本教材较系统地介绍传感器的原理及其应用,包括传感器的特性及其评估;传感器中常用的弹性敏感元件的力学特性;电位器式传感器;应变式传感器;压阻式传感器;热电式传感器;电容式传感器;变磁路式传感器;压电式传感器;谐振式传感器;声表面波传感器;光纤传感器;微机械传感器以及智能化传感器等。
本教材在每一章都配有适量的思考题与习题,在一些重点章节有应用实例与分析。
本书可作为测控技术与仪器、机械工程及自动化、电气工程与自动化、过程装备与控制工程、探测制导与控制技术等专业本科生的教材,也可供相关专业的师生和有关工程技术人员参考。
第1章 绪 论…………………………… 1
1.1 传感器的作用与功能……………… 1
1.2 传感器的分类……………………… 3
1.2.1 按工作原理分类……………… 3
1.2.2 按被测量分类………………… 4
1.3 传感器技术的特点………………… 5
1.4 传感器技术的发展………………… 5
1.4.1 新原理、新材料和新工艺传感器的发展……………………… 7
1.4.2 传感器的微型化、集成化、多功能
化和智能化发展……………… 8
1.4.3 多传感器融合与网络化发展……………………………… 10
1.5 传感器技术相关的一些基本概念…………………………………… 11
1.6 本教材的特点及主要内容……… 11
思考题与习题…………………………… 12
第2章 传感器的特性…………………… 13
2.1 传感器静态特性的一般描述…… 13
2.2 传感器的静态标定……………… 13
2.2.1 静态标定条件……………… 14
2.2.2 传感器的静态特性………… 14
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算…………………………………… 15
2.3.1 测量范围与量程…………… 15
2.3.2 静态灵敏度………………… 15
2.3.3 分辨力与分辨率…………… 16
2.3.4 时漂与温漂………………… 16
2.3.5 传感器的测量误差………… 17
2.3.6 线性度……………………… 17
2.3.7 符合度……………………… 19
2.3.8 迟 滞……………………… 19
2.3.9 非线性迟滞………………… 20
2.3.10 重复性……………………… 20
2.3.11 综合误差…………………… 22
2.3.12 计算实例…………………… 23
2.4 非线性传感器静态性能指标计算的进一步讨论………………………… 26
2.4.1 问题的提出………………… 26
2.4.2 数据的基本处理…………… 26
2.4.3 误差的描述………………… 27
2.4.4 符合度的计算……………… 28
2.4.5 迟滞的计算………………… 28
2.4.6 符合性迟滞的计算………… 29
2.4.7 重复性的计算……………… 29
2.4.8 综合误差的计算…………… 30
2.4.9 计算实例…………………… 31
2.5 传感器动态特性方程…………… 39
2.5.1 微分方程…………………… 39
2.5.2 传递函数…………………… 40
2.5.3 状态方程…………………… 40
2.6 传感器动态响应及动态性能指标…………………………………… 41
2.6.1 时域动态性能指标………… 41
2.6.2 频域动态性能指标………… 47
2.7 传感器动态特性测试与动态模型建立…………………………………… 52
2.7.1 传感器动态标定…………… 52
2.7.2 由实验阶跃响应曲线获取传感器传递函数的回归分析法…… 53
2.7.3 由实验频率特性获取传感器传递函数的回归法……………… 59
2.7.4 应用实例———高频响、低量程的加速度传感器幅频特性测试及改进………………………… 60
2.8 传感器噪声及其减小的方法…… 64
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