传感技术与应用(第二版) -中南大学出版社

传感技术与应用(第二版)

【作者】：周继明,江世明
【出版时间】：2009-02
【字数】：655（千字）
【定价】：￥42.00（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-81105-896-3
【页码】：404（页）
【开本】：16开

本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,并纳入高等院校培养应用型人才电子技术类课程规划教材。较详细系统地介绍了电阻式、电感式、电容式、磁电式、压电式、热电式、光电式、光栅式、光纤式、辐射式、化学式、生物式、集成式和智能温度传感器,以及数字式传感器的工作原理、测量电路与实践应用,并概要介绍了有关电测的基本知识、传感技术的基本概念与控制测试技术等。不但着重介绍了大量传统、常用的传感器,而且也介绍了一些最近问世的较新型的传感器。此外,书末还附录有关温度计算的热电偶的分度与热电阻的分度特性表,以便于计算温度时查阅。

本书共16章,除绪论与第1、2章外,其他各章均具有相对独立性,以便不同层次、不同专业、不同学时的教学选用。参考课时为48~90课时。

本书适合于机电、自动控制、仪器仪表、信息、通信、电气自动化等电类专业,以及航空航天、化工、轻工、环保、铁道运输、交通、机械制造、石油、冶金等各专业作为本(专)科使用,也可供中等专业教师、工程技术人员及相关人员参考。

