傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)300例(上冊(cè))

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第1篇　傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第1章　紅外傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

1.1 紅外傳感器外形特性及使用技巧

1.1.1 高精度測(cè)量用紅外光敏二極管

1.1.2 廉價(jià)易用的熱釋電型紅外傳感器

1.1.3 采用熱釋電型紅外傳感器的人體檢測(cè)微型組件

1.1.4 使用熱電偶的熱電堆

1.1.5 熱釋電型紅外傳感器的電壓靈敏度

1.1.6 決定傳感器用途的窗口材料

1.1.7 用場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)熱釋電型紅外傳感器的輸出緩沖

1.1.8 將檢測(cè)距離大幅度增加的透鏡和反射鏡

1.1.9 可減少誤動(dòng)作的雙器件型傳感器

1.1.10 R型I-V變換器提高信噪比會(huì)使頻率特性變差

1.1.11 兼顧信噪比與高速化用互阻抗電路

1.1.12 互阻抗電路的專用集成電路

1.1.13 互阻抗電路噪聲的計(jì)算方法

1.1.14 RC并聯(lián)電路的噪聲計(jì)算方法

1.2 紅外傳感器典型應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例

1.2.1 紅外測(cè)溫

1.2.2 紅外成像

1.2.3 紅外無(wú)損探測(cè)

1.2.4 紅外氣體分析

1.2.5 紅外雷達(dá)

1.2.6 紅外偵察

1.2.7 紅外報(bào)警

第2章　圖像傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

2.1 圖像傳感器實(shí)物外形特征

2.2 圖像傳感器典型應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例

2.2.1 CCD特異細(xì)胞自動(dòng)顯微系統(tǒng)

2.2.2 尺寸測(cè)量

2.2.3 工件探傷

2.2.4 圖像傳真

2.2.5 文字識(shí)別

2.2.6 自動(dòng)方向識(shí)別

2.2.7 集成電路IC硅片形狀自動(dòng)檢測(cè)

2.2.8 月票自動(dòng)發(fā)售

第3章　熱電式溫度傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

3.1 熱敏電阻溫度傳感器外形特性及使用技巧

3.1.1 熱敏電阻器溫度-電阻特性

3.1.2 通用型熱敏電阻器

3.1.3 快速響應(yīng)型熱敏電阻器

3.1.4 高溫型熱敏電阻器

3.1.5 高精度熱敏電阻器

3.1.6 線性化熱敏電阻器

3.1.7 片式熱敏電阻器

3.1.8 自加熱型熱敏電阻器

3.1.9 熱敏電阻器的復(fù)雜電阻值表達(dá)式

3.1.10 標(biāo)稱電阻值R。與室溫電阻值

3.1.11 熱敏電阻器的靈敏度B值

3.1.12 熱敏電阻器溫度系數(shù)n值的計(jì)算

3.1.13 B值的大小隨溫度變化

3.1.14 容易忽略的自身加熱與熱耗散系數(shù)

3.1.15 熱響應(yīng)時(shí)間r在使用時(shí)不可超過(guò)最大容許功率

3.1.16 使用B值分散度小的熱敏電阻器可以簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)

3.1.17 非常簡(jiǎn)單的熱敏電阻器線性化電路

3.1.18 使用溫度范圍越窄線性化誤差就越小

3.1.19 使用2只以上熱敏電阻器的高精度線性化電路

3.1.20 使用熱敏電阻器的溫度報(bào)警電路

3.2 鉑電阻溫度傳感器外形特性及使用技巧

3.2.1 云母型鉑電阻

3.2.2 陶瓷封裝型鉑電阻

3.2.3 能防水的玻璃封裝型鉑電阻

3.2.4 適于工業(yè)化生產(chǎn)的薄膜型鉑電阻

3.2.5 工業(yè)用鉑電阻

3.2.6 自加熱型鉑電阻

3.2.7 鉑電阻的溫度系數(shù)為3850ppm/℃

3.2.8 恒電流驅(qū)動(dòng)與恒電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)的非線性誤差

