第1章 绪论 1
本章思维导图 1
本章学习目标 2
1.1 传感器的定义 2
1.2 传感器的结构 2
1.3 传感器分类 3
1.4 现状与发展 4
1.4.1 研究现状 4
1.4.2 发展趋势 6
思考题与习题 7

第2章 传感器的特性 8
本章思维导图 8
本章学习目标 9
2.1 传感器的静态特性 9
2.1.1 线性度 9
2.1.2 迟滞 13
2.1.3 重复性 13
2.1.4 灵敏度与灵敏度误差 13
2.1.5 分辨力（率）与阈值 14
2.1.6 稳定性 14
2.1.7 静态误差 15
2.2 传感器的动态特性 15
2.2.1 数学模型与传递函数 16
2.2.2 传感器的动态响应 17
2.3 传感器的标定与选用 23
2.3.1 传感器的检定、标定与校准 23
2.3.2 传感器的选用 25
思考题与习题 26

第3章 电阻应变式传感器 28
本章思维导图 28
本章学习目标 29
3.1 电阻应变式传感器的工作原理 29
3.1.1 应变效应 29
3.1.2 电阻应变片的种类 31
3.1.3 电阻应变片的特性 33
3.1.4 温度误差及补偿 36
3.2 电阻应变片的测量电路 40
3.2.1 直流电桥 40
3.2.2 交流电桥 47
3.3 应变式传感器的典型应用 49
3.3.1 电阻应变式力传感器 49
3.3.2 其他方面的应用 52
思考题与习题 55

第4章 电容式传感器 56
本章思维导图 56
本章学习目标 57
4.1 工作原理与类型 57
4.1.1 变极距型电容式传感器 58
4.1.2 变面积型电容式传感器 61
4.1.3 变介电常数型电容式传感器 64
4.2 电容式传感器的转换电路 69
4.2.1 调频电路 70
4.2.2 运算放大器电路 71
4.2.3 变压器式交流电桥 71
4.2.4 二极管双T型电桥 73
4.2.5 脉冲宽度调制型电路 74
4.3 电容式传感器的特点及应用 76
4.3.1 电容式传感器的特点 76
4.3.2 电容式传感器的应用 77
思考题与习题 82

第5章 电感式传感器 84
本章思维导图 84
本章学习目标 85
5.1 自感式传感器 85
5.1.1 工作原理 85
5.1.2 灵敏度及非线性（输出特性） 86
5.1.3 等效电路和转换电路 90
5.1.4 零点残余电压 94
5.1.5 自感式传感器的应用 94
5.2 差动变压器式（互感式）传感器 95
5.2.1 工作原理 95
5.2.2 等效电路及其特性 97
5.2.3 零点残余电压的补偿 100
5.2.4 变压器式传感器的应用举例 102
5.3 电涡流式传感器 103
5.3.1 工作原理 103
5.3.2 转换电路 104
5.3.3 电涡流式传感器的特点及应用 105
思考题与习题 107

第6章 磁电式传感器 108
本章思维导图 108
本章学习目标 109
6.1 磁电感应式传感器 109
6.1.1 工作原理和结构类型 109
6.1.2 磁电感应式传感器的基本特性 111
6.1.3 磁电感应式传感器的测量电路 112
6.1.4 磁电感应式传感器应用 112
6.2 霍尔式传感器 114
6.2.1 工作原理 115
6.2.2 霍尔元件的结构和基本电路 117
6.2.3 霍尔元件的主要特性参数 117
6.2.4 霍尔元件的误差及补偿 118
6.2.5 霍尔式传感器的应用 120
思考题与习题 122

第7章 压电式传感器 123
本章思维导图 123
本章学习目标 124
7.1 压电式传感器的工作原理 124
7.1.1 压电效应 124
7.1.2 压电材料 125
7.1.3 压电元件变形方式 129
7.2 等效电路和测量电路 129
7.2.1 压电式传感器的等效电路 129
7.2.2 压电式传感器的测量电路（前置放大器） 131
7.3 压电式传感器的应用 134
7.3.1 压电式加速度传感器 134
7.3.2 PVDF声发射传感器 134
7.3.3 纺织基柔性压电式触觉传感器 135
思考题与习题 135