绪论……………………………………………………………………………………… (1)
0.1 传感技术的地位…………………………………………………………………… (1)
0.2 传感技术的作用…………………………………………………………………… (2)
0.3 传感技术的特点…………………………………………………………………… (3)
0.4 传感技术的发展趋势……………………………………………………………… (4)
第1章电测的基本知识……………………………………………………………… (6)
1.1 电子测量…………………………………………………………………………… (6)
1.2 测量方法…………………………………………………………………………… (7)
1.3 测量误差…………………………………………………………………………… (8)
1.3.1 有关误差的基本知识………………………………………………………… (8)
1.3.2 误差的表示方法……………………………………………………………… (8)
1.3.3 误差的分类…………………………………………………………………… (9)
1.3.4 误差的来源………………………………………………………………… (10)
1.4 电测技术中的干扰及抑制措施………………………………………………… (10)
1.4.1 干扰的类型及防护………………………………………………………… (10)
1.4.2 噪声源与噪声的耦合方式………………………………………………… (12)
1.4.3 抑制干扰的措施…………………………………………………………… (16)
复习思考题……………………………………………………………………………… (19)
第2章传感技术的基本概念与特性…………………………………………… (20)
2.1 传感技术的定义………………………………………………………………… (20)
2.2 传感器的组成…………………………………………………………………… (21)
2.3 传感器的分类与要求…………………………………………………………… (21)
2.4 传感技术的基本定律…………………………………………………………… (23)
2.5 新型敏感材料…………………………………………………………………… (24)
2.6 传感器的静态特性……………………………………………………………… (25)
2.7 传感器的动态特性……………………………………………………………… (28)
2.7.1 传感器的阶跃响应特性…………………………………………………… (29)
2.7.2 传感器的频率响应特性…………………………………………………… (29)
2.7.3 传感器典型环节的动态响应……………………………………………… (30)
2.8 传感器无失真测试条件………………………………………………………… (33)
复习思考题……………………………………………………………………………… (34)
第3章电阻传感器…………………………………………………………………… (35)
3.1 电位器式传感器………………………………………………………………… (35)
3.1.1 线绕电位器的结构和工作原理…………………………………………… (35)
3.1.2 线绕电位器式传感器的阶梯特性、阶梯误差及分辨率…………………… (36)
3.1.3 电位器的负载特性与负载误差…………………………………………… (38)
3.1.4 非线绕电位器式传感器…………………………………………………… (40)
3.2 金属应变式传感器……………………………………………………………… (41)
3.2.1 应变效应…………………………………………………………………… (41)
3.2.2 金属电阻应变片的结构与工作原理……………………………………… (41)
3.2.3 金属电阻应变片的静态特性……………………………………………… (44)
3.2.4 金属电阻应变片的测量电路……………………………………………… (45)
3.2.5 金属电阻应变片的温度误差及其补偿…………………………………… (51)
3.3 压阻式传感器…………………………………………………………………… (55)
3.3.1 压阻效应…………………………………………………………………… (55)
3.3.2 半导体应变片的工作原理………………………………………………… (55)
3.3.3 半导体应变片的主要特性………………………………………………… (56)
3.3.4 半导体应变片的温度补偿方法…………………………………………… (58)
3.4 电阻式传感器的应用…………………………………………………………… (59)
3.4.1 电阻应变仪………………………………………………………………… (59)
3.4.2 电位器式压力传感器……………………………………………………… (59)
3.4.3 金属电阻应变式传感器…………………………………………………… (60)
复习思考题……………………………………………………………………………… (64)
第4章电容传感器…………………………………………………………………… (65)
4.1 电容传感器的工作原理、类型和特点…………………………………………… (65)
4.1.1 电容传感器的工作原理和特点…………………………………………… (65)
4.1.2 变极距型电容传感器……………………………………………………… (66)
4.1.3 变面积型电容传感器……………………………………………………… (69)
4.1.4 变介质型电容传感器……………………………………………………… (71)
4.2 电容传感器的等效电路………………………………………………………… (75)
4.3 电容传感器的测量电路………………………………………………………… (76)
4.3.1 调频电路…………………………………………………………………… (76)
4.3.2 谐振电路…………………………………………………………………… (77)
4.3.3 脉冲电路…………………………………………………………………… (77)
4.3.4 运算放大器电路…………………………………………………………… (78)
4.3.5 一般交流电桥电路………………………………………………………… (78)
4.3.6 紧耦合电桥电路…………………………………………………………… (79)
4.3.7 变压器电桥电路…………………………………………………………… (80)
4.3.8 二极管双T交流电桥电路………………………………………………… (81)
4.3.9 脉冲调宽电路……………………………………………………………… (82)
4.4 引起电容传感器测量误差的因素及改进措施………………………………… (84)
4.4.1 温度对电容器结构尺寸的影响…………………………………………… (84)
4.4.2 电容电场边缘效应的影响………………………………………………… (85)
4.4.3 寄生电容与分布电容的影响……………………………………………… (86)
4.4.4 外界干扰的影响…………………………………………………………… (87)
4.4.5 温度对介质的介电常数的影响…………………………………………… (88)
