第1章 绪论 1 1.1 传感器与现代测量系统 1 1.2 传感器的定义与组成 1 1.3 传感器的分类 2 1.4 传感器的基本特性 4 1.4.1 传感器的静态特性 4 1.4.2 传感器的动态特性 6 1.5 传感器的应用领域 13 1.6 传感器的发展趋势 14 本章小结 14 课堂互动内容 15 习题 15
第2章 光敏传感器 16 2.1 光敏传感器的基本效应 16 2.1.1 外光电效应 16 2.1.2 内光电效应 17 2.2 光敏二极管 18 2.2.1 基本结构与工作原理 18 2.2.2 光敏二极管的基本特性 19 2.2.3 典型元件(2DU系列) 19 2.2.4 典型电路设计举例 20 2.3 光敏电阻 20 2.3.1 基本工作原理 20 2.3.2 典型元件 20 2.3.3 典型电路设计举例 21 2.4 色敏传感器 22 2.4.1 基本工作原理 22 2.4.2 典型元件 23 2.4.3 典型电路设计举例 23 2.5 红外热释电传感器 24 2.5.1 基本工作原理与结构 24 2.5.2 典型元件 25 2.5.3 典型电路设计举例 25 本章小结 26 课堂互动内容 26 习题 26
第3章 电阻式传感器 28 3.1 电阻应变式传感器 28 3.1.1 基本工作原理 28 3.1.2 典型元件 36 3.1.3 典型电路设计举例 37 3.2 热电阻与热电偶 39 3.2.1 基本工作原理 39 3.2.2 典型元件 45 3.2.3 典型电路设计举例 46 3.3 热敏电阻 48 3.3.1 基本工作原理 48 3.3.2 典型元件 49 3.3.3 典型电路设计举例 49 本章小结 51 课堂互动内容 51 习题 52
第4章 电容式传感器 54 4.1 电容式传感器的工作原理 54 4.1.1 变极距型电容传感器 54 4.1.2 变面积型电容传感器 56 4.1.3 变介质型电容传感器 57 4.1.4 电容传感器的灵敏度 59 4.2 电容式传感器的测量电路 61 4.2.1 桥式电路 61 4.2.2 调频电路 62 4.2.3 差动脉冲宽度调制电路 62 4.3 电容式传感器的特点及误差分析 64 4.3.1 电容式传感器的特点 64 4.3.2 电容式传感器的误差分析 65 4.4 电容式传感器的应用 67 4.4.1 差动式电容压力传感器 67 4.4.2 差动式电容加速度传感器 68 4.4.3 差动式电容测厚传感器 69 4.4.4 电容式料位传感器 69 4.4.5 电容式液位传感器 70 4.4.6 电容式物位传感器 72 本章小结 73 课堂互动内容 73 习题 73
第5章 电感式传感器 75 5.1 自感式传感器 75 5.1.1 气隙型电感传感器 75 5.1.2 螺管型电感传感器 80 5.2 差动变压器式传感器 85 5.2.1 工作原理 86 5.2.2 特性分析 88 5.2.3 测量电路 90 5.3 电涡流式传感器 93 5.3.1 工作原理 94 5.3.2 等效电路 95 5.3.3 结构特点 96 5.3.4 测量电路 97 本章小结 100 课堂互动内容 100 习题 100
第6章 压电式传感器 103 6.1 压电式传感器概述 103 6.1.1 压电式传感器的作用 103 6.1.2 压电效应概念 103 6.1.3 压电传感器的特点 104 6.2 压电材料 104 6.2.1 石英晶体 104 6.2.2 压电陶瓷 106 6.3 压电材料及压电元件的结构 107 6.3.1 压电材料 107 6.3.2 压电元件的常用结构形式 108 6.4 压电式传感器测量电路 109 6.4.1 压电式传感器的等效电路 109 6.4.2 压电式传感器的测量电路 109 6.5 压电式传感器基本结构和应用特点 111 6.6 影响压电式传感器工作的主要因素 112 本章小结 114 课堂互动内容 114 习题 114
第7章 传感器接口电路 115 7.1 传感器信号的处理方法 115 7.1.1 传感器信号的特点 115 7.1.2 传感器信号的处理方法 116 7.2 传感器的典型接口电路 116 7.2.1 电桥电路 116 7.2.2 信号放大接口电路 122 7.2.3 A/D转换接口电路 132 7.3 噪声抑制电路 141 7.3.1 噪声来源分析 141 7.3.2 噪声抑制的方法 143 本章小结 145 课堂互动内容 145 习题 146
