现代传感技术与应用 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

械 工 业 出 版 社本书从信息获取和系统集成的角度出发，系统地阐述了各类传感器的工作原理、基本结构、测量电路及其在工业测试中的典型应用，突破了就器件论器件的传统讲解方式。

全书共分11章，绪论及第1章主要介绍传感器的作用、定义与组成、分类、传感器与测试系统的数学模型及基本特性，传感器与检测技术的展望；第2～8章重点介绍了各类常用传感器的工作原理、组成结构、输出特性、测量电路、误差分析与补偿以及典型应用；第9、10章简要介绍了集成化智能传感器和无线传感器网络的基本知识；第11章详细介绍了工业生产自动化仪表和测试系统的信号调理技术、数据采集与转换技术，并通过实例详细讲述了现代测试系统的集成设计与性能评价方法，讲述了基于NI ELVIS平台的设计性实验。

本书可作为普通高等院校自动化、测控技术与仪器、电子信息、机械设计制造及其自动化等专业的教材，也可作为生产企业一线从事传感器与检测技术的工程技术人员的参考用书。

本书配有免费电子课件，欢迎选用本教材的教师登录www.cmpedu.com下载，或发送邮件到jinacmp@163com索取。

前言

绪论

0.1传感器的作用

0.2传感器的定义与组成

0.3传感器的分类

第1章传感器技术的基本概念

1.1传感器的基本特性

1.1.1传感器的静态特性

1.1.2传感器的动态特性

1.2传感器的标定与校准

1.3传感器的选用原则

1.4改善传感器性能的主要措施

1.5传感器技术的展望

习题与思考题

第2章应变式传感器

2.1应变效应

2.2应变片

2.3测量电桥

2.3.1直流电桥

2.3.2交流电桥

2.4应变片的温度误差及补偿

2.5应变式传感器的应用

2.6固态压阻式传感器

2.6.1工作原理

2.6.2半导体应变片的结构

2.6.3压阻式压力传感器的接口电路

实例

2.6.4压阻式压力传感器的应用

2.7实验指导

2.7.1CSY系列传感器与检测技术

实验台概述

2.7.2应变式传感器测量电桥性能

分析实验

2.7.3数字式电子秤设计实验

习题与思考题

第3章电感式传感器

3.1自感式传感器

3.1.1工作原理

3.1.2特性分析

3.1.3测量电路

3.1.4误差分析

3.1.5自感式传感器的应用

3.2差动变压器式传感器

3.2.1工作原理

3.2.2螺管式差动变压器

3.2.3测量电路

3.2.4差动变压器的应用

3.3电涡流式传感器

3.3.1工作原理

3.3.2结构形式

3.3.3基本特性

3.3.4测量电路

3.3.5电涡流式传感器的应用

3.4实验指导

3.4.1差动变压器输出特性分析实验

3.4.2电涡流式传感器特性分析实验

习题与思考题

第4章电容式传感器

4.1工作原理

4.2结构类型

4.3输出特性

4.3.1变极距型电容传感器

4.3.2变面积型电容传感器

4.3.3变介质型电容传感器

4.4测量电路

4.5误差分析及其补偿

4.6电容式传感器的实际应用

4.7实验指导——电容式传感器静态特性

分析实验

习题与思考题

第5章磁电式传感器

5.1磁电感应式传感器

5.1.1工作原理

5.1.2结构类型

5.1.3基本特性

5.2霍尔传感器

5.2.1霍尔效应

5.2.2霍尔元件

5.2.3误差与补偿

5.2.4霍尔集成传感器

5.2.5霍尔传感器的应用

5.3实验指导

5.3.1霍尔传感器位移特性实验

5.3.2数字式霍尔转速计设计实验

习题与思考题

目录第6章压电式传感器

6.1工作原理

6.1.1压电效应

6.1.2压电常数和表面电荷

6.2压电材料

6.2.1压电晶体

6.2.2压电陶瓷

6.2.3聚偏二氟乙烯

6.3测量电路

6.3.1压电晶片的连接

6.3.2等效电路

6.3.3前置放大器

6.4压电式传感器的应用

6.4.1压电式加速度传感器

6.4.2压电式力传感器

6.5实验指导——压电式传感器测振动

实验

习题与思考题

第7章光电式传感器

7.1光电效应

7.1.1外光电效应

7.1.2内光电效应

7.2光电器件

7.2.1光电管

7.2.2光敏电阻

7.2.3光电池

7.2.4光电二极管和光电晶体管

7.2.5光电器件的应用

7.3光电式编码器

7.3.1工作原理

7.3.2类型与结构

7.3.3实际应用

7.4光纤传感器

7.4.1光纤的结构和传输原理

7.4.2工作原理

7.4.3实际应用

7.5光栅式传感器

7.5.1结构与分类

7.5.2工作原理

7.5.3辨向和细分技术

7.6光固态图像传感器

7.6.1CCD的结构和工作原理

7.6.2CCD的分类

7.6.3CCD图像传感器的应用

7.7实验指导

