传感器原理与应用(第5版)
定价:¥59.00
作者: 孟立凡等
出版时间:2025-12
出版社:电子工业出版社
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
- 电子工业出版社
- 9787121515491
- 5版
- 568500
- 平塑
- 16开
- 2025-12
- 512
- 312
- 工学
- 机械类
- 机械设计制造及自动化
- 本科 研究生及以上
内容简介
本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,系统全面地阐述了各类传感器的原理及应用,全书内容丰富,概念清楚,涉及面广。新版增加了脑机接口和数字孪生技术等新内容,体现了传感器领域的最新进展。全书分3部分,共24章:第1部分共2章,介绍传感器的一般特性、分析方法;第2部分为第3章至第 16章,主要论述常见传感器及新型传感器,如电阻应变式、电容式、电感式、压电式、压阻式、热电式、光电式、固态图像、磁阻、射线及微波检测、光纤、化学传感器,以及声表面波传感器、生物传感器、智能传感器等新型传感器,分析了它们的基本原理、静动态特性、测量电路和相关设计知识及应用;第3部分为第 17 章至第24 章,主要介绍脑机接口、智慧家居、智慧交通、智慧城市、智慧电网、智慧救援、智慧生产和数字孪生技术的架构和特点,以及典型传感器的应用。本书配有微课,扫描书中二维码即可观看。本书免费提供电子课件、电子教案等教学资源,读者可登录华信教育资源网 (www.hxedu.com.cn)下载使用。
目录
目 录
第1部分 传感器的一般特性、分析方法
第1章 传感器概述
1.1传感器的定义及分类
1.1.1传感器的定义
112传感器的分类
12传感器的作用与地位
13传感器技术的发展动向
131发现新现象
132开发新材料
133采用微细加工技术
134传感器的智能化
135仿生传感器
思考题
第2章传感器的特性及标定
21传感器的静态特性
211线性度
212灵敏度
213迟滞
214重复性
22传感器的动态特性
221传感器动态特性的数学模型
222算子符号法与传递函数
223频率响应函数
224动态响应特性
23传感器的标定
231传感器的静态标定
232传感器的动态标定
思考题
第2部分 常见传感器与新型传感器
第3章传感器中的弹性敏感元件设计
31弹性敏感元件的基本特性
311弹性特性
312弹性滞后
313弹性后效
314固有振动频率
32弹性敏感元件的材料
33弹性敏感元件的特性参数计算
331弹性圆柱
332悬臂梁
333扭转棒
334平膜片
335波纹管
336薄壁圆筒
337双端固定梁
34有限单元法简介
341弹性力学
342边界条件
343最小势能原理
344有限单元法
第4章电阻应变式传感器
41电阻应变片的工作原理
42电阻应变片的结构、类型及参数
421电阻应变片的基本结构
422电阻应变片的种类及特点
423电阻应变片的参数
424电阻应变片的粘贴技术
43电阻应变片的动态响应特性
431应变波的传播过程
432电阻应变片的极限工作频率估算
44测量电路
441直流电桥
442交流电桥
45电阻应变式传感器的温度误差及其补偿
451温度误差及其产生原因
452温度补偿方法
46电阻应变式传感器的结构设计及应用
461电阻应变式压力传感器
462电阻应变式加速度传感器
思考题
第5章 电容式传感器
51电容式传感器的简介
511基本工作原理
512电容式传感器的线性及灵敏度
52电容式传感器的等效电路及输出电路
521电容式传感器的等效电路
522电容式传感器的输出电路
53影响电容式传感器精度的因素及提高精度的措施
531边缘效应的影响
532寄生电容的影响
533温度的影响
54电容式传感器的应用
541电容式压力传感器
542电容式加速度传感器
543电容式荷重传感器
544振动、位移测量仪
545电容式测厚传感器
546电容式液位传感器
思考题
第6章电感式传感器
61电感式传感器工作原理、结构与特性
611电感式传感器的工作原理和等效电路
612电感式传感器的类型及特性
613电感式传感器的测量电路
62差动变压器型电感式传感器
621工作原理
622差动变压器型电感式传感器的特性
63电涡流式传感器
631电涡流式传感器的工作原理及特性
632电涡流式传感器结构形式及特点
