传感器原理及应用

《传感器原理及应用》主要内容包括：传感器的基本特性、电阻应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电效应及光敏器件、新型光电传感器、半导体式化学传感器、波与射线式传感器和热电式传感器等知识。 　　传感器在现代信息技术中有着举足轻重的地位，因此作为理工科*的学生学习和掌握现代传感器技术知识是非常必要的。《传感器原理及应用》重点叙述传感器的工作原理和基本结构，同时介绍了传感器的工程应用和使用方法，对传感器有较为系统和全面地论述。特别介绍了现代新型传感器，为方便教学，也将部分传感器实验内容编入本教材。

《传感器原理及应用(第2版)》可作为高等院校测控技术、自动化、仪器仪表、电子工程、信息工程、核工程与核技术应用等*的本科生教材，也可作为相关*的研究生教材，还可作为教师以及工程技术人员的参考书籍。 　　传感器在现代信息技术中有着举足轻重的地位，因此作为理工科*的学生，学习和掌握现代传感器技术知识是非常必要的。《传感器原理及应用(第2版)》充分考虑教学规律，突出*特点，重点叙述传感器的结构原理和基本特性，同时详细介绍了传感器的工程应用和使用方法，对于各种类型的传感器都有较为系统和全面的论述。 　　《传感器原理及应用(第2版)》的主要内容包括：传感器的基本特性、电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电及磁敏式传感器、压电元件与超声波传感器、光电效应及光电器件、新型光电传感器、半导体式化学传感器、射线式传感器、热电式传感器、集成智能传感器，*后给出了实验指南与综合练习。

　　《传感器原理及应用(第2版)》按照教学大纲的要求，着眼于传感器的原理及应用，内容丰富、全面、新颖。根据理论与实践相结合的原则，在系统论述传感器内部结构原理的基础上，着重讲述传感器外部特性和接口电路，并充分结合传感器的工程应用，培养学习者的实践应用能力，为日后从事检测技术或者控制技术领域的科研工作奠定坚实的基础。《传感器原理及应用(第2版)》作者在凝练多年来从事电子技术的教学与科研经验的基础上，积极开展课程的教学内容改革和教学方法研究，以精品课程为目标进行课程建设。在教学内容方面，把握重点、难点和新技术的动态，及时补充反映新器件、新技术的内容，力求使学生了解传感器发展的前沿信息。在教学方法改革方面，作者制作了“传感器原理及应用”多媒体课件，内容系统、全面，形式生动、活泼，课件采用大量图件和演示动画，有助于学生对课程的学习和理解.本课程在实验教学方面很有特色——在基础性实验的基础上开设有大量的综合性、设计性、应用性实验，同学可以根据自己的兴趣和学习计划来选择实验内容，鼓励同学进行创新实验，.此外，还开放实验室，并将学生课外科技活动与各类科技竞赛相结合，通过这些活动实行因材施教，培养学生的创新能力。 　　《传感器原理及应用(第2版)》第1版自2009年1月面世以来，得到广大同行、*和读者的支持和肯定，并先后4次重印。为提高教材的可读性和实用性，《传感器原理及应用(第2版)》对上一版中的部分章节进行了调整：将“超声波传感器”归入第7章；将“热电式红外传感器”并入第12章；第11章为射线传感器，主要讨论核辐射探测器的原理和应用；《传感器原理及应用(第2版)》还特别增加了第13章集成智能传感器，主要讨论现代新型的集成器件。另外，《传感器原理及应用(第2版)》还增加了部分传感器的应用实例。

本书既注重传感器的基本原理和效应，又兼顾传感器的新发展，阐述了和传感器密切相关的传感器的主要支撑技术，如微纳技术、微细加工和传感器功能材料的一些基本概念和内容。主要内容包括：传感器特性与评价，传感器功能材料，微细加工技术，传感器的基本物理原理、效应和器件，物理传感器及主要物理量检测，化学传感器，生物传感器，传感器的集成化、智能化和网络化，传感器的系统集成，微机电系统发展的动向。 　　本书可供电子信息、仪器仪表、生物医学工程、测控技术、机电一体化、计算机应用等*的本科生、研究生作为教材，也可供从事传感器研究、开发和应用的工程技术人员参考。

传感器原理及应用说明

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾)，并将探知的信息传递给其他装置或器官。

传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。向传感器提供±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波，经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源，该电源做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号，再通过V/F转换器LM131变换成频率信号，通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。

常见的传感器应用有以下几种：

1.自动门，利用人体的红外微波来开关门 

2.烟雾报警器，利用烟敏电阻来测量烟雾浓度，从而达到报警目的 

3.手机，数码相机的照相机，利用光学传感器来捕获图象 

4.电子称，利用力学传感器(导体应变片技术)来测量物体对应变片的压力，从而达到测量重量目的 

5.水位报警，温度报警，湿度报警，光学报警等都是…… 

智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。例如,它在机器人领域中有着广阔应用前景,智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能,可感知各种现象,完成各种动作。在工业生产中,利用传统的传感器无法对某些产品质量指标(例如,黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进行快速直接测量并在线控制。而利用智能传感器可直接测量与产品质量指标有函数关系的生产过程中的某些量(如温度、压力、流量等)。Cygnus公司生产了一种"葡萄糖手表",其外观像普通手表一样,戴上它就能实现无疼、无血、连续的血糖测试。"葡萄糖手表"上有一块涂着试剂的垫子,当垫子与皮肤接触时,葡萄糖分子就被吸附到垫子上,并与试剂发生电化学反应,产生电流。传感器测量该电流,经处理器计算出与该电流对应的血糖浓度,并以数字量显示。