第8章 热电式传感器 136
本章思维导图 136
本章学习目标 137
8.1 热电阻传感器 137
8.1.1 热电阻传感器的工作原理 137
8.1.2 铂电阻 138
8.1.3 铜电阻 140
8.1.4 热电阻的测量电路 140
8.2 热敏电阻传感器 142
8.3 热电偶传感器 143
8.3.1 热电效应 143
8.3.2 热电偶基本定律 149
8.3.3 热电偶材料及常用热电偶 150
8.3.4 热电偶测温线路 151
8.3.5 热电偶参考端温度 154
8.4 热电阻、热电偶传感器的应用 159
8.4.1 装配热电阻 159
8.4.2 铠装热电阻 160
8.4.3 装配热电偶 160
8.4.4 铠装热电偶 160
8.4.5 温度变送器 161
思考题与习题 162

第9章 光电式传感器 163
本章思维导图 163
本章学习目标 164
9.1 光的特性与光电效应 164
9.1.1 光的特性 164
9.1.2 光电效应 164
9.1.3 各种光电器件的参数 165
9.2 光电传感器件 166
9.2.1 光电管 166
9.2.2 光电倍增管 166
9.2.3 光敏电阻 167
9.2.4 光敏二极管和光敏晶体管 169
9.2.5 光电池 171
9.2.6 光电耦合器件 172
9.3 电荷耦合器件（CCD） 173
9.4 光纤传感器 175
9.5 光电式传感器的应用 178
思考题与习题 181

第10章 化学及生物传感器 183
本章思维导图 183
本章学习目标 184
10.1 化学传感器 184
10.1.1 气体传感器 184
10.1.2 湿度传感器 188
10.1.3 离子传感器 190
10.1.4 化学传感器的应用 190
10.2 生物传感器 192
10.2.1 生物传感器的概述 192
10.2.2 几种常用的生物传感器 196
10.3 生物传感器的应用 198
思考题与习题 200

第11章 辐射式传感器 202
本章思维导图 202
本章学习目标 203
11.1 红外传感器 203
11.1.1 红外传感器的工作原理 203
11.1.2 红外传感器的应用 206
11.2 核辐射传感器 208
11.2.1 核辐射及其防护 209
11.2.2 核辐射检测器 210
11.2.3 核辐射传感器的应用 211
思考题和习题 213

第12章 智能传感器 215
本章思维导图 215
本章学习目标 216
12.1 智能传感器的定义 216
12.2 智能传感器中的嵌入式技术 217
12.3 智能传感器中的数据处理 221
12.3.1 数据采集 221
12.3.2 数据滤波 223
12.3.3 特征提取 225
12.3.4 数据融合 226
12.4 智能传感器数据处理中的机器学习技术 227
12.4.1 机器学习技术对智能传感器的影响 227
12.4.2 机器学习的分类 228
12.4.3 主流监督学习算法简介 228
12.4.4 深度学习神经网络简介 230
12.4.5 典型的深层神经网络的结构 232
12.5 智能传感器的基本结构与应用实例 233
12.5.1 智能传感器的基本结构 233
12.5.2 智能传感器的应用实例 234
思考题与习题 238

第13章 测量误差与数据处理 239
本章思维导图 239
本章学习目标 240
13.1 精度与误差 240
13.1.1 精度 240
13.1.2 误差 240
13.2 误差与精度的表示 241
13.2.1 误差的表示 241
13.2.2 精度的表示 242
13.3 测量数据的处理 243
13.3.1 系统误差的处理 243
13.3.2 随机误差的处理 245
13.3.3 粗大误差的处理 249
13.4 间接测量中误差的传递 251
13.5 回归分析法 252
13.5.1 单回归分析 253
13.5.2 多关联参数的基本处理方法 253
13.5.3 一般线性回归分析 256
13.6 不确定度和有效数字 257
13.6.1 不确定度 257
13.6.2 有效数字 259
思考题与习题 260

参考文献 262