633影响电涡流式传感器灵敏度的因素
634测量电路
64电感式传感器的应用
6.4.1自感式、互感式传感器的应用
6.4.2电涡流式传感器的应用
思考题
第7章 压电式传感器
7.1压电式传感器的工作原理
711压电效应
712压电效应的物理解释
72压电元件常用结构形式
73压电元件的等效电路及测量电路
731等效电路
732测量电路
74压电式加速度传感器
741工作原理及特性
742压电式加速度传感器的典型结构
743压电式加速度传感器的应用
75压电式压力传感器
751压电式压力传感器的工作原理
752压电式压力传感器的结构及应用
思考题
第8章 压阻式传感器
81压阻式传感器的工作原理
82晶向的表示方法
83压阻系数
84影响压阻系数的因素
85压阻式传感器的结构与设计
851压阻式压力传感器
852压阻式加速度传感器
86压阻式传感器的测量电路及补偿
861恒压源供电
862恒流源供电
863减小在扩散工艺中的温度影响
87压阻式传感器的应用
思考题
第9章 热电式传感器
9.1热电偶
9.1.1热电偶的工作原理
9.1.2常用热电偶
9.2热电阻
9.2.1热电阻的工作原理
9.2.2常用热电阻
9.2.3热电阻的结构和测量电路
9.3热敏电阻
9.3.1热敏电阻的工作原理
9.3.2热敏电阻的伏安特性
9.3.3热敏电阻的主要参数
9.3.4热敏电阻的结构
9.3.5热敏电阻的测量电路及应用
9.4热释电型温度传感器
思考题
第10章 光电式传感器
101光电式传感器的工作原理及基本组成
102光电式传感器中的敏感元件
1021外光电效应型光电元件
1022内光电效应型光电元件
103光电式传感器的类型及设计
1031光电式传感器的类型
1032光电式传感器的设计计算
104光电式传感器的应用
思考题
第11章固态图像传感器
111电荷耦合图像传感器
1111CCD的基本工作原理
1112线阵CCD与面阵CCD
1113CCD的特性参数
112其他类型的图像传感器
1121电荷注入图像传感器
1122MOS型图像传感器
1123电荷引发图像传感器
1124叠层型图像传感器
113固态图像传感器的应用
思考题
第12章 磁传感器
12.1霍尔传感器
12.1.1霍尔传感器的原理
12.1.2霍尔元件的特性
12.1.3测量电路
12.1.4霍尔集成传感器
12.1.5霍尔传感器的应用
12.2磁敏二极管和磁敏三极管
12.2.1磁敏二极管和磁敏三极管的结构原理
12.2.2磁敏二极管和磁敏三极管的技术参数
12.2.3典型补偿电路
12.2.4磁敏二极管和磁敏三极管的应用
12.3磁通门磁力计
12.3.1磁通门磁力计结构与工作原理
12.3.2典型测量电路
12.3.3磁通门磁力计的应用
12.4磁阻传感器
12.4.1磁阻效应
12.4.2磁阻元件
12.4.3典型电路
12.4.4应用
12.5其他类型的磁传感器
12.5.1韦根德传感器
思考题
第13章 射线及微波检测传感器
13.1核辐射传感器
13.1.1核辐
第1部分 传感器的一般特性、分析方法
第1章 传感器概述
1.1传感器的定义及分类
1.1.1传感器的定义
112传感器的分类
12传感器的作用与地位
13传感器技术的发展动向
131发现新现象
132开发新材料
133采用微细加工技术
134传感器的智能化
135仿生传感器
思考题
第2章传感器的特性及标定
21传感器的静态特性
211线性度
212灵敏度
213迟滞
214重复性
22传感器的动态特性
221传感器动态特性的数学模型
222算子符号法与传递函数
223频率响应函数
224动态响应特性
23传感器的标定
231传感器的静态标定
232传感器的动态标定
思考题
第2部分 常见传感器与新型传感器
第3章传感器中的弹性敏感元件设计
31弹性敏感元件的基本特性
311弹性特性
312弹性滞后
313弹性后效
314固有振动频率
32弹性敏感元件的材料
33弹性敏感元件的特性参数计算
331弹性圆柱
332悬臂梁
333扭转棒
334平膜片
335波纹管
336薄壁圆筒
337双端固定梁
34有限单元法简介
341弹性力学
342边界条件
343最小势能原理
344有限单元法
第4章电阻应变式传感器
41电阻应变片的工作原理
42电阻应变片的结构、类型及参数
421电阻应变片的基本结构
422电阻应变片的种类及特点
423电阻应变片的参数
424电阻应变片的粘贴技术