3.2.9 減輕布線電阻影響的三線連接方式

3.2.10 恒電流驅(qū)動(dòng)的鉑電阻放大器制作方法

3.2.11 恒電壓驅(qū)動(dòng)的鉑電阻放大器制作方法

3.3 熱電偶溫度傳感器外形特性及使用技巧

3.3.1 最常見(jiàn)的鎧裝熱電偶

3.3.2 測(cè)量溫度低但易于操作的被覆型熱電偶

3.3.3 熱響應(yīng)速度非?？斓臉O細(xì)熱電偶

3.3.4 適于測(cè)量表面溫度的熱電偶

3.3.5 熱電偶具有極性

3.3.6 熱電偶的接點(diǎn)有測(cè)溫接點(diǎn)與基準(zhǔn)接點(diǎn)（需要進(jìn)行冷端補(bǔ)償）

3.3.7 熱電偶的線性化方法

3.3.8 當(dāng)需要較長(zhǎng)的熱電偶絲時(shí)采用補(bǔ)償線

3.3.9 熱電偶放大器的制作方法

3.3.10 用熱電偶專用集成電路作為放大器的方法

3.4 熱電式溫度傳感器應(yīng)用舉例

3.4.1 溫敏二極管的溫度調(diào)節(jié)器

3.4.2 溫敏晶體管的溫差檢測(cè)電路

3.4.3 集成溫度傳感器的典型應(yīng)用

3.4.4 熱電偶式多功能高精度鋼水測(cè)溫儀

3.4.5 溫敏三極管測(cè)溫的基本電路

3.4.6 溫敏晶閘管（可控硅）及火災(zāi)報(bào)警器

3.4.7 全輻射高溫計(jì)

3.4.8 光學(xué)高溫計(jì)

3.4.9 光電高溫計(jì)

3.4.10 比色溫度計(jì)

3.4.11 熱敏電容的溫度特性及應(yīng)用

3.4.12 石英溫度計(jì)

3.4.13 表面渡溫度傳感器的溫度特性及應(yīng)用

3.4.14 超聲波溫度傳感器及應(yīng)用

3.4.15 諧振式溫度計(jì)

3.4.16 音叉式水晶溫度傳感器及應(yīng)用

3.4.17 光纖溫度傳感器及應(yīng)用

3.4.18 溫度檢測(cè)及指示

3.4.19 溫度補(bǔ)償電路

3.4.20 過(guò)熱保護(hù)

3.4.21 自動(dòng)延時(shí)電路

3.4.22 控溫電路

3.4.23 降溫報(bào)警器

3.4.24 溫度控制器

3.4.25 攝氏溫度計(jì)

3.4.26 溫差測(cè)量

第4章　磁敏傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

4.1 磁敏傳感器外形特性及使用技巧

4.1.1 霍爾器件能線性輸出電壓

4.1.2 使用簡(jiǎn)單方便的霍爾集成電路

4.1.3 靈敏度非常高的半導(dǎo)體磁敏電阻

4.1.4 適于數(shù)字化應(yīng)用的強(qiáng)磁性材料的磁敏電阻器

4.1.5 可檢測(cè)地磁場(chǎng)的磁通量閘門(mén)型（磁場(chǎng)調(diào)制型）磁敏傳感器

4.1.6 觀察充磁狀態(tài)的充磁薄膜

4.1.7 霍爾器件的驅(qū)動(dòng)方式

4.1.8 霍爾器件的溫度補(bǔ)償電路

4.1.9 霍爾器件的同相電壓消除電路

4.1.10 運(yùn)算放大器的漂移電壓消除電路

4.1.11 多個(gè)霍爾器件連接在一起時(shí)的霍爾電壓加法電路

4.1.12 GaAs霍爾器件在單相功率計(jì)方面的應(yīng)用

4.1.13 GaAs霍爾器件在三相功率計(jì)方面的應(yīng)用

4.2 磁敏式傳感器典型應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例

4.2.1 位移傳感器

4.2.2 汽車霍爾點(diǎn)火器

4.2.3 無(wú)損探傷

4.2.4 銻化銦（lnSb）磁阻傳感器在磁性油墨鑒偽點(diǎn)鈔機(jī)中的應(yīng)用

4.2.5 轉(zhuǎn)速檢測(cè)