4.4.6 漏电阻的影响……………………………………………………………… (88)
4.5 电容传感器的应用……………………………………………………………… (88)
4.5.1 电容法测泥料水分………………………………………………………… (88)
4.5.2 电容测厚传感器在板材轧制中的应用…………………………………… (89)
4.5.3 电容式液位计……………………………………………………………… (90)
4.5.4 电容式料位计……………………………………………………………… (91)
4.5.5 电容式压力传感器………………………………………………………… (92)
4.5.6 电容式振动、位移测量仪…………………………………………………… (93)
4.5.7 电容式荷重传感器………………………………………………………… (93)
复习思考题……………………………………………………………………………… (94)
第5章电感传感器…………………………………………………………………… (95)
5.1 自感式传感器…………………………………………………………………… (95)
5.1.1 自感式传感器的结构与工作原理………………………………………… (95)
5.1.2 电感传感器的等效电路及并联电容C的影响…………………………… (96)
5.1.3 变气隙厚度式自感传感器………………………………………………… (97)
5.1.4 差动式变气隙厚度自感传感器…………………………………………… (98)
5.1.5 变气隙面积式自感传感器………………………………………………… (99)
5.1.6 自感式传感器的测量电路………………………………………………… (100)
5.1.7 影响自感传感器精度的因素及改进措施………………………………… (103)
5.2 互感式传感器…………………………………………………………………… (105)
5.2.1 互感式传感器的结构与工作原理………………………………………… (105)
5.2.2 互感式传感器等效电路…………………………………………………… (106)
5.2.3 互感式传感器测量电路…………………………………………………… (109)
5.3 电涡流式传感器………………………………………………………………… (111)
5.3.1 电涡流传感器的基本结构与工作原理…………………………………… (112)
5.3.2 电涡流的形成范围………………………………………………………… (112)
5.3.3 电涡流传感器的等效电路与阻抗特性…………………………………… (113)
5.3.4 电涡流传感器的测量电路………………………………………………… (115)
5.3.5 低频透射式电涡流传感器………………………………………………… (117)
5.4 压磁式传感器…………………………………………………………………… (118)
5.4.1 压磁效应…………………………………………………………………… (118)
5.4.2 压磁传感器的工作原理…………………………………………………… (118)
5.4.3 压磁式测力传感器的结构………………………………………………… (119)
5.4.4 压磁传感器的特性………………………………………………………… (120)
5.4.5 压磁传感器的测量电路…………………………………………………… (121)
5.5 电感式传感器的应用…………………………………………………………… (122)
5.5.1 自感式传感器的应用……………………………………………………… (122)
5.5.2 差动变压器的应用………………………………………………………… (122)
5.5.3 电涡流传感器的应用……………………………………………………… (124)
5.5.4 压磁传感器的应用………………………………………………………… (127)
复习思考题…………………………………………………………………………… (128)
第6章压电传感器………………………………………………………………… (129)
6.1 压电效应与压电材料…………………………………………………………… (129)
6.1.1 压电效应…………………………………………………………………… (129)
6.1.2 压电材料…………………………………………………………………… (130)
6.1.3 石英晶体的压电特性……………………………………………………… (132)
6.1.4 压电陶瓷的压电特性……………………………………………………… (134)
6.2 压电传感器的等效电路和测量电路…………………………………………… (135)
6.2.1 压电晶片的连接方式……………………………………………………… (135)
6.2.2 压电传感器的等效电路…………………………………………………… (136)
6.2.3 压电传感器的测量电路…………………………………………………… (137)
6.3 压电传感器的应用……………………………………………………………… (140)
6.3.1 压电式测力传感器………………………………………………………… (140)
6.3.2 测表面粗糙度……………………………………………………………… (141)
6.3.3 压电引爆…………………………………………………………………… (141)
6.3.4 煤气灶电子点火装置……………………………………………………… (141)
复习思考题…………………………………………………………………………… (142)
第7章磁电传感器………………………………………………………………… (143)
7.1 磁电感应式传感器……………………………………………………………… (143)
7.1.1 磁电感应式传感器的工作原理…………………………………………… (143)
7.1.2 磁电感应式传感器的结构及要求………………………………………… (144)
7.2 霍尔传感器……………………………………………………………………… (145)
7.2.1 霍尔效应和工作原理……………………………………………………… (145)
7.2.2 霍尔元件的主要技术参数及类型………………………………………… (147)
7.2.3 霍尔元件的连接方式和输出电路………………………………………… (149)
7.3 磁敏电阻器……………………………………………………………………… (150)
7.3.1 磁阻效应…………………………………………………………………… (150)
7.3.2 磁敏电阻器的分类、结构及工作原理…………………………………… (150)
7.4 磁敏二极管和磁敏三极管……………………………………………………… (152)
7.4.1 磁敏二极管………………………………………………………………… (152)
7.4.2 磁敏三极管………………………………………………………………… (154)
7.5 磁电传感器的应用……………………………………………………………… (156)
7.5.1 霍尔传感器的应用………………………………………………………… (156)
7.5.2 磁敏电阻的应用…………………………………………………………… (160)
