《傳感器原理及應用》是教育部高等學校特色專業規劃教材、國家精品課程配套教材�！秱鞲衅髟砑皯谩分攸c介紹工程檢測中常用的各種傳感器的原理、特性及其應用技術，共19章，內容涵蓋現代檢測技術的理論，傳感技術及基本特性，常見傳感器的工作原理，如電阻應變式、電感式、電容式、壓電式、磁學量、光電式、半導體、超聲波、微波、輻射式、溫度、壓力、流量、物位、成分分析傳感器，最后結合工程實際，介紹了傳感技術在工程實際中的典型應用，并給出了傳感器與單片機接口電路的硬件設計及軟件設計。
《傳感器原理及應用》取材新穎、內容豐富、系統性強、條理清晰、技術實用，反映了現代檢測技術領域的新發展和新成果。《傳感器原理及應用》穿插了大量的實踐應用知識，充分體現了理論聯系實際，重在工程實際的應用原則，以及傳感器與單片機接口的最新實用技術。
傳感技術、通信技術、計算機技術是信息產業的三大支柱。信息的獲取對于機械電子工程、控制、測試、計量等領域來說都是必不可少的。本書從當前工程實際應用和技術發展的角度出發，全面系統地介紹了現代檢測技術的相關理論、相關技術及其在工程實際中的應用。
本書是編者在多年的教學、科研、生產實際工作中的基礎上總結提煉而成的。在編寫過程中，編者對國內外檢測技術領域的最新發展進行了充分的跟蹤和調研，參考了國內外相關教材和學術成果，保留和精煉了傳統檢測技術的基礎內容，對傳感技術做了較為全面和詳細的論述。本書注重傳感技術基礎理論的闡述，同時將工程實際應用貫穿全書始終，所介紹的實踐應用知識大多來自工業企業現場，符合當前技術發展和生產實際要求。本書的具體內容包括目前已成熟的傳感技術和儀器儀表，以及剛開始使用或即將使用的新理論、新技術、新方法和新設備等，緊跟該領域的技術發展步伐，實用性強。
全書內容分四方面：第一方面介紹測量及誤差的有關知識，如測量及測量系統的概念，誤差的分析與處理等；第二方面系統地介紹各種傳感器的原理、結構和應用，目的在于使學生掌握使用各類傳感器的技巧；第三方面介紹工程檢測的基礎知識及傳感器在工程檢測中的應用，將傳感器和工程檢測方面的知識有機地聯系起來，使學生在掌握傳感器原理的基礎上，可以更進一步地應用這方面的知識來解決工程檢測中的具體問題；第四方面根據傳感器與單片機接口的不同方式，分別闡述幾種典型常用傳感器與單片機接口技術實例，使得學生可以利用計算機實現自動測量、信息處理和自動控制，從而達到智能檢測的目的。
全書共分19章。第1章介紹現代檢測技術的理論基礎；第2章介紹傳感技術及基本特性；第3章介紹電阻應變式傳感器；第4章介紹電感式傳感器；第5章介紹電容式傳感器；第6章介紹壓電式傳感器；第7章介紹磁學量傳感器；第8章介紹光電式傳感器；第9章介紹半導體傳感器；第10章介紹超聲波傳感器；第11章介紹微波傳感器；第12章介紹輻射式傳感器；第13章介紹溫度傳感器；第14章介紹壓力傳感器；第15章介紹流量傳感器；第16章介紹物位傳感器；第17章介紹成分分析傳感器；第18章結合工程實際，介紹了傳感技術在工程實際中的典型應用，具體包括陶瓷隧道窯溫度、壓力監測控制系統，以及傳感器在模糊控制洗衣機、現代汽車、機器人、智能樓宇中的應用；第19章介紹傳感器與單片機接口電路的硬件設計及軟件設計，以新穎、實用、完整和典型的原則，詳細給出了熱電偶傳感器、霍爾傳感器、壓電測力傳感器、光電傳感器等幾種常用傳感器與單片機接口技術實例的硬件電路和軟件程序設計方法。
全書的每章內容都有其獨立性，在使用本教材時，可根據不同專業的要求和特點，對內容適當進行取舍。實驗是本課程不可缺少的重要組成部分，利用“基于嵌入式傳感器與測控技術綜合實驗臺”可對不同傳感器（如電阻應變式、電感式、電容式、壓電式、霍爾式、光電式等）的特性進行研究和分析。通過實驗，可以深化理論課的理解，提高學生分析問題和解決問題的能力，從而取得良好的教學效果。
