198

11.4 传感器网络通信协议199

11.4.1 汽车协议及其应用200

11.4.2 工业网络协议202

11.4.3 办公室与楼宇自动化网络协议203

11.4.4 家庭自动化网络协议203

11.5 无线传感器网络205

11.5.1 无线传感器网络的结构205

11.5.2 无线传感器网络的应用206

11.6 实训207

11.6.1 传感器信号无线通信网络的方案设计207

11.6.2 调频无线传声器电路的装配与调试208

11.7 习题209

参考文献210