本书构建了传感器及检测的基础知识平台, 重点突出了传感器的实用技术, 具体对温度、力敏、湿度和气敏、磁敏、流量、光电及物位检测用传感器的敏感材料及机理、测量电路、应用实例作了系统全面的介绍。本书可作为高职高专院校电子、通信类专业学生用书, 也可供广大工程、维修技术人员学习和参考。

《传感器及实用检测技术》一书应出版社要求再版，我们深受鼓舞，同时经过慎重思考后，决定再版保持原书特色和框架，增加传感器课程设计实例部分。本书的编写思路就是尽可能地将纷繁的内容进行整合, 以构建传感器知识平台为主线(包括各类传感器的共性知识及实用技术), 以讲解具体的传感器为辅线, 着力突出思路清晰、知识够用、实践指导意义强的特点。在传感器种类的选取上以四大热工当量及常用的物理量为主, 而每种传感器的知识构架以敏感材料及机理、测量电路、应用实例的详解为三大主要模块。全书内容分为绪论及九大章节。绪论部分从较广的视角来描述传感器的发展历程及特点、新技术的应用以及目前世界范围内传感器的市场态势。传感器共性知识平台的内容主要集中在第1、9章。第1章从基础层面介绍了传感器的一些必备概念, 第9章从实用角度介绍了传感器的应用技术。工程实践中应用最广泛的四大热工当量的检测集中在第2章(温度传感器及检测)、第3章(力敏传感器及检测)、第6章(流量传感器及检测)及第8章(物位的检测)。其他一些常用传感器的内容集中在第4章(湿度传感器和气敏传感器)、第5章(磁敏传感器及检测)及第7章(光电传感器)。本书的编写工作由武汉职业技术学院负责, 其中绪论及第1、2、9章由程军编写, 第5、6、8章由石建华编写, 第3章由彭朝晖编写, 第4章由胡璞编写, 第7章由熊晓倩编写, 附录由熊晓倩、叶俊编写。由于编者水平有限, 书中难免存在不妥之处, 敬请广大读者提出宝贵意见及建议。
　　 编 者 　　 2017年5月

绪论 1 0.1 传感器的应用领域 1 0.2 传感器的发展概述 1 思考题及习题 4第1章 传感器基础知识 5 1.1 传感器的概念 5 1.2 传感器的分类 6 1.3 传感器与检测系统 8 1.4 传感器技术 11 1.4.1 传感器技术学科特点 11 1.4.2 传感器的材料 11 1.4.3 检测技术 12 1.4.4 工艺加工技术 12 1.5 传感器的基本特性 13 1.5.1 静态特性 14 1.5.2 动态特性 20 思考题及习题 21第2章 温度传感器及检测 22 2.1 温度检测概述 22 2.1.1 温度 22 2.1.2 温标 22 2.1.3 温度的标定 23 2.1.4 温度的检测方法 24 2.1.5 温度传感器的分类及合理选用 24 2.2 热电阻测温传感器 27 2.2.1 金属热电阻 27 2.2.2 热敏电阻 31 2.2.3 热电阻的合理选择及命名 35 2.2.4 热电阻的应用实例 37 2.3 热电偶温度传感器 39 2.3.1 热电偶测温原理 40 2.3.2 热电回路的基本定律 42 2.3.3 热电偶材料及结构 43 2.3.4 热电偶参考端温度补偿 45 2.3.5 热电偶的应用及测温线路 48 2.4 集成温度传感器 50 2.5 温度传感器的工程设计实例 53 思考题及习题 57第3章 力敏传感器及检测 58 3.1 力学传感器中的弹性元件 58 3.1.1 变换力的弹性元件 58 3.1.2 变换压力的弹性元件 59 3.2 电阻应变式传感器 61 3.2.1 电阻应变片的工作原理 62 3.2.2 电阻应变片的结构和特性 63 3.2.3 电阻应变式传感器的信号调理电路 65 3.2.4 电阻应变片的温度误差及补偿方法 67 3.2.5 应变式传感器的用途 68 3.3 压阻式压力传感器 69 3.3.1 压阻式压力传感器的工作原理与主要特点 69 3.3.2 温度补偿 70 3.3.3 压阻式压力传感器的应用 70 3.4 压电式传感器 71 3.4.1 压电效应 72 3.4.2 压电材料 72 3.4.3 压电元件的应用特点 73 3.4.4 压电式传感器的应用 75 3.5 电容式传感器 76 3.5.1 电容式传感器的工作原理及结构形式 76 3.5.2 变间隙式电容式传感器 77 3.5.3 变面积式电容式传感器 79 3.5.4 变介电常数式电容式传感器 80 3.5.5 电容式传感器的信号调理电路 81 3.5.6 电容式传感器的应用 81 3.6 力敏传感器的应用实例 83 3.6.1 压电引信 83 3.6.2 泥浆材料测重仪 83 3.6.3 电子皮带秤 85 3.6.4 千斤顶荷重测试 86 3.6.5 续航发动机燃烧室压力及推力测试 86 3.6.6 指套式电子血压计 87 3.6.7 开关式加速度传感器在汽车安全气囊系统上的应用 88 思考题及习题 