本綜合實驗臺包括：主控臺、各種信號源、電壓源、顯示儀表、單片機測控中心、ARM測控中心等部分；由各類傳感器與處理變送電路組成的傳感器獨立實驗模塊，以完成傳感器特性實驗；由溫度控制系統、轉速控制系統、指紋識別系統、CCD人臉檢測系統、控制核心及軟件、計算機測控系統、嵌入式ARM測控系統、基于LabVIEW的虛擬儀器測控系統、基于MATLAB的測控系統等各類測控對象及檢測單元組成的測控系統。
本書可作為應用電子、工業自動化、機電一體化及計算機應用等專業的教材，也可供其他專業和相關工程技術人員參考。
本書由潘煉擔任主編，田中捷、李忠虎擔任副主編。第1～12章、第14章、第15章、第18章、第19章由潘煉教授和田中捷老師編寫；第13章和第15章的15.13節由李文濤教授編寫；第16章、第17章的17.5～17.11節和附錄由李忠虎教授編寫；第17章的17.1～17.4節由程繼紅教授編寫。另外，欽小平、王薇、劉曉鳴等也參加了本書部分章節的編寫工作，在此表示衷心的感謝！
本書在編寫過程中參閱了大量相關書籍及國家標準，在此對相關作者和單位表示誠摯的感謝！
編者
第1章 現代檢測技術的理論基礎
1.1 檢測技術概論
1.1.1 檢測
1.1.2 檢測方法
1.1.3 檢測系統
1.1.4 檢測誤差
1.2 檢測數據的估計和處理
1.2.1 隨機誤差的統計處理
1.2.2 系統誤差的通用處理方法
1.2.3 粗大誤差
1.2.4 檢測數據處理中的幾個問題
1.2.5 檢測不確定度
思考題和習題
第2章 傳感技術及基本特性
2.1 傳感器的特性與分類
2.1.1 傳感器概論
2.1.2 傳感器的基本特性
2.1.3 傳感器的性能指標
2.1.4 傳感器特性的應用
2.2 傳感器的命名方法及代號
2.2.1 傳感器的命名方法
2.2.2 傳感器代號的標記方法
2.2.3 傳感器代號
2.2.4 傳感器產品名稱
2.3 傳感器材料
2.3.1 半導體材料
2.3.2 敏感陶瓷材料
2.3.3 石英敏感材料
2.3.4 金屬氧化物及合金材料
2.3.5 無機材料
2.3.6 有機材料
2.3.7 生化材料
2.3.8 高分子敏感材料
2.3.9 合成材料
2.4 傳感器制作技術
2.4.1 概述
2.4.2 刻蝕（腐蝕）技術
2.4.3 薄膜技術
2.4.4 固相鍵合工藝
2.4.5 納米技術（毫微技術）
2.4.6 微型傳感器結構
2.5 傳感器設計方法
2.5.1 傳感器的建模
2.5.2 傳感器應用到的各種定理、法則、效應
2.5.3 結構、材料與參數的合理選擇
2.5.4 信號轉換方式
2.5.5 傳感器的標定與校準
2.6 傳感器應用電路組成
2.6.1 傳感器應用電路的具體組成
2.6.2 顯示器
2.6.3 執行機構
2.6.4 信號放大、比較
2.6.5 系統信息處理
2.6.6 微機在測控系統中的作用
2.7 檢測技術的發展
2.7.1 檢測技術的發展方向
2.7.2 檢測技術的最新發展
思考題和習題
第3章 電阻應變式傳感器
3.1 常用彈性元件的結構和特性
3.1.1 彈性元件的概念
3.1.2 彈性元件的特性
3.1.3 對彈性元件材料的要求
3.1.4 常用的彈性元件材料
3.1.5 彈性元件的分類
3.1.6 變換力的彈性元件
3.1.7 變換壓力的彈性元件
3.2 電阻應變效應
3.2.1 電阻應變片的結構和性能
3.2.2 電阻應變效應
3.2.3 電阻應變式傳感器
3.3 電阻應變片測量電路
3.3.1 測量電橋的工作方式
3.3.2 電橋電路的溫度補償
3.3.3 應用舉例
3.4 電阻應變傳感器的應用
思考題和習題
第4章 電感式傳感器
4.1 自感式電感傳感器
4.1.1 工作原理?
