传感器及其接口电路应用300问

书籍目录

第1章  传感器基础知识

1．什么是传感器？
（2）

2．传感器有什么作用？
（2）

3．目前传感器的发展有何特点？
（2）

4．传感器与人类的感觉有何对应关系？
（2）

5．目前传感器有哪些类别和功能？
（2）

6．什么是传感器的敏感元件？
（3）

7．什么是传感器的转换元件？
（3）

8．传感器有哪些主要特性？
（3）

9．传感器的常用技术性能指标有哪几类？
（4）

10．如何对传感器选型？
（5）

11．有关传感器的术语有哪些？
（6）

12．环境有可能对传感器产生什么样的影响？
（8）

13．什么是多功能传感器？
（8）

14．什么是智能传感器？
（9）

15．智能传感器有何特点？
（10）

16．什么是有源传感器？
（10）

17．什么是复合型传感器？
（10）

18．两线制传感器是什么？
（10）

19．传感器的两线制与三线制和四线制相比有何优点？
（11）

20．什么是弹性敏感元件？
（11）

21．传感器是怎样组成的？
（12）

22．传感器是怎样分类的？
（13）

23．传感器现状和发展趋势是什么？
（13）

24．传感器电路尽量设计成线性系统，请问什么是线性系统？
（13）

25．如何实现非电量的测量？
（14）

26．如何从精度上选择传感器？
（14）

27．如何实现传感器的“超精度”应用？
（14）

28．如何为传感器测量选定ADC？
（15）

29．什么是传感器精度？
（15）

30．什么是传感器的线性度？
（15）

31．什么是传感器的迟滞？
（16）

32．什么是传感器的重复性？
（16）

33．什么是传感器的灵敏度？
（16）

34．什么是传感器的分辨率？
（16）

35．什么是传感器的漂移？
（17）

36．什么是传感器的测量误差？
（17）

37．什么是传感器的误差因素与标准规范？
（17）

38．传感器实现不失真测量的条件是什么？
（18）

39．如何评估传感器精度？
（18）

40．如何评估测试系统精度？
（19）

41．在工程中采用什么误差作为测量传感器的精度等级？
（19）

42．称重传感器怎样分精度等级？
（20）

43．什么是称重传感器的检定分度数？
（20）

第2章  传感器

1．传感器与传感元件有何关系？
（22）

2．温度传感器中的热敏元件是什么？
（22）

3．半导体热敏电阻的工作原理是什么？
（22）

4．国产热敏电阻是如何制定型号的？
（23）

5．热敏电阻器有哪些主要参数？
（23）

6．光敏传感器主要有哪些光敏元件？
（24）

7．为什么有的光电三极管只有两只引脚？
（26）

8．光敏电阻有哪些主要参数？
（26）

9．气敏传感器及其种类和相应的气敏元件有哪些？
（26）

10．红外气体传感器的工作原理是什么？
（27）

11．半导体气敏传感器的工作原理是什么？
（29）

12．热导式气体传感器的工作原理是什么？
（30）

13．催化燃烧式气体传感器的工作原理是什么？
（30）

14．电化学气体传感器的工作原理是什么？
（31）

15．半导体气敏传感器及其气敏元件是什么？
（31）

16．QM-N5型气敏元件的性能如何？
（32）

17．催化型可燃气体传感器的工作原理是什么？
（32）

18．氧气体传感器的工作原理是什么？
（32）

19．一氧化碳传感器的工作原理是什么？
（33）

20．烟雾传感器的工作原理是什么？
（34）

21．酒精气体传感器的工作原理是什么？
（34）

22．氧化氮传感器的工作原理是什么？
（35）

23．二氧化硫传感器的工作原理是什么？
（35）

24．硫化氢传感器的工作原理是什么？
（36）

25．氯化氢传感器的工作原理是什么？
（36）

26．甲烷（CH4）传感器的工作原理是什么？
（36）

27．甲醛（CH2O）传感器的工作原理是什么？
（36）

28．卤素传感器的工作原理是什么？
（37）

29．CO传感器的工作原理是什么？
（38）

30．氨气（NE-NH3）传感器的工作原理是什么？
（38）

31．二氧化硫（SO2）传感器的工作原理是什么？
（38）

32．氢气（H2）传感器的工作原理是什么？
（39）

33．溴化氢（HBr）传感器的工作原理是什么？
（39）

34．气体传感器的工作原理是什么？
（39）

35．可燃气体传感器的工作原理是什么？
（40）

36．固体电解质气体传感器的工作原理是什么？
（40）

37．力敏传感器及其使用的力敏元件有哪些？
（40）

38．什么是压阻式传感器？
（40）

39．磁敏传感器及其使用的磁敏元件有哪些？
（40）

40．电阻式传感器可以传感哪些信息？有哪些种类的敏感元件？
（41）

41．什么是称重传感器？采用哪些传感原理？
（41）

42．什么是热电阻传感器？
（41）

43．什么是生物传感器?
（42）

44．生物传感器有哪些类型？
（43）

45．电化学传感器的工作原理是什么？
（43）

46．电化学传感器的结构是什么？
（44）

47．电化学传感器是如何制造的？
（44）

48．电化学传感器有哪些主要的应用？
（44）

49．气体传感器有哪些主要特性？
（45）

50．如何选择气体传感器？
（45）

51．接触燃烧式气体传感器有何特点？
（46）

52．电化学气体传感器有哪些类型？
（46）

53．光学气体传感器有哪些类型及其应用？
（46）

54．什么是霍尔传感器？
（47）

55．霍尔器件有何特点？有哪些应用？
（47）

56．什么是位移传感器？
（48）

57．位移传感器有哪些运动方式？
（48）

58．角位移传感器有哪些常见的形式？
（49）

59．各种位移传感器的工艺和特点是什么？
（49）

60．霍尔器件可以用于哪些非电量测量？