43电阻应变片的动态响应特性
431应变波的传播过程
432电阻应变片的极限工作频率估算
44测量电路
441直流电桥
442交流电桥
45电阻应变式传感器的温度误差及其补偿
451温度误差及其产生原因
452温度补偿方法
46电阻应变式传感器的结构设计及应用
461电阻应变式压力传感器
462电阻应变式加速度传感器
思考题
第5章 电容式传感器
51电容式传感器的简介
511基本工作原理
512电容式传感器的线性及灵敏度
52电容式传感器的等效电路及输出电路
521电容式传感器的等效电路
522电容式传感器的输出电路
53影响电容式传感器精度的因素及提高精度的措施
531边缘效应的影响
532寄生电容的影响
533温度的影响
54电容式传感器的应用
541电容式压力传感器
542电容式加速度传感器
543电容式荷重传感器
544振动、位移测量仪
545电容式测厚传感器
546电容式液位传感器
思考题
第6章电感式传感器
61电感式传感器工作原理、结构与特性
611电感式传感器的工作原理和等效电路
612电感式传感器的类型及特性
613电感式传感器的测量电路
62差动变压器型电感式传感器
621工作原理
622差动变压器型电感式传感器的特性
63电涡流式传感器
631电涡流式传感器的工作原理及特性
632电涡流式传感器结构形式及特点
633影响电涡流式传感器灵敏度的因素
634测量电路
64电感式传感器的应用
6.4.1自感式、互感式传感器的应用
6.4.2电涡流式传感器的应用
思考题
第7章 压电式传感器
7.1压电式传感器的工作原理
711压电效应
712压电效应的物理解释
72压电元件常用结构形式
73压电元件的等效电路及测量电路
731等效电路
732测量电路
74压电式加速度传感器
741工作原理及特性
742压电式加速度传感器的典型结构
743压电式加速度传感器的应用
75压电式压力传感器
751压电式压力传感器的工作原理
752压电式压力传感器的结构及应用
思考题
第8章 压阻式传感器
81压阻式传感器的工作原理
82晶向的表示方法
83压阻系数
84影响压阻系数的因素
85压阻式传感器的结构与设计
851压阻式压力传感器
852压阻式加速度传感器
86压阻式传感器的测量电路及补偿
861恒压源供电
862恒流源供电
863减小在扩散工艺中的温度影响
87压阻式传感器的应用
思考题
第9章 热电式传感器
9.1热电偶
9.1.1热电偶的工作原理
9.1.2常用热电偶
9.2热电阻
9.2.1热电阻的工作原理
9.2.2常用热电阻
9.2.3热电阻的结构和测量电路
9.3热敏电阻
9.3.1热敏电阻的工作原理
9.3.2热敏电阻的伏安特性
9.3.3热敏电阻的主要参数
9.3.4热敏电阻的结构
9.3.5热敏电阻的测量电路及应用
9.4热释电型温度传感器
思考题
第10章 光电式传感器
101光电式传感器的工作原理及基本组成
102光电式传感器中的敏感元件
1021外光电效应型光电元件
1022内光电效应型光电元件
103光电式传感器的类型及设计
1031光电式传感器的类型
1032光电式传感器的设计计算
104光电式传感器的应用
思考题
第11章固态图像传感器
111电荷耦合图像传感器
1111CCD的基本工作原理
1112线阵CCD与面阵CCD
1113CCD的特性参数
112其他类型的图像传感器
1121电荷注入图像传感器
1122MOS型图像传感器
1123电荷引发图像传感器
1124叠层型图像传感器
113固态图像传感器的应用
思考题
第12章 磁传感器
12.1霍尔传感器
12.1.1霍尔传感器的原理
12.1.2霍尔元件的特性
12.1.3测量电路
12.1.4霍尔集成传感器
12.1.5霍尔传感器的应用
12.2磁敏二极管和磁敏三极管
12.2.1磁敏二极管和磁敏三极管的结构原理
12.2.2磁敏二极管和磁敏三极管的技术参数
12.2.3典型补偿电路
12.2.4磁敏二极管和磁敏三极管的应用
12.3磁通门磁力计
12.3.1磁通门磁力计结构与工作原理
12.3.2典型测量电路
12.3.3磁通门磁力计的应用
12.4磁阻传感器
12.4.1磁阻效应
12.4.2磁阻元件
12.4.3典型电路
12.4.4应用
12.5其他类型的磁传感器
12.5.1韦根德传感器
思考题
第13章 射线及微波检测传感器
13.1核辐射传感器
13.1.1核辐