4.1.2 輸出特性
4.1.3 測量電路
4.1.4 自感式電感傳感器的應用
4.2 差動變壓器式互感傳感器
4.2.1 變隙式差動變壓器式互感傳感器
4.2.2 螺線管式差動變壓器式互感傳感器
4.3 電渦流式傳感器
4.3.1 工作原理
4.3.2 基本特性
4.3.3 電渦流的形成范圍
4.3.4 電渦流式傳感器測量電路
4.3.5 電渦流式傳感器的應用
4.4 電感式傳感器的應用
思考題和習題
第5章 電容式傳感器
5.1 電容式傳感器的工作原理和結構
5.1.1 變極距型電容式傳感器
5.1.2 變面積型電容式傳感器
5.1.3 變介質型電容式傳感器
5.2 電容式傳感器的靈敏度及非線性
5.3 電容式傳感器的等效電路
5.4 電容式傳感器的測量電路
5.4.1 調頻電路
5.4.2 運算放大器式電路
5.4.3 二極管雙T形交流電橋
5.4.4 環形二極管充、放電法
5.4.5 脈沖寬度調制電路
5.5 電容式傳感器的應用
思考題和習題
第6章 壓電式傳感器
6.1 壓電效應及壓電材料
6.1.1 石英晶體
6.1.2 壓電陶瓷
6.1.3 壓電式傳感器
6.2 壓電式傳感器的測量電路
6.2.1 壓電式傳感器的等效電路
6.2.2 壓電式傳感器的測量
6.3 壓電式傳感器的應用
思考題和習題
第7章 磁學量傳感器
7.1 磁電感應式傳感器
7.1.1 磁電感應式傳感器的工作原理
7.1.2 磁電感應式傳感器的基本特性
7.1.3 磁電感應式傳感器的測量電路
7.1.4 磁電感應式傳感器的應用
7.2 霍爾式傳感器
7.2.1 霍爾效應及霍爾元件
7.2.2 霍爾集成傳感器
7.2.3 霍爾式傳感器的應用
7.3 新型磁學量傳感器
7.3.1 磁敏電阻
7.3.2 磁敏二極管（SMD）
7.3.3 磁敏三極管
7.3.4 應用
思考題和習題
第8章 光電式傳感器
8.1 光電器件
8.1.1 光敏電阻
8.1.2 光敏二極管和光敏晶體管
8.1.3 光電池
8.1.4 光電耦合器件
8.1.5 電荷耦合器件
8.1.6 光電式傳感器的應用
8.2 光纖傳感器
8.2.1 光纖結構及其傳光原理
8.2.2 光纖的基本特性
8.2.3 光纖傳感器
8.3 激光傳感器
8.3.1 激光的產生和特點
8.3.2 常用的激光器
8.3.3 激光探測器的應用
8.4 固態成像傳感器
8.4.1 概述
8.4.2 光導攝像管
8.4.3 固態圖像傳感器
思考題和習題
第9章 半導體傳感器
9.1 氣敏傳感器
9.1.1 概述
9.1.2 半導體氣敏傳感器的機理
9.1.3 半導體氣敏傳感器的類型及結構
9.1.4 半導體氣敏傳感器的基本測量電路
9.1.5 半導體氣敏傳感器的應用
9.1.6 使用半導體氣敏傳感器的注意事項
9.1.7 氣敏傳感器的新動態
9.2 濕敏傳感器
9.2.1 濕度的測量方法
9.2.2 氯化鋰濕敏電阻
9.2.3 半導體陶瓷濕敏電阻
9.2.4 濕敏傳感器的應用
9.3 色敏傳感器
9.3.1 半導體色敏傳感器的基本原理
9.3.2 半導體色敏傳感器的基本特征
9.4 半導體傳感器的應用
9.4.1 實用酒精測試儀
9.4.2 直讀式濕度計
9.4.3 彩色信號處理電路
思考題和習題
第10章 超聲波傳感器
10.1 超聲波及其物理性質
10.1.1 超聲波的波形及其傳播速度