第8章 其他类型传感器 147 8.1 磁电式传感器 147 8.1.1 磁电式传感器的工作原理 147 8.1.2 磁电式传感器的作用 149 8.2 光纤传感器 150 8.2.1 光纤的结构及传光原理 150 8.2.2 光纤传感器应用 151 8.3 超声波传感器 152 8.3.1 超声波的基本知识 152 8.3.2 超声波传感器工作原理 154 8.3.3 超声波传感器的应用 154 8.4 CCD传感器 156 8.4.1 CCD的工作原理 157 8.4.2 CCD的应用 160 8.5 生物传感器 163 本章小结 166 课堂互动内容 166 习题 166
第9章 集成数字式传感器 167 9.1 DS18B20数字温度传感器 167 9.1.1 结构和工作原理 167 9.1.2 典型电路设计举例 169 9.1.3 基于单片机的软件编程 170 9.2 光强传感器TSL256x 174 9.2.1 结构和工作原理 174 9.2.2 典型电路设计举例 176 9.2.3 基于单片机的软件编程 177 9.3 MEMS数字集成加速度传感器 178 9.4 MPL115A数字集成压力传感器 179 9.4.1 结构和工作原理 179 9.4.2 MPL115A接口板电路 181 本章小结 182 课堂互动内容 183 习题 183
第10章 多传感器信息融合技术 184 10.1 多传感器信息融合技术概述 184 10.1.1 多传感器信息融合技术的概念 184 10.1.2 多传感器信息融合技术的发展 185 10.1.3 多传感器信息融合技术的应用领域 186 10.2 类型、数据特征及基本原理 187 10.2.1 传感器的类型及数据特征 187 10.2.2 多传感器信息融合的基本原理 187 10.3 结构层次与功能模型 188 10.3.1 多传感器信息融合的结构模型 188 10.3.2 多传感器信息融合的层次模型 189 10.3.3 多传感器信息融合的功能模型 189 10.4 多传感器信息融合的方法 190 10.4.1 多传感器信息融合的方法分类 190 10.4.2 随机类方法 190 10.4.3 计算智能方法 193 10.5 多传感器信息融合的发展 194 本章小结 195 课堂互动内容 196 习题 196
第11章 物联网技术 197 11.1 物联网概述 197 11.1.1 物联网概念 197 11.1.2 物联网形成过程 197 11.1.3 物联网功能特征 198 11.1.4 物联网与互联网 199 11.2 物联网技术体系框架 200 11.2.1 感知延伸层技术 201 11.2.2 网络层技术 201 11.2.3 应用层技术 202 11.2.4 共性支撑技术 202 11.2.5 物联网架构EPCglobal和UID 202 11.3 物联网关键技术与相关技术 204 11.3.1 物联网四大关键技术 204 11.3.2 物联网相关技术 208 11.4 物联网终端 211 11.4.1 物联网终端原理与作用 212 11.4.2 物联网终端的分类 212 11.4.3 物联网终端推广 212 11.5 物联网标准体系 213 11.5.1 标准化对象划分 213 11.5.2 标准化体系划分 213 11.5.3 物联网标准化研究进展 214 11.6 物联网应用与现状 215 11.6.1 物联网技术三大应用 215 11.6.2 全球物联网市场快速增长 216 11.6.3 中国物联网市场与应用 217 11.7 物联网应用案例 219 11.7.1 物联网解决方案的关键要素 219 11.7.2 具体物联网服务解决方案 219 11.8 未来展望——人类将进入物联网时代 222 11.8.1 具体物联网服务解决方案 222 11.8.2 “物联网”给物体赋予智能 222 11.8.3 实现“智能互联城市” 223 本章小结 223 课堂互动内容 224 习题 224
