传感器元件与实验

　　本书共6章：章介绍万用表的设计与调试， 主要培养学生的动手能力和分析能力；第2章主要介绍电桥和传感器的原理与应用、部分元件的基本特性及常用敏感元件等，可使学生在学习中对传感器元件具有初步认知和了解，便于实践与操作；第3章介绍Multisim 10的应用，Multisim是一种电路仿真分析软件，在电路设计及分析中有着广泛的应用；第4、5章介绍常用电路的设计，将理论与实际相结合，可使学生更快掌握所学知识；第6章为实验与实践，是作者多年教学实验经验的结晶，本章中各项实验与实践的目的在于鼓励学生自由发挥、创新设计并动手实践。本书从理论教学、计算机仿真、学生实验环节三个角度组织内容，强调理论联系实际，注重对学生动手能力的培养。本书可作为高等院校相关专业传感器原理及应用课程的本科教材，也可供高职高专院校师生和工程技术人员参考。

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第1章 万用表的设计与调试 1 1．1 万用表常用参数说明 2 1．1．1 万用表的弧形标度尺 2 1．1．2 万用表的准确度 2 1．1．3 万用表的基本误差 2 1．2 表头参数的测定 4 1．2．1 表头内阻的测量 4 1．2．2 表头灵敏度的测量 8 1．2．3 表头直线性的测定 10 1．3 测量直流电流的原理及计算 11 1．3．1 扩大量程 11 1．3．2 开路转换式分流电路 11 1．4 测量直流电压的原理及计算 17 1．4．1 测量直流电压的原理 17 1．4．2 直流电压各挡的计算 18 1．5 测量交流电压的原理及计算 21 1．5．1 测量交流电压的原理 21 1．5．2 交流电压各挡的计算 23 1．6 测量交流电流的原理及计算 26 1．6．1 分流法测量交流电流的原理及计算 26 1．6．2 变流法测量交流电流的原理及计算 27 1．7 测量电阻的原理及计算 30 1．7．1 测量电阻的原理 30 1．7．2 欧姆表的中心阻值及表盘中心标度阻值的计算 31 1．7．3 倍率的升降 32 1．7．4 表盘欧姆标度尺的标定 32 1．7．5 电压变动引起误差的补偿 34 1．8 测量电阻的方法 37 1．8．1 极限灵敏度运用法 37 1．8．2 平均法电阻量限的计算 37 1．8．3 标称法电阻量限的计算 42 1．8．4 闭路抽头串阻法 44 1．8．5 并联测量法 49 1．8．6 表头内阻的测定 50 1．9 测量Iceo和的原理及计算 54 1．9．1 测量Iceo和的电路及计算 54 1．9．2 内接线路及计算 55 1．0 分贝 57 1．10．1 分贝的来源 57 1．10．2 万用表分贝标度尺的标定 57 1．11 测量电容量和电感量的原理及计算 60 1．11．1 测量电容量和电感量的原理 60 1．11．2 电感量或电容量标度尺的标定 61 1．11．3 倍率的升降 63第2章 传感器原理与应用 67 2．1 QJ23直流单臂电桥的原理与应用 68 2．1．1 直流电桥 68 2．1．2 单臂桥 69 2．1．3 半桥 70 2．1．4 全桥 70 2．1．5 应变测量电桥性能的提高 71 2．1．6 电桥的零位调整 75 2．1．7 电阻应变传感器的应用 75 2．1．8 应变式压力传感器实例 78 2．1．9 应变式加速度传感器 80 2．2 电感传感器 82 2．2．1 单线圈自感传感器 82 2．2．2 差动自感传感器 84 2．2．3 差动自感传感器测量电路 85 2．2．4 带相敏整流的交流电桥 86 2．2．5 紧耦合测量电桥 87 2．2．6 差动变压器 90 2．3 电涡流传感器 95 2．3．1 高频反射式电涡流传感器 95 2．3．2 低频透射式电涡流传感器 100 2．4 电感传感器的应用 101 2．4．1 电感测微仪 101 2．4．2 力平衡式差压计 101 2．4．3 位移计 102 2．4．4 振动计 102 2．5 电容传感器 103 2．5．1 电容传感器的工作原理 103 2．