10.1.2 超聲波的反射和折射
10.1.3 超聲波的衰減
10.2 超聲波傳感器
10.3 超聲波傳感器的應用
思考題和習題
第11章 微波傳感器
11.1 微波概述
11.2 微波傳感器原理
11.2.1 微波傳感器的測量原理及分類
11.2.2 微波傳感器的組成
11.2.3 微波傳感器的特點
11.3 微波傳感器的應用
11.3.1 微波液位計
11.3.2 微波濕度傳感器
11.3.3 微波測厚儀
11.3.4 微波輻射計（溫度傳感器）
11.3.5 微波測定移動物體的速度和距離
11.3.6 微波無損檢測
思考題和習題
第12章 輻射式傳感器
12.1 紅外傳感器
12.1.1 紅外輻射?
12.1.2 紅外探測器
12.1.3 紅外傳感器的應用
12.2 核輻射傳感器
12.2.1 核輻射及其性質
12.2.2 核輻射探測器
12.2.3 核輻射傳感器的應用
思考題和習題
第13章 溫度傳感器
13.1 概述
13.1.1 溫度的基本概念
13.1.2 溫標
13.1.3 溫度傳感器的分類
13.2 膨脹式溫度傳感器
13.2.1 玻璃管液體溫度計
13.2.2 雙金屬溫度計
13.2.3 壓力式溫度計
13.3 熱電阻溫度傳感器
13.3.1 金屬熱電阻溫度計
13.3.2 半導體熱敏電阻溫度計
13.3.3 熱電阻溫度傳感器的應用
13.4 熱電偶溫度傳感器
13.4.1 熱電偶的測溫原理
13.4.2 熱電偶的基本定律
13.4.3 熱電偶的種類與結構
13.4.4 熱電偶的冷端溫度補償
13.4.5 熱電偶測溫線路
13.5 輻射式溫度傳感器
13.5.1 輻射測溫的物理基礎
13.5.2 亮度溫度計
13.5.3 全輻射溫度計
13.5.4 比色溫度計
13.6 光纖溫度傳感器
13.6.1 光纖溫度傳感器的類型
13.6.2 光纖溫度傳感器
13.7 集成溫度傳感器
13.7.1 模擬集成溫度傳感器
13.7.2 模擬集成溫度控制器
13.7.3 集成數字溫度傳感器/控制器
思考題和習題
第14章 壓力傳感器
14.1 概述
14.2 液柱式壓力傳感器
14.3 彈性式壓力傳感器
14.4 壓阻式壓力傳感器
14.5 諧振式壓力傳感器
14.6 聲表面波（SAW）壓力傳感器
14.7 壓力傳感器應用舉例
14.8 差壓變送器
14.8.1 力平衡式差壓變送器
14.8.2 電容式差壓變送器
14.8.3 擴散硅式差壓變送器
14.9 壓力傳感器的安裝
思考題和習題
第15章 流量傳感器
15.1 概述
15.2 節流式流量傳感器
15.2.1 節流裝置
15.2.2 節流原理與流量方程式
15.2.3 取壓方式
15.2.4 節流式流量測量系統
15.3 電磁流量傳感器
15.3.1 基本原理
15.3.2 電磁流量傳感器測量系統
15.3.3 電磁流量傳感器的應用問題
15.4 渦街流量傳感器
15.4.1 測量原理
15.4.2 漩渦頻率的測量
15.4.3 渦街流量傳感器測量系統
15.4.4 應用問題
15.5 渦輪流量傳感器
15.6 光纖流量傳感器
15.7 質量流量傳感器
15.7.1 直接式質量流量計
15.7.2 間接式質量流量計
15.8 靶式流量傳感器
15.9 均速管流量傳感器
15.10 容積式流量傳感器
15.10.1 容積式流量計的測量機構與流量公式
15.10.2 幾種容積式流量計
