目　录

绪论　1

第 1章　传感器技术基础　5
1.1　测量的概念和测量方法　5
1.1.1　测量的概念　5
1.1.2　测量方法　6
1.2　测量误差及分类　7
1.2.1　测量误差的概念　7
1.2.2　测量误差的分类　8
1.3　传感器与自动测控系统　11
1.3.1　传感器的定义及组成　11
1.3.2　传感器的分类　12
1.3.3　自动测控系统　13
1.4　传感器的特性与技术指标　15
1.4.1　灵敏度　15
1.4.2　分辨力　16
1.4.3　线性度　16
1.4.4　稳定性　17
1.4.5　电磁兼容性　17
1.4.6　可靠性　17
1.5　技能实训　18
本章小结　19
思考与练习　19

第 2章　温度传感器　20
2.1　温度概述　21
2.1.1　温标　21
2.1.2　温度传感器的分类　22
2.2　热电阻式温度传感器　22
2.2.1　金属热电阻温度传感器　23
2.2.2　半导体温度传感器　23
2.2.3　热电阻传感器的应用　25
2.3　热电偶温度传感器　27
2.3.1　热电偶传感器的结构和原理　27
2.3.2　热电偶冷端温度补偿　30
2.3.3　热电偶的应用　33
2.4　集成温度传感器　36
2.4.1　集成温度传感器的测温原理　36
2.4.2　集成温度传感器的类型　37
2.4.3　集成温度传感器的应用　42
2.5　技能实训　43
本章小结　45
思考与练习　46

第3章　光电传感器　47
3.1　光电传感器概述　47
3.1.1　光的基本知识　48
3.1.2　光电效应与光电器件　49
3.1.3　光电耦合器件　57
3.1.4　光电传感器的结构　59
3.1.5　光电传感器的分类　59
3.1.6　光电传感器的应用　61
3.2　光纤传感器　62
3.2.1　光纤传感器概述　63
3.2.2　光纤传感器应用　64
3.3　红外传感器　65
3.3.1　红外传感器概述　66
3.3.2　红外传感器应用　67
3.4　图像传感器　70
3.4.1　热成像技术　70
3.4.2　图像传感器的敏感元件　71
3.4.3　CCD图像传感器　72
3.4.4　CCD图像传感器应用　73
3.4.5　CCD图像传感器的发展趋势　76
3.5　技能实训　79
本章小结　81
思考与练习　82

第4章　磁电传感器　83
4.1　磁敏传感器　83
4.1.1　磁阻传感器　84
4.1.2　磁敏二极管　86
4.1.3　磁敏三极管　89
4.2　霍尔传感器　92
4.2.1　霍尔元件结构与工作原理　92
4.2.2　霍尔元件特性参数　94
4.2.3　集成霍尔元件　95
4.2.4　霍尔传感器的应用　96
4.3　电涡流传感器　98
4.3.1　电涡流传感器的结构和工作原理　98
4.3.2　电涡流传感器的测量电路　100
4.3.3　电涡流传感器的应用　102
4.4　技能实训　103
本章小结　105
思考与练习　105

第5章　气体和湿度传感器　106
5.1　气体传感器概述　106
5.1.1　气敏电阻　107
5.1.2　半导体气敏传感器　108
5.1.3　气体传感器的应用　111
5.2　湿敏传感器　113
5.2.1　湿敏传感器概述　114
5.2.2　湿敏电阻型传感器　114
5.2.3　电容式湿度传感器　117
5.2.4　湿度传感器的应用　117
5.3　技能实训　119
本章小结　121
思考与练习　122

第6章　力和位置传感器　123
6.1　力传感器概述　124
6.1.1　力传感器的分类　124
6.1.2　弹性敏感元件　124
6.2　电阻应变片传感器　128
6.2.1　电阻应变片　128
6.2.2　应变片的结构形式、类型与粘贴方法　129
6.2.3　测量转换电路　130
6.2.4　应变电阻传感器的应用　132
6.3　电容传感器　135
6.3.1　电容式传感器的工作原理　136
6.3.2　电容式传感器的测量电路　138
6.3.3　电容式传感器的应用　140
6.4　电感式传感器　143
6.4.1　自感式传感器　144
6.4.2　自感式传感器测量转换电路　147
6.4.3　互感式传感器　148
6.4.4　电感式传感器的应用　151
6.5　压电式传感器　153
6.5.1　压电式传感器的工作原理　153
6.5.2　压电式传感器的测量转换电路　155
6.5.3　压电式传感器的应用　157
6.6　数字式位置及位移传感器　159
6.6.1　码盘式传感器　160
6.6.2　磁栅式传感器　165
6.6.3　光栅式传感器　168
6.7　技能实训　173
本章小结　175
思考与练习　176

第7章　新型传感器　177
7.1　微波传感器　177
7.1.1　微波传感器概述　178
7.1.2　微波传感器及其分类　179
7.1.3　微波传感器的优点及存在问题　179
7.1.4　微波传感器的应用　180
7.2　超声波传感器　183
7.2.1　超声波检测原理　183
7.2.2　超声波传感器　186
7.2.3　超声波传感器的应用　186
7.3　生物传感器　189
7.3.1　生物传感器概述　189
7.3.2　传感器的工作原理和结构　190
7.3.3　生物传感器应用实例　192
7.4　技能实训　194
本章小结　196
思考与练习　196

第8章　智能传感器　197
8.1　机器人传感器　197
8.1.1　机器人与传感器　198
8.1.2　机器人传感器的分类及特点　198
8.1.3　触觉传感器　200
8.1.4　接近觉传感器　202
8.1.5　视觉传感器　203
8.1.6　听觉、嗅觉和味觉传感器　204
8.2　智能传感器　206
8.2.1　智能传感器概述　207
8.2.2　智能传感器的应用　208
8.2.3　智能传感器的发展趋势　211
本章小结　212
思考与练习　212