7.5.3 磁敏二极管漏磁探伤仪…………………………………………………… (161)
7.5.4 磁敏三极管电位器………………………………………………………… (161)
复习思考题…………………………………………………………………………… (162)
第8章热电传感器………………………………………………………………… (163)
8.1 热电偶传感器…………………………………………………………………… (163)
8.1.1 热电效应…………………………………………………………………… (163)
8.1.2 热电偶的工作原理………………………………………………………… (165)
8.1.3 热电势性质与热电偶的基本定律………………………………………… (167)
8.1.4 热电偶的结构、种类和特点……………………………………………… (169)
8.1.5 热电偶测温原理…………………………………………………………… (173)
8.1.6 热电偶实用测量电路……………………………………………………… (173)
8.1.7 热电偶冷端温度误差及其补偿…………………………………………… (176)
8.2 热电阻传感器…………………………………………………………………… (179)
8.2.1 热电阻材料的特点………………………………………………………… (179)
8.2.2 电阻与温度的关系………………………………………………………… (179)
8.2.3 常用热电阻………………………………………………………………… (180)
8.2.4 热电阻的测温电路………………………………………………………… (182)
8.2.5 使用热电阻时应注意的事项……………………………………………… (183)
8.3 热敏电阻传感器………………………………………………………………… (183)
8.3.1 热敏电阻的工作原理……………………………………………………… (183)
8.3.2 热敏电阻的结构形式与基本类型………………………………………… (184)
8.3.3 热敏电阻的主要参数与特性……………………………………………… (186)
8.3.4 热敏电阻输出特性的线性化处理………………………………………… (188)
8.4 PN结温度传感器……………………………………………………………… (190)
8.4.1 温敏二极管………………………………………………………………… (190)
8.4.2 温敏三极管………………………………………………………………… (192)
8.4.3 温控晶闸管………………………………………………………………… (193)
8.5 热释电红外传感器……………………………………………………………… (193)
8.5.1 热释电效应………………………………………………………………… (194)
8.5.2 热释电红外传感器………………………………………………………… (194)
8.5.3 热释电红外探测模块……………………………………………………… (196)
8.6 热电传感器的应用……………………………………………………………… (197)
复习思考题…………………………………………………………………………… (200)
第9章光电传感器………………………………………………………………… (201)
9.1 光源……………………………………………………………………………… (201)
9.1.1 光的特性…………………………………………………………………… (201)
9.1.2 常用光源及特性…………………………………………………………… (202)
9.2 光电效应………………………………………………………………………… (205)
9.3 外光电效应及器件……………………………………………………………… (205)
9.3.1 外光电效应………………………………………………………………… (205)
9.3.2 光电管……………………………………………………………………… (207)
9.3.3 光电倍增管………………………………………………………………… (208)
9.4 光电导效应及器件……………………………………………………………… (210)
9.4.1 光电导效应………………………………………………………………… (210)
9.4.2 光敏电阻…………………………………………………………………… (211)
9.4.3 光敏二极管………………………………………………………………… (214)
9.4.4 光敏三极管………………………………………………………………… (215)
9.4.5 光敏晶闸管………………………………………………………………… (217)
9.4.6 光敏集成器件……………………………………………………………… (218)
9.5 光生伏特效应及器件…………………………………………………………… (218)
9.5.1 光生伏特效应……………………………………………………………… (218)
9.5.2 光电池……………………………………………………………………… (219)
9.6 新型光电传感器………………………………………………………………… (222)
9.6.1 PIN结光电二极管………………………………………………………… (222)
9.6.2 雪崩式光电二极管(APD)………………………………………………… (222)
9.6.3 色敏光电传感器…………………………………………………………… (223)
9.6.4 光电位置传感器…………………………………………………………… (224)
9.7 光图像传感器…………………………………………………………………… (227)
9.7.1 电荷耦合器件(CCD)……………………………………………………… (227)
9.7.2 CCD图像传感器…………………………………………………………… (229)
9.8 光电码盘………………………………………………………………………… (230)
9.9 光电传感器的应用……………………………………………………………… (232)
9.9.1 光电传感器应用的几种基本形式………………………………………… (232)
9.9.2 烟尘浊度监测仪…………………………………………………………… (233)
9.9.3 光电转速传感器…………………………………………………………… (234)
9.9.4 光电池在路灯控制器中的应用…………………………………………… (235)
9.9.5 光电传感器在输液监测中的应用………………………………………… (235)
9.9.6 声控光敏延时开关电路…………………………………………………… (237)
9.9.7 条形码扫描笔……………………………………………………………… (237)
复习思考题…………………………………………………………………………… (238)
第10章光栅传感器……………………………………………………………… (239)
10.1 光栅基础知识………………………………………………………………… (239)
10.1.1 光栅分类及结构………………………………………………………… (239)
10.1.2 莫尔条纹原理与特点…………………………………………………… (240)
10.2 光栅传感器的工作原理……………………………………………………… (241)