4.2.6 功率測(cè)量

4.2.7 霍爾開(kāi)關(guān)帶載電路

4.2.8 霍爾計(jì)數(shù)裝置

4.2.9 霍爾線性集成傳感器測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度

4.2.10 磁敏電阻非接觸測(cè)量交流電流和轉(zhuǎn)速

4.2.11 磁敏二極管作磁場(chǎng)測(cè)量、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、無(wú)觸點(diǎn)電位器

4.2.12 磁敏三極管電位器

4.2.13 磁柵傳感器及應(yīng)用于高精度測(cè)長(zhǎng)

第5章　應(yīng)變傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

5.1 應(yīng)變傳感器外形特性及使用技巧

5.1.1 各種形狀的通用型應(yīng)變計(jì)

5.1.2 可以測(cè)量卡車等車輛重量的荷重傳感器（載荷測(cè)力計(jì)）

5.1.3 由可以大面積使用的壓敏導(dǎo)電橡膠構(gòu)成的力敏開(kāi)關(guān)

5.1.4 市場(chǎng)上出售的應(yīng)變計(jì)配件

5.1.5 應(yīng)變計(jì)的結(jié)構(gòu)

5.1.6 應(yīng)變計(jì)通常組成橋式結(jié)構(gòu)

5.2 應(yīng)變傳感器典型應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例

5.2.1 電阻應(yīng)變儀

5.2.2 電阻應(yīng)變片在軋制力檢測(cè)中的應(yīng)用

5.2.3 應(yīng)變傳感器在衡器中的應(yīng)用

5.2.4 應(yīng)變傳感器對(duì)加速度的測(cè)量

5.2.5 電子皮帶秤

5.2.6 罐內(nèi)液重測(cè)量

第6章　氣體傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第7章　濕度傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第8章　光敏傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第9章　光纖傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第10章　旋轉(zhuǎn)位置（角度）傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第11章　超聲波傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第12章　電流、壓力傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第13章　振動(dòng)、速度傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第14章　電容、電感傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第15章　壓電、核輻射、激光式傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第16章　超導(dǎo)傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第17章　生物分子傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第18章　智能傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

第2篇　傳感器典型應(yīng)用

第19章　傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用

第20章　傳感器在飛行器中的應(yīng)用

第21章　傳感器在遙感技術(shù)中的應(yīng)用

第22章　傳感器在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

第23章　傳感器在安全系統(tǒng)中的應(yīng)用

第24章　傳感器在過(guò)程工業(yè)控制中的應(yīng)用

第26章　傳感器在環(huán)境污染和公害檢測(cè)中的應(yīng)用

第25章　傳感器在信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

第27章　傳感器在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

第28章　傳感器在節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

第1篇 傳感器應(yīng)用

設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

外形特征

技術(shù)關(guān)鍵

設(shè)計(jì)技巧

方法密訣

本篇介紹紅外、圖像、熱電、磁敏、應(yīng)變、氣敏、濕敏、光敏、光纖、電流、超聲波、位置、振動(dòng)、加速度、壓力、風(fēng)速、電容、電感、超導(dǎo)、核輻射、激光、微波、生物傳感器等典型應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例，供讀者借鑒、參考。