15.10.3 容積式流量計的安裝與使用
15.11 彎管流量傳感器
15.12 轉子流量傳感器
15.12.1 結構及測量原理
15.12.2 轉子流量計的安裝
15.13 相關流量傳感器
15.13.1 相關流量測量技術簡介
15.13.2 相關流量計的基本原理
15.13.3 相關流量測量系統的構成
15.14 智能化流量積算儀
思考題和習題
第16章 物位傳感器
16.1 概述
16.1.1 物位的定義
16.1.2 物位檢測的作用及目的
16.1.3 物位檢測儀表及其分類
16.2 直讀式液位傳感器
16.3 靜壓式液位傳感器
16.3.1 檢測原理
16.3.2 壓力式液位計
16.3.3 差壓式液位計
16.4 浮力式液位傳感器
16.4.1 浮子式液位計
16.4.2 浮筒式液位計
16.5 電氣式物位傳感器
16.5.1 射頻導納物位計
16.5.2 電極式液位計
16.5.3 熱電偶式液位計
16.6 超聲波物位開關
16.7 機械接觸式物位傳感器
16.7.1 重錘式料位計
16.7.2 音叉式料位計
16.8 雷達式物位傳感器
16.8.1 概述
16.8.2 反射式雷達液位計
16.8.3 調頻式雷達物位計
16.8.4 導波式雷達液位計
16.8.5 雷達式物位計的選用
16.9 磁致伸縮式液位傳感器
思考題和習題
第17章 成分分析傳感器
17.1 概述
17.2 熱導式氣體分析傳感器
17.2.1 工作原理
17.2.2 熱導檢測器
17.2.3 測量電路
17.3 色譜分析傳感器
17.3.1 檢測原理
17.3.2 氣相色譜儀
17.4 氧分析傳感器
17.4.1 熱磁式氧分析儀
17.4.2 氧化鋯氧分析儀
17.5 工業電導儀
17.5.1 溶液電導（電阻）的測量方法
17.5.2 電導池的結構
17.5.3 測量系統組成
17.6 濃度計
17.7 pH計
17.7.1 pH值測量原理
17.7.2 pH計的電極
17.7.3 pH計測量系統
17.7.4 pH計的使用與維護
17.7.5 光纖pH計
17.8 硅酸根表
17.8.1 硅酸根含量測量原理
17.8.2 應用問題
17.9 鈉表
17.9.1 測量系統組成及原理
17.9.2 應用問題
17.10 溶氧表
17.10.1 測量系統組成及原理
17.10.2 應用問題
17.11 成分分析儀表的選用
思考題和習題
第18章 傳感技術的工程應用
18.1 陶瓷隧道窯溫度、壓力監測控制系統
18.2 傳感器在模糊控制洗衣機中的應用
18.3 傳感器在現代汽車中的應用
18.3.1 汽車結構及工作過程概述
18.3.2 傳感器在汽車運行中的作用
18.4 傳感器在機器人中的應用
18.4.1 機器人傳感器的分類
18.4.2 觸覺傳感器
18.4.3 其他類型的機器人傳感器
18.5 傳感器在智能樓宇中的應用
思考題和習題
第19章 傳感器與單片機接口技術實例
19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例
19.2 霍爾傳感器與單片機接口實例
19.3 壓電測力傳感器與單片機接口實例
19.4 光電傳感器與單片機接口實例
思考題和習題
附錄A 儀表工程圖紙的相關圖形及符號
附錄B 常用熱電阻分度表
附錄C 常用熱電偶分度表
參考文獻
新書資訊