传感器原理与应用

第一篇传感器原理

第1章传感器概述

1.1传感器的定义、组成和分类

1.1.1传感器的定义.

1.1.2传感器的基本组成

1.1.3传感器的分类

1.2传感器的静态特性

1.2.1静态方程式

1,2.2静态特性的主要技术指标

1.3传感器的动态特性

1.3.1动态特性的一般数学模型与传递函数

1.3.2传感器的频率特性

1.3.3过渡函数与稳定时间

1.3.4二阶传感器

1.4传感器的标定

1.4.1传感器静态特性的标定方法

1.4.2传感器动态特性的实验确定法

第2章电阻式传感器

2.1金属应变片式电阻传感器

2.1.1 工作原理

2.1.2金属电阻应变片的选用和粘贴

2.1.3电阻应变片的测量电路

2.1.4温度误差及其补偿

2.2基于 MEMS 的半导体压阻式传感器

2.2.1半导体材料的压阻效应和压阻系数

2.2.2半导体压阻式压力传感器的构成

2.2.3压阻式传感器温度漂移的补偿

2,2.4压阻式集成压力传感器

第3章电容式传感器

3.1电容式传感器的基本工作原理和结构类型3.1.1电容式传感器的基本工作原理

3.1.2电容式传感器的结构类型

3.2电容式传感器的测量电路

3.3基于MEMS的微型电容式传感器

3.3.1微型电容式加速度传感器

3.3.2微型电容式压力传感器

第4章电感式传感器

4.1自感型电感式传感器

4.1.1可变磁阻式自感型传感器的工作原理和结构类型4.1.2可变磁阻式自感型传感器的信号测量电路

4.2互感型差动变压器式传感器

4.2.1螺线管式差动变压器的工作原理和基本特性

4.2.2差动变压器的测量电路

4.2.3差动变压器式传感器的应用

4.3电涡流式传感器

4.3.1高频反射涡流式传感器

4.3.2低频透射涡流式传感器

4.3.3测量电路

4.3.4应用举例

第5章压电式传感器

5.1压电效应原理

5.1.1石英晶体

5.1.2压电陶瓷

5.1.3压电式传感器

5.2压电式传感器的测量

5.2.1压电式传感器的等效电路

5.2.2压电式传感器的测量电路

5.3压电式传感器的应用

5.3.1压电式测力传感器

5.3.2压电式加速度传感器

5.3.3压电式金属加工切削力测量

5.3.4压电式玻璃破碎报警器

第6章磁电式传感器

6.1磁电感应式传感器

6.1.1磁电感应式传感器的工作原理和结构形式6.1.2磁电感应式传感器的特性

6.1.3磁电感应式传感器的测量电路

6.1.4磁电感应式扭矩传感器

6.2霍尔式传感器

6.2.1霍尔效应及霍尔元件

6.2.2霍尔元件的基本电路

6.2.3霍尔元件的误差分析及补偿电路6.2.4霍尔式传感器的应用

第7章热电式传感器

7.1热电偶

7.1.1热电偶工作的基本原理

7.1.2热电偶基本定律

7.1.3热电偶类型

7,1.4热电偶的结构形式

7.2热电偶冷端温度及其补偿

……

10.2.1离子选择电极

10.2,2离子敏场效应管

第二篇物联网系统

第11章传感器电路与系统应用

11.1传感器信号的类型及处理方法

11.1.1传感器信号的类型

11.1.2电容式与电感式传感器信号处理方法

11.1.3频率变化式传感器信号处理方法

11.2传感器信号基本运算电路

11.2.1求差电路

11.2.2高输人阻抗的差分放大电路

11.2.3求和电路

11.2.4积分电路

11.2.5微分电路

11.3传感器信号基本运算电路

11.3.1信号放大电路

11.3.2电桥电路

11.4阵列语音采集系统

11.5 MEMS传感器实验系统

11.6电子心肺音采集系统

第12章无线传感器网络(WSN)

12.1无线传感器网络的体系结构

12.1.1 WSN的应用系统架构

12.1.2 WSN 感知节点结构

12.1.3 WSN体系结构...

12.2无线传感器网络的特征

12.2.1与现有无线网络的区别

12.2.2与现场总线的区别

12.2.3无线传感器网络的特点

12.3基于WSN技术的室内空气质量监测系统设计及应用12.3.1 WSN 总体硬件结构・

12.3.2空气质量监测节点硬件设计

12.3.3数据传输节点电路

12.3.4监测系统软件设计

12.3.5室内空气质量监测系统测试

12.4物联网十区块链实例:分布式高精度定位网络

12.5传感器、物联网与区块链概述

12.6物联网面临的各种挑战

12.6.1中心化的安全、管理压力

12.6.2数据的可信、溯源问题

12.6.3信息孤岛挑战

参考文献

传感器技术是重要的基础性技术，掌握传感器技术、合理应用传感器构建各类传感器系统与网络，几乎是所有技术领域工程人员必须具备的基本能力。本书是作者在多年从事传感器教学、科研和生产实践的基础上编写而成的。全书分为两篇，共12章。第一篇为传感器原理(第1-10章)，包括传感器概述、电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器、光电式传感器、光纤传感器、化学量传感器等内容；第二篇为传感器应用(第11章和第12章)，包括传感电路与系统应用和无线传感器网络等内容。本书内容全面、系统，理论与实际结合，层次分明、条理清楚，可作为电子信息、仪器仪表、自动控制、电气工程及自动化等专业的本科生和研究生的教学用书，也可作为有关工程技术人员的参考资料。