第1章

紅外傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例

人肉眼看得見(jiàn)的光線叫做可見(jiàn)光?？梢?jiàn)光是波長(zhǎng)為380-750 nm的光線?？梢?jiàn)光的波長(zhǎng)從短到長(zhǎng)依次排序是紫光→藍(lán)光→綠光→黃光→橙光→紅光。波長(zhǎng)比紅光更長(zhǎng)的光，叫做紅外線，或者紅外光、紅外。紅外線是無(wú)法用眼睛看得見(jiàn)的光線。

物體輻射出的紅外線如圖1.1所示，其波長(zhǎng)隨著溫度的不同而不同，溫度越高，輻射出的光的波長(zhǎng)越短。根據(jù)這一點(diǎn)，可以使用紅外傳感器進(jìn)行非接觸式的溫度測(cè)量。

紅外傳感器有以下兩種類型：

①利用由入射光能量激勵(lì)的電子，而產(chǎn)生的電導(dǎo)率變化或者電動(dòng)勢(shì)的量子型紅外傳感器，包括光敏二極管和光敏電阻器等。

②利用基于黑體輻射的紅外能量的吸收，而產(chǎn)生的溫度變化的加熱型紅外傳感器，包括熱釋電型紅外傳感器和熱電堆等。

其中，量子型紅外傳感器的靈敏度和響應(yīng)速度都比較好；但是，它的靈敏度和響應(yīng)速度都會(huì)受到光波波長(zhǎng)的影響，而且有時(shí)候還需要對(duì)傳感器進(jìn)行冷卻。加熱型紅外傳感器與量子型紅外傳感器剛好相反，優(yōu)點(diǎn)是不受波長(zhǎng)的影響；缺點(diǎn)是靈敏度低，響應(yīng)速度慢。

如此看來(lái)，目前還沒(méi)有理想的紅外傳感器，因此在其各自具有優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域內(nèi)，充分用其所長(zhǎng)就顯得十分重要。

《傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)300例(上冊(cè))》由北京航空航天大學(xué)出版社出版。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，世界正面臨一場(chǎng)規(guī)模宏大的新工業(yè)革命（又稱信息革命）。特別是我國(guó)加入WTO（世界貿(mào)易組織）后，各行各業(yè)也正經(jīng)歷著深刻的變革，此種形勢(shì)下人們對(duì)信息資源的需求就顯得尤其迫切。而在信息技術(shù)領(lǐng)域被譽(yù)為“電子技術(shù)的五官”的傳感器技術(shù)和被稱為“電子技術(shù)的腦”的計(jì)算機(jī)技術(shù)，又是信息采集和處理兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的基本技術(shù)，所以顯得尤其重要。

目前，電子技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)（包括單片機(jī)、計(jì)算機(jī)技術(shù)）已成為21世紀(jì)最常用、最基礎(chǔ)、最實(shí)用的技術(shù)。而在我國(guó)信息技術(shù)領(lǐng)域中，傳感器和單片計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)擔(dān)任了重要角色。從某種意義上來(lái)說(shuō)，這也是衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)基準(zhǔn)。放眼現(xiàn)階段信息技術(shù)類工具書(shū)市場(chǎng)，能滿足廣大科技人員迫切需要的工程技術(shù)類書(shū)籍相當(dāng)缺乏，并且很多已有書(shū)籍也很難談得上系統(tǒng)、全面與實(shí)用兼具，而這恰恰是廣大科研與工程技術(shù)人員最迫切需要的。

為此，我們特地組織了大量有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與科研經(jīng)驗(yàn)的專家、教授，參照國(guó)內(nèi)外1000余個(gè)研究成果、數(shù)千種傳感器及應(yīng)用技術(shù)，基于“能夠解決科研難題和實(shí)際工程問(wèn)題”的思想，耗時(shí)13年精心編寫(xiě)了該套《實(shí)用工程技術(shù)叢書(shū)》，希望能夠?yàn)閺V大信息技術(shù)類從業(yè)人員提供一套全面、實(shí)用、權(quán)威的專業(yè)叢書(shū)。

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