10.2.1 光电转换原理…………………………………………………………… (241)
10.2.2 莫尔条纹测量位移原理………………………………………………… (242)
10.2.3 辨向原理………………………………………………………………… (242)
10.3 莫尔条纹细分技术…………………………………………………………… (243)
10.3.1 细分方法………………………………………………………………… (243)
10.3.2 直接细分………………………………………………………………… (243)
10.3.3 电位器桥细分…………………………………………………………… (244)
10.4 光栅传感器的误差…………………………………………………………… (246)
10.5 常见光学系统………………………………………………………………… (247)
10.5.1 直接接收式光学系统…………………………………………………… (247)
10.5.2 分光式光学系统………………………………………………………… (248)
10.6 光栅传感器的设计要点……………………………………………………… (250)
10.6.1 照明系统………………………………………………………………… (250)
10.6.2 光栅副…………………………………………………………………… (251)
10.6.3 光电接收元件…………………………………………………………… (252)
复习思考题…………………………………………………………………………… (252)
第11章光纤传感器……………………………………………………………… (253)
11.1 光纤的基本知识……………………………………………………………… (253)
11.1.1 什么是光纤……………………………………………………………… (253)
11.1.2 光纤的结构……………………………………………………………… (253)
11.1.3 光纤的种类……………………………………………………………… (254)
11.1.4 光纤的传光原理………………………………………………………… (255)
11.1.5 光纤的主要参数………………………………………………………… (257)
11.2 光纤传感器的基本原理、分类及结构………………………………………… (259)
11.2.1 光纤传感器的基本原理………………………………………………… (259)
11.2.2 光纤传感器分类………………………………………………………… (259)
11.2.3 光纤传感器的特点……………………………………………………… (263)
11.2.4 光纤传感器的结构……………………………………………………… (264)
11.3 光纤传感器的应用…………………………………………………………… (266)
11.3.1 光纤传感器的应用特点………………………………………………… (266)
11.3.2 光纤传感器的构成、工作原理与检测方法……………………………… (267)
11.4 功能型光纤传感器举例……………………………………………………… (268)
11.4.1 相位调制型光纤传感器………………………………………………… (268)
11.4.2 光强调制型光纤传感器………………………………………………… (269)
11.4.3 偏振态调制型光纤传感器……………………………………………… (270)
11.4.4 光纤磁场传感器………………………………………………………… (271)
11.5 非功能型光纤传感器………………………………………………………… (272)
11.5.1 传输光强调制型光纤传感器…………………………………………… (272)
11.5.2 反射光强调制型光纤传感器…………………………………………… (273)
11.5.3 频率调制型光纤传感器………………………………………………… (274)
11.5.4 光纤液位传感器………………………………………………………… (275)
11.5.5 光纤位移传感器………………………………………………………… (276)
11.5.6 光纤温度传感器………………………………………………………… (276)
复习思考题…………………………………………………………………………… (277)
第12章辐射传感器……………………………………………………………… (278)
12.1 红外线光电传感器…………………………………………………………… (278)
12.1.1 红外光的特点…………………………………………………………… (278)
12.1.2 光电红外传感器………………………………………………………… (278)
12.1.3 红外检测的物理基础…………………………………………………… (279)
12.1.4 红外辐射检测技术的应用……………………………………………… (280)
12.2 紫外线光电传感器…………………………………………………………… (283)
12.3 激光传感器…………………………………………………………………… (284)
12.3.1 激光的形成……………………………………………………………… (284)
12.3.2 激光的特性……………………………………………………………… (285)
12.3.3 常用激光器及其特点…………………………………………………… (285)
12.3.4 激光检测技术的应用…………………………………………………… (285)
12.4 超声波传感器………………………………………………………………… (287)
12.4.1 超声波的传播速度……………………………………………………… (287)
12.4.2 超声波的物理性质……………………………………………………… (289)
12.4.3 超声波传感器…………………………………………………………… (290)
12.4.4 超声波检测技术的应用………………………………………………… (291)
12.5 微波传感器…………………………………………………………………… (299)
12.5.1 微波的基础知识………………………………………………………… (299)
12.5.2 微波传感器……………………………………………………………… (299)
12.5.3 微波传感器的应用……………………………………………………… (300)
12.6 核辐射传感器………………………………………………………………… (303)
12.6.1 核辐射传感器的物理基础……………………………………………… (304)
12.6.2 核辐射传感器…………………………………………………………… (306)
12.6.3 核辐射传感器的应用…………………………………………………… (308)
复习思考题…………………………………………………………………………… (309)
第13章化学传感器……………………………………………………………… (310)
13.1 离子敏传感器………………………………………………………………… (310)
13.1.1 MOSFET场效应管的结构与特性………………………………………… (310)
13.1.2 离子敏传感器的结构与工作原理……………………………………… (311)