7.7.1CSY型光电传感器系统实验台

简介

7.7.2光电器件特性测试实验

习题与思考题

第8章热电式传感器

8.1热电偶

8.1.1测温原理

8.1.2基本定律

8.1.3类型与结构

8.1.4冷端误差及其补偿

8.1.5测温电路

8.2热电阻

8.2.1金属热电阻

8.2.2热敏电阻

8.2.3工作电路

8.3集成温度传感器

8.3.1集成温度传感器LM35

8.3.2集成温度传感器AD590

8.3.3一线数字温度计DS1820

8.4实验指导

8.4.1铂电阻测温性能实验

8.4.2热电偶温度测量及冷端补偿

实验

习题与思考题

第9章智能传感器

9.1智能传感器概述

9.1.1智能传感器的概念

9.1.2智能传感器的功能

9.1.3智能传感器的特点和发展趋势

9.2智能传感器的组成与实现

9.2.1智能传感器的组成

9.2.2智能传感器的实现

9.3典型智能传感器及其应用

9.3.1智能温度传感器

9.3.2轮胎压力传感器

9.3.3智能差压变送器

习题与思考题

第10章无线传感器网络

10.1无线传感器网络的特点和发展

10.2无线传感器网络的结构和节点组成

10.3无线传感器网络的关键技术

10.4无线传感器网络协议标准

10.5无线传感器网络的应用设计

习题与思考题

第11章工业自动化仪表与现代检测

系统设计

11.1工业自动化仪表

11.1.1工业自动化仪表简介

11.1.2仪表的发展及其趋势

11.1.3工业自动化仪表的分类

11.1.4信号制

11.1.5检测仪表

11.1.6变送器

11.2现代检测系统

11.2.1现代检测系统的组成

11.2.2信号调理技术

11.2.3信号采集与转换

11.3现代检测系统设计及实例

11.3.1现代检测系统的设计

11.3.2基于1Wire总线的多点温湿度

测量系统应用实例

习题与思考题

参考文献

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前言

信息技术的发展对人们的生产、生活带来了巨大的变化。科技越发达，自动化、智能化程度越高，对传感器技术的依赖也就越强。传感器技术既是现代信息系统的“源头”或“感官”，又是信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。如果没有性能可靠的传感器，那么信息的准确获取和精密检测就是一句空话，通信技术和计算机技术也就成了无源之水、无木之本。因此，应用、研究和发展传感器技术是生产过程自动化、智能化和信息时代的必然要求。

全书共11章，绪论主要介绍了传感器的作用、定义、组成及分类；第1章主要介绍了传感器的基本特性、标定与校准、选用原则、改善性能的措施以及传感器技术的展望；第2～8章重点介绍了各类常用传感器（包括应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电式传感器、热电式传感器）的转换原理、组成结构、输出特性、测量电路、误差分析与补偿以及典型应用；第9、10章主要介绍了智能传感器和无线传感器网络的基本知识；第11章从工业生产的自动化及测试系统集成设计的角度出发，详细介绍了工业自动化仪表及现代检测系统的有关内容，并通过系统设计及实例详细讲述了现代测试系统的集成设计与性能评价方法。

本书以信息的获取、转换和处理为主线，从测控系统集成的角度讲述了各类传感器的原理、结构、测量电路以及在测控系统中的应用。书中不但讲解传感器的基础理论，而且注重实际应用，各章节分别介绍了不同传感器的验证性、综合性和设计性实验。希望通过验证性、综合性、设计性、创新性实验多个环节的分层次、递进式反复训练，实现从基础层、应用层到提高层的跨越，为培养学生的实践能力和创新能力打下基础。

本书的电子配套教学资源十分丰富，目前已初步建成传感器网络教学平台，且运行良好，网络资源包括课程大纲、课程教案、电子教材、PPT课件、各类动画、实践指导、虚拟仿真实验、自测试题和每章习题等。

本书由常州工学院潘雪涛、南京工程学院温秀兰任主编，淮阴工学院李洪海和常州工学院张美凤任副主编，参加编写工作的还有常州工学院蔡建文、孟飞、张亚锋。其中，潘雪涛编写绪论、第1章，李洪海编写第4章，温秀兰编写第7章（部分内容）和第11章（部分内容），张美凤编写第2章、第3章、第6章和第8章，蔡建文编写第5章，孟飞编写第9章、第10章和第11章（部分内容），张亚锋编写第7章（部分内容）。

本书在编写过程中参考并引用了一些文献，在此向各位文献作者表示衷心感谢！本书为“十三五”江苏省高等学校重点教材，编写出版过程中，承蒙江苏大学李伯全、江苏科技大学李滨城、常州大学石澄贤、南京审计大学林金官、江苏理工学院雷卫宁审阅了全稿并提出了很多宝贵意见和建议，在此表示诚挚的谢意！

由于传感器是多学科知识的综合，种类多、发展快、应用领域广，而编者的水平和经验有限，书中的错误和不当之处在所难免，恳请读者批评指正。