5．2 变面积型 103 2．5．3 变介电常数型 104 2．5．4 变极间距离型 106 2．5．5 差动电容传感器 106 2．5．6 差动脉冲调宽电路 110 2．5．7 电容调频电路 112 2．5．8 运算放大器测量电路 113 2．5．9 灵敏度的提高 113 2．5．10 电容传感器的应用 114 2．6 热电传感器 119 2．6．1 热电偶的工作原理和工作特性 119 2．6．2 热电偶冷端温度误差及补偿 123 2．6．3 热电偶测温电路 126 2．6．4 热电偶的选择 128 2．6．5 热电阻 129 2．6．6 半导体热敏电阻 131 2．6．7 温敏二极管及其应用 133 2．6．8 温敏晶体管及其应用 135 2．6．9 集成温度传感器 136 2．7 电压传感器 140 2．7．1 压电传感器概述 140 2．7．2 石英晶体的压电效应 140 2．8 红外线传感器集成电路 143 2．8．1 BISS0001集成电路应用 143 2．8．2 HT-7605集成电路应用 147 2．8．3 HT-7610集成电路应用 152 2．8．4 KC778B集成电路应用 154 2．8．5 SR5553集成电路应用 157 2．8．6 WT8075典型应用电路 159 2．8．7 ZH9576红外传感器专用集成电路 160 2．8．8 光电传感器专用集成电路 163 2．8．9 TC3330光电传感器专用集成电路 165 2．9 温度传感器专用集成电路 166 2．9．1 LM135温度传感器专用集成电路 166 2．9．2 LM35温度传感器专用集成电路 167 2．9．3 SL134M温度传感器专用集成电路 168 2．9．4 SL590温度传感器专用集成电路 170第3章 电路仿真与分析简介 173 3．1 Multisim 10简介 174 3．1．1 Multisim 10的特点 174 3．1．2 软件界面 174 3．1．3 电路建立 177 3．2 常用虚拟仪器的使用 183 3．2．1 数字万用表 183 3．2．2 函数信号发生器 184 3．2．3 双通道示波器 185 3．2．4 波特图仪 187 3．3 常用电路分析方法 190 3．3．1 直流工作点分析 191 3．3．2 瞬态分析 193 3．3．3 交流分析 194 3．3．4 参数扫描分析 195 3．3．5 传递函数分析 198第4章 监测、报警电路的设计 199 4．1 监测电路的工作原理 200 4．2 电路参数估算 201 4．2．1 减法电路参数估算 201 4．2．2 比较器电路参数估算 202 4．2．3 报警电路参数估算 203 4．3 电路仿真与分析 204 4．3．1 设计子电路 204 4．3．2 总电路设计与仿真 206 4．4 电路PCB设计 208第5章 信号发生电路的设计 209 5．1 正弦波电路设计 210 5．1．1 正弦波电路参数估算 210 5．1．2 正弦波电路仿真与分析 212 5．2 方波电路设计 215 5．2．1 方波电路参数估算 215 5．2．2 方波电路仿真与分析 216 5．3 三角波电路设计 219 5．3．1 三角波电路参数估算 219 5．3．2 三角波电路仿真与分析 220 5．4 电路PCB设计 224第6章 实验与实践 225 6．1 51单片机自动切换量程直流电压表设计 226 6．2 51单片机制作的简易函数信号发生器 236 6．3 小型电机H桥驱动电路设计 245 6．4 STM器件制作32核心板的设计及外设集成 250 6．5 基于MSP430单片机的数字水平仪设计 253 6．6 贴片彩灯控制电路 257 6．7 触摸式台灯的控制原理 265 6．8 贴片金属传感器制作 267 6．9 声光控延时开关（一） 271 6．10 声光控(带触摸)延时开关（二） 274 6．11 数字电子钟的安装与调试 278 6．12 红外洗手感应器 284 6．13 4位电子时钟制作 287附录 名称、名词解释 294参考文献 296