13.1.3 ISFET的特点和参数……………………………………………………… (313)
13.1.4 ISFET的应用……………………………………………………………… (315)
13.2 半导体气敏传感器…………………………………………………………… (315)
13.2.1 半导体气敏传感器的分类……………………………………………… (315)
13.2.2 半导体气敏传感器的工作原理………………………………………… (316)
13.2.3 半导体气敏传感器的结构及特性……………………………………… (317)
13.2.4 接触燃烧式气敏传感器………………………………………………… (320)
13.2.5 电化学式气敏传感器…………………………………………………… (320)
13.2.6 红外线气敏传感器……………………………………………………… (321)
13.2.7 固体电解质氧气传感器………………………………………………… (322)
13.2.8 电阻式气敏传感器……………………………………………………… (322)
13.2.9 氢敏MOS场效应管……………………………………………………… (323)
13.2.10 气敏二极管……………………………………………………………… (326)
13.2.11 气敏传感器的应用……………………………………………………… (326)
13.3 湿敏传感器…………………………………………………………………… (329)
13.3.1 湿度与湿敏传感器的分类……………………………………………… (329)
13.3.2 水分子亲和力型湿敏传感器…………………………………………… (330)
13.3.3 非水分子亲和力型湿敏传感器………………………………………… (338)
13.3.4 湿敏传感器的应用……………………………………………………… (340)
13.4 电化学传感器………………………………………………………………… (344)
复习思考题…………………………………………………………………………… (345)
第14章生物传感器……………………………………………………………… (346)
14.1 生物传感器的基本结构与工作原理………………………………………… (346)
14.2 酶传感器……………………………………………………………………… (349)
14.2.1 酶传感器的结构………………………………………………………… (349)
14.2.2 酶传感器的分类………………………………………………………… (350)
14.2.3 酶传感器的应用………………………………………………………… (350)
14.3 微生物传感器………………………………………………………………… (351)
14.3.1 微生物传感器的特点…………………………………………………… (352)
14.3.2 微生物传感器的结构与分类…………………………………………… (353)
14.3.3 微生物传感器的基本工作原理………………………………………… (353)
14.3.4 微生物传感器的应用…………………………………………………… (354)
14.4 免疫传感器…………………………………………………………………… (355)
14.4.1 免疫传感器的结构……………………………………………………… (355)
14.4.2 免疫传感器的分类……………………………………………………… (356)
14.4.3 免疫传感器的应用……………………………………………………… (356)
复习思考题…………………………………………………………………………… (357)
第15章集成传感器……………………………………………………………… (358)
15.1 压阻式集成压力传感器……………………………………………………… (358)
15.1.1 固态压阻式压力传感器1431 …………………………………………… (358)
15.1.2 MPX系列无温度补偿型硅压阻式压力传感器………………………… (359)
15.1.3 具有温度补偿的硅压阻式压力传感器………………………………… (363)
15.1.4 具有温度补偿、校正和放大处理电路的硅压阻式压力传感器………… (366)
15.2 压电式集成压力传感器HS20………………………………………………… (368)
15.3 霍尔集成传感器……………………………………………………………… (369)
15.3.1 霍尔开关集成传感器…………………………………………………… (369)
15.3.2 线性霍尔集成传感器…………………………………………………… (371)
15.4 集成磁阻传感器……………………………………………………………… (373)
15.4.1 磁阻传感元件结构……………………………………………………… (373)
15.4.2 HMC1001、HMC1002型一维、两维磁阻传感器集成电路…………… (374)
15.5 集成温度传感器……………………………………………………………… (374)
15.5.1 电压输出型集成电路温度传感器……………………………………… (375)
15.5.2 电流输出型集成电路温度传感器……………………………………… (379)
复习思考题…………………………………………………………………………… (383)
第16章智能温度传感器………………………………………………………… (384)
16.1 智能传感器…………………………………………………………………… (384)
16.1.1 智能传感器……………………………………………………………… (384)
16.1.2 智能温度传感器简介…………………………………………………… (384)
16.2 智能温度传感器(DS18B20)的工作原理…………………………………… (385)
16.2.1 DS18B20的性能特点…………………………………………………… (386)
16.2.2 DS18B20的内部结构…………………………………………………… (386)
16.2.3 DS18B20的工作原理…………………………………………………… (387)
16.3 智能温度传感器(DS18B20)应用实例……………………………………… (388)
16.3.1 DS18B20与微处理器的接口技术……………………………………… (388)
16.3.2 由DS18B20构成的智能温度测量装置………………………………… (391)
复习思考题…………………………………………………………………………… (392)
附录………………………………………………………………………………… (393)
附表8-1 铂铑10-铂热电偶的分度表…………………………………………… (393)
附表8-2 镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶分度表……………………………… (397)
附表8-3 WZB铂热电阻分度特性表……………………………………………… (401)
附表8-4 铜热电阻分度特性表…………………………………………………… (403)
参考文献………………………………………………………………………………… (404)