89第4章 湿度传感器和气敏传感器 90 4.1 湿度传感器 90 4.1.1 湿度的概念 90 4.1.2 湿度传感器的种类 91 4.1.3 湿度传感器的应用实例 93 4.1.4 湿度传感器的合理选用 95 4.1.5 湿度传感器的实训设计 100 4.2 气敏传感器 101 4.2.1 气敏检测方法 102 4.2.2 气敏检测应用实例 103 思考题及习题 105第5章 磁敏传感器及检测 107 5.1 概述 107 5.2 磁敏检测方法 107 5.2.1 磁电感应法测磁场 107 5.2.2 磁阻效应测磁场 108 5.2.3 PN结效应测磁场 109 5.2.4 磁敏检测应用领域 111 5.3 霍尔传感器 112 5.3.1 霍尔传感器的工作原理 112 5.3.2 霍尔元件及材料 114 5.3.3 霍尔集成电路 116 5.3.4 霍尔传感器应用实例 120 5.3.5 霍尔传感器产品选型 124 思考题及习题 127第6章 流量传感器及检测 128 6.1 概述 128 6.1.1 流量测量的意义 128 6.1.2 流量的相关概念 129 6.1.3 流量的测量方法 130 6.1.4 流量计的分类 131 6.2 电磁流量计 134 6.2.1 电磁流量计的测量原理 134 6.2.2 电磁流量计的结构 135 6.2.3 电磁流量计的特点 137 6.2.4 电磁流量计的合理使用 138 6.3 涡街流量计 139 6.3.1 涡街流量计的测量原理及结构 139 6.3.2 涡街流量计的特点 143 6.3.3 涡街流量计的合理使用 143 6.4 超声波流量计 144 6.4.1 超声波的概念 144 6.4.2 超声波流量计的测量原理及结构 145 6.4.3 超声波流量计的特点 147 6.4.4 超声波流量计的合理使用 148 6.5 流量标准装置 148 6.5.1 液体流量标准装置 149 6.5.2 气体流量标准装置 151 6.6 实用流量传感器产品选型 152 思考题及习题 154第7章 光电传感器 155 7.1 光电转换系统的构成 155 7.2 光电效应 156 7.2.1 外光电效应 156 7.2.2 光导效应 156 7.2.3 光生伏特效应 157 7.3 主要光电器件 157 7.3.1 光电管 157 7.3.2 光敏电阻 159 7.3.3 光敏二极管和三极管 161 7.3.4 光电池 165 7.3.5 光电耦合器 167 7.4 光电传感器应用实例 168 7.4.1 光控路灯控制器 168 7.4.2 光电转速测量装置 168 7.4.3 测光文具盒电路 169 7.5 光纤传感器 170 7.5.1 光纤的结构与传光原理 170 7.5.2 光纤传感器的原理与分类 171 7.5.3 光纤传感器的应用实例 173 7.6 红外传感器 174 7.6.1 红外辐射知识 174 7.6.2 热释电传感器 175 7.6.3 红外传感器应用实例 176 7.7 CCD图像传感器 177 7.7.1 CCD图像传感器的工作原理 177 7.7.2 CCD图像传感器的应用 179 7.8 光电传感器设计实例 180 7.8.1 设计思路 180 7.8.2 设计要求 181 7.8.3 设计过程 181 7.9 光电传感器的选择 182 思考题及习题 183第8章 物位的检测 185 8.1 概述 185 8.1.1 物位的测量对象 185 8.1.2 物位的测量方法及分类 185 8.2 静压式液位检测 186 8.2.1 差压液位计 186 8.2.2 浮子式液位计 187 8.3 电容式料位计 190 8.4 物位测量中应注意的问题 191 8.4.1 物位计的选型 192 8.4.2 测量电路 193 8.4.3 系统安装 194 8.4.4 传感器的标定、保养与校验 197 思考题及习题 198第9章 传感器实用技术 199 9.1 信号调理 199 9.1.1 电平调整 200 9.1.2 线性化 205 9.1.3 信号形式变换 208 9.1.4 滤波及阻抗转换 223 9.2 驱动电路分析 226 9.2.1 恒压源驱动电路分析 226 9.2.2 恒流源驱动电路分析 227 9.3 抗干扰技术 228 9.3.1 噪声及防护 229 9.3.2 电磁干扰的传播路径 230 9.3.3 抗电磁干扰技术 231 9.4 传感器的工程应用思路 239 9.4.1 传感器的设计思路 239 9.4.2 传感器的合理选择 240 思考题及习题 242附录 传感器课程设计实例 243 实例一 超声波测距显示仪 243 实例二 环境温度实时监测仪 246 实例三 红外遥控灯 248 实例四 光控灯电路 251参考文献 254