本书系统地介绍了传感器的定义、组成、基本特性及传感器的标定方法，并阐述了各类传感器包括电阻式、电感式、电容式、压电式、磁电式、热电式、光电式、波式、化学、生物传感器的工作原理、组成结构、特性、测量电路、设计方法及实际应用。
按照系统工程的观点，可以将仪器仪表产品的技术结构分为信息流、能量流和材料流，用信息流可以控制能量流和材料流。信息流涵盖信息获取、信息采集与变换、信息转换与处理、信息传输、信息控制、信息输出与显示等全过程。“测控技术与仪器”专业培养的学生应掌握测量系统科学构成的相关理论知识和应用技术，其中信息流传输过程中的信息获取、转换处理、传输和控制已成为测量系统构成的核心技术基础，而传感技术完成对信息的获取、传输和处理，在信息技术中起着相当重要的作用，因此，“传感器原理及应用”是测控技术与仪器专业的主干专业课，同时，本课程也是高等院校电子信息工程、机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化、电子科学与技术以及物联网工程等专业的重要专业课。
随着2016年6月我国正式加入《华盛顿协议》，培养学生的工程能力已经成为我国工程教育的主流趋势。为适应特色专业建设和工程教育认证，根据中国机械工业教育协会仪器科学与技术学科教学委员会的要求编写了本书。
本书面向普通高等院校测控技术与仪器专业，力求突出专业特色，以案例形式引入每一单元内容，既可增强学生的工程观念，又可增加阅读兴趣。在阐述传感器基本原理的基础上，侧重分析各种传感器性能，并引用较多的传感器应用实例，突出工程应用，使理论更紧密地联系实际。同时，融入学科发展新理论和新技术，如第1 1单元的生物传感器、第12单元的微传感器与智能传感器和第13单元的无线传感器网络，并通过相关知识链接将国家相关标准以及一些前沿研究成果介绍给学生。
全书共分14个单元，由4所院校9位从事传感器教学的教师编写，苑会娟任主编。第1、2、14单元由哈尔滨理工大学苑会娟编写；第3单元3.1~3.3节、第11单元由哈尔滨理工大学周真编写；第4、5单元由哈尔滨理工大学吴海滨编写；第6、13单元由哈尔滨理工大学王北一编写；第7单元由黑龙江科技大学周宝国编写；第8单元由哈尔滨理工大学赵文杰编写；第9单元由哈尔滨工程大学李万臣编写；第10、12单元由哈尔滨理工大学冯侨华编写；第3单元3.4、3.5节由黑龙江工学院宋起超编写。全书由苑会娟负责统稿，并由哈尔滨理工大学于晓洋主审。
本书适合作为普通高等院校测控技术与仪器专业的教材，也可作为其他相关专业的教材，还可供从事传感器技术的研究、生产与应用的科技工作者和工程技术人员参考。
在本书编写过程中，作者参阅了相关教材和文献，在此向各位原作者致谢。
由于编者水平有限，尽管有多位老师反复审校，但书中可能还会有疏漏或错误之处，恭请读者不吝赐教。
编者
前言
第1单元传感器概论 1
学习要点 1
相关知识链接1
引导案例 1
1. 1传感器的定义与组成 2
1.2传感器的基本特性5
1.3传感器的技术指标 18
1.4传感器的发展趋势 21
习题 23
参考文献 24
第2单元电阻式传感器 25
学习要点 25
相关知识链接 25
引导案例 25
2.1电阻应变式传感器 26
2. 2应变片的静态特性 28
2. 3应变片的动态特性 3l
2.4应变片电桥测量电路 34
2. 5应变片的温度效应和补偿 38
2.6应变片的选用与粘贴 42
2.7电阻应变式传感器的应用 45
2.8压阻式传感器 48
2.9电位器式传感器 52
习题 55
参考文献 57
第3单元电感式传感器 58
学习要点 58
相关知识链接 58
引导案例 58
3.1 自感式传感器 59
3. 2差动变压器式传感器 65
3. 3零点残余电压 69
3.4电涡流式传感器 70
3. 5压磁式传感器 75
习题 77
参考文献 78
学习要点 79
相关知识链接 79
引导案例 79
第4单元电容式传感器 79
4.1 电容式传感器的工作原理 80
4.2电容式传感器的特性 82
4.3电容式传感器的测量电路 85
4.4电容式传感器的特点及设计要点 90
4.5电容式传感器的应用 94
习题 100
参考文献 ”100
第5单元压电式传感器 10l
学习要点 101
相关知识链接 101
引导案例 101
5.1压电效应 102
5. 2压电材料103
5. 3压电元件 108
5.4测量电路 110
5. 5压电式传感器应用 114
习题 ll7
参考文献 117
第6单元磁电式传感器 118
学习要点 118
相关知识链接 118
引导案例 118
6.1磁电感应式传感器 118
6. 2霍尔式传感器 121
6. 3磁栅式传感器 126
6. 4磁电式传感器应用 129
习题 132
参考文献 133
第7单元热电式传感器 134
学习要点 134
相关知识链接 134
引导案例 134
7.1热电偶传感器 135
7.2热电阻温度传感器．． -143
7.3 PN结型温度传感器 148
7.4石英晶体温度传感器 151
7.5热电式传感器的应用 152
习题 154
参考文献 155
第8单元光电式传感器 156
学习要点 156
相关知识链接 156
引导案例 156
8.1光电效应．157
8. 2光电元件 159
8. 3光源 168
8.4光电式传感器的应用 172
8. 5色敏光电传感器 175
8.6 CCD传感器 177
8.7光栅传感器 182
8.8光纤传感器 185
8.9红外光传感器 195
习题 201
参考文献 201
第9单元波传感器 202
学习要点 202
相关知识链接 202
引导案例 202
9.1声传感器． 203
9.2声表面波传感器 211
9.3超声波传感器218
9.4次声波传感器 223
9.5微波传感器 226
习题 230
参考文献 230
第10单元化学传感器 231
学习要点 231
相关知识链接 231
引导案例 231
10. 1气体传感器 232
10. 2湿度传感器 “242
10. 3离子传感器 250
习题 258
参考文献 258
第11单元生物传感器 259
学习要点 I259
相关知识链接 259
引导案例 259
11.1生物传感器的结构及工作原理 260
11.2生物功能物质的分子识别机理 261
11.3酶传感器 264
11.4免疫传感器 267
11.5半导体生物传感器 270
11.6生物传感器应用 273
习题 ”275
参考文献 275
第12单元微传感器与智能传感器 “276
学习要点 276
相关知识链接 276
引导案例 276
12.1微传感器 277
12. 2智能传感器 285
习题 291
参考文献 291
第13单元无线传感器网络 ”292
学习要点 292
相关知识链接 292
引导案例 292
13. 1无线传感器网络的基本
概念与体系结构 293
13. 2无线传感器网络的特点 295
13. 3无线传感器网络的应用 298
13.4无线传感器网络的关键技术 301
习题 306
参考文献 306
第14单元传感器的标定 307
学习要点 3cr7
相关知识链接 307
引导案例 307
14.1标定的概念 307
14. 2传感器的静态标定 308
14.3传感器的动态标定 313
习题 316
参考文献 316
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