21世纪的社会是信息社会。现代信息技术包括三大组成部分,即信息采集———传感技术,信息传递———通信技术,信息处理———计算机技术。可见,传感技术位于信息技术的首要环节。

在当今信息社会中,传感技术是高新技术之一。欧美工业发达国家十分重视传感技术的研究,已将传感技术列为优先发展的重要课题。传感器生产速度异常迅猛,并且渗透到机械制造、汽车工业、工业过程控制、国防及民用等各个领域。

为了适应传感技术迅速发展的需要,国内几乎所有的理工院校都开设了传感技术及应用的相关课程,传感技术方面的专著及教材也不少。在这些教材中,其原理性与应用性各有侧重,传统性与新颖性各有所长。有的教材浅显易懂,便于自学,但理论深度不够;有的教材对于专业研究人员很适用,但又不利于自学;有的教材试图将这两方面兼顾,但又限于篇幅,结果成了“压缩饼干”;有的教材由于多人合编,前后衔接不好。为此,作者广取各种教材之长,结合自己多年教学、科研实践的体会,编著此书。力求做到使学生便于自学、教师便于教学、专业人员便于参考。

由于传感技术高速发展,本书所选内容既要有现在还在广泛应用的传统传感器,也要包括一些刚刚问世或正在研制之中的新型传感器。在原理叙述方面力求严谨精练,言简意赅,通俗易懂;在应用方面力求精选一些最新科技成果,适应面宽。本书不仅适合于机电一体化、自动控制、仪器仪表、信息工程、无线通信、电气自动化、计算机技术等电类专业,而且还适合于航天航空、化工、轻工、环境保护、铁道运输、公路交通、机械制造、石油、冶金等各专业作为本(专)科教材使用,也可供中等专业教师、工程技术人员及相关人员参考。

本书由周继明副教授编写绪论、第1章至第15章,江世明副教授编写第16章,彭解华教授主审。并请唐维新教授和罗邵萍高级工程师进行修改。在教材编写过程中,大部分图由刘柳英同志绘制,并得到唐志辉、刘先任两位老师的帮助。本书曾先后被浙江大学、青岛科技大学、上海电气工程学院、长沙理工大学、湖南工程学院、湖南理工学院、湖南文理学院、湖南城市学院、娄底职业技术学院等学校采用,并提出了宝贵意见,在此一并表示感谢。

另本书作者备有多媒体学习光盘、课程设计、实验指导书、复习思考题及解答,可供教师和读者参考,需要者可一并订购。

传感器技术涉及的学科众多,因笔者学识有限,书中错漏难免,恳请读者批评指正。

编者
2008年12月

随着我国科学技术不断地发展、完善,以及教育体系不断地更新,社会用人单位对高校人才培养模式提出了更高更新的要求。复合型、创新型、实用型人才日益受到用人单位的青睐。这种发展趋势必将会使高校的人才培养模式面临着新的挑战,这就意味着如何提高高等学校毕业生的实际工作能力尤为重要。诚然,除了努力加强实践教学之外,还应着力加强和推进理论教学及其教材的建设与更新,显然,它是提高高等学校教学质量的一个必不可少的重要环节。根据教育部、财政部《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》的文件精神,启动“万种新教材建设项目,加强新教材和立体化教材建设”工程,积极组织好教师编写新教材。

鉴此,中南大学出版社特邀请湖南省及外省部分高等学校从事电工电子技术教学、实验和应用研究的教授、专家和教学第一线的骨干教师、高级实验师组成了教材编委会,编写了电工电子技术等系列教材。

本系列教材的主要特点为:

1.充分吸取了教学改革、课程设置与教材建设等方面的经验成果,在内容的选材上(如例题和习题)力求理论紧密联系实际、注重实用技术的讲解和实用技能的训练。同时也能较好地反映出电子电气信息领域的最新研究成果,体现了电子电气应用领域的新知识、新技术、新工艺与新方法。

2.根据专业特点,对传统教材的内容进行了精选、整合、优化,以满足理论教学与实验教学的要求。同时,注意到与相关课程内容之间的衔接,从而保证了教学的系统性,有利于理论性教学。

3.编写与电子技术类课程设计相配套的指导性教材,有利于实践性教学。

4.该系列教材中,基本概念的阐述较清晰,层次分明,语言表述做到了通俗易懂,有利于学生自学。

目前,我国高等教育的模式还有赖于日趋完善,教材体系尚未完全建立,教材编写还处于不断探索的阶段,仍需要我国高等学校的广大教师持之以恒、不懈地努力、辛勤地耕耘,编写出更多更好的满足新形式下教学需要的实用教材。

我相信并殷切地期望该系列教材的出版,它不仅会受到广大教师的欢迎,满足教学的需要,而且还将会对我国高等学校的教材建设起到积极的促进作用。最后,预祝《高等院校培养应用型人才电子技术类课程系列规划教材》出版项目取得成功,为我国高等教育事业和信息产业的蓬勃发展与繁荣昌盛培土施肥。同时,也恳切地希望广大读者、同仁,对该系列教材的不足之处提出中肯的意见和有益的建议,以便再版时更正。

甘良才谨识
教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会理事长
武汉大学电子信息学院教授/博士生导师
2009年2月15日