（51）

61．相比于其他原理的传感器，霍尔电流传感器有何优越性？
（53）

62．位移传感器是什么？
（54）

63．磁敏传感器的工作原理有哪些？
（54）

64．压电陶瓷是什么？
（55）

65．接近开关有哪些？怎样选择？
（56）

66．什么是铠装热电偶？
（58）

67．什么是变磁阻式传感器？
（58）

68．变磁阻式传感器有哪些类型？
（59）

69．光电二极管与光电池有何区别？
（62）

70．光电二极管与光电三极管有何区别？
（62）

71．光敏电阻与光电二极管在应用中有什么区别？
（62）

72．各种光电传感器的特点是什么？
（63）

73．什么是电容传感器？
（63）

74．什么是锑电极酸度传感器？
（65）

75．什么是酸、碱、盐浓度传感器？
（66）

76．什么是电导传感器？
（66）

77．常用大位移传感器（或技术）有哪些？
（66）

78．什么是光栅（尺）位移传感器？
（66）

79．什么是铠装热电偶？
（68）

80．什么是容栅传感器？
（70）

81．什么是磁栅传感器？
（71）

82．什么是光电倍增管？
（73）

83．光电二极管和光电倍增管的区别？
（75）

84．人体的非电量参数有哪些？如何进行提取？
（75）

85．什么是电涡流式传感器？其工作原理如何？
（75）

86．什么是差动变压器式位移传感器？其工作原理如何？
（76）

87．什么是压阻式传感器？
（77）

88．生物传感器的工作原理是什么？
（78）

89．热电阻与热敏电阻有何不同？
（78）

90．热敏电阻有哪几个主要参数？
（78）

91．什么是话筒（驻极体拾音器）？
（81）

92．什么是超声传感器？
（82）

93．电阻应变片有何特点？有哪些主要参数？
（85）

94．测量电流的集成霍尔传感器是什么？性能如何？
（86）

95．什么是四自由度的集成惯性测量传感器？其性能如何？
（88）

96．ADT75集成温度传感器的工作原理是什么？性能如何？
（90）

97．MPXY8300集成胎压监控传感器的工作原理是什么？性能如何？
（92）

98．TSL2560和TSL2561集成光强度数字传感器的工作原理是什么？性能如何？
（95）

99．LM1042集成液位传感器的工作原理是什么？性能如何？
（98）

100．T/CS230可编程彩色光/频转换器的工作原理是什么？性能如何？
（100）

101．MS5534集成气压计模块的工作原理是什么？性能如何？
（104）

102．FCD4B14集成指纹传感器的工作原理是什么？性能如何？
（109）

103．集成三轴角速度传感器MAX21000的工作原理是什么？性能如何？
（113）

104．MAX6632集成温度传感器的工作原理是什么？性能如何？
（122）

105．MAX44006/MAX44008集成色彩传感器的工作原理是什么？性能如何？
（125）

106．ADIS16000/ADIS16229振动传感器的工作原理是什么？性能如何？
（138）

107．ADIS16266可编程数字陀螺仪的工作原理是什么？性能如何？
（142）

108．ADT7310集成温度传感器的工作原理是什么？性能如何？
（153）

109．集成化的光电传感器OTP101的工作原理是什么？性能如何？
（166）

110．ADXL377集成三轴加速度计的工作原理是什么？性能如何？
（167）

111．ADIS16445集成惯性传感器的工作原理是什么？性能如何？
（171）

112．ADIS16375集成惯性传感器的工作原理是什么？性能如何？
（173）

113．电容数字转换器（CDC） AD7747的工作原理是什么？如何应用？
（175）

114．单轴加速度传感器ADXL193的工作原理是什么？如何应用？
（178）

115．ADXL203型双轴加速度传感器的工作原理是什么？如何应用？
（181）

116．双轴加速计ADXL202/ADXL210的工作原理是什么？如何应用？
（184）

117．ADIS22151集成惯性传感器的工作原理是什么？性能如何？
（189）

118．TMP05集成温度传感器的工作原理是什么？如何应用？
（194）

119．温度传感器AD7416/AD7417/AD7418的工作原理是什么？如何应用？
（196）

120．角速度传感器ADIS16120的工作原理是什么？如何应用？
（204）

121．惯性传感器ADIS16448的工作原理是什么？如何应用？
（207）

122．热电偶温度传感器的工作原理是什么？
（225）

123．如何正确选择热电偶？
（225）

124．ADT7320高精度数字温度传感器的工作原理是什么？如何应用？
（226）

125．数字温度传感器ADT7420的性能如何？
（239）

126．加速度传感器ADXL103/ADXL203的性能如何？
（240）

127．双轴加速度传感器ADXL206的性能如何？
（241）

128．双轴加速度传感器ADXL213的性能如何？
（241）

129．数字加速度计ADXL312的性能如何？
（242）

130．角速率传感器ADXRS450的性能如何？
（243）

131．超低功耗数字加速度计ADXL362的性能如何？
（243）

132．高性能角速率传感器ADXRS646的性能如何？
（244）

133．低成本双轴加速计ADXL213的工作原理是什么？如何应用？
（245）

134．角速率传感器ADXRS800的性能如何？
（246）

135．爆震传感器的工作原理是什么？如何应用？
（246）

136．三轴加速计ADXL343的性能如何？
（247）

137．数字相对湿度和温度传感器Si7015的性能如何？
（248）

138．接近光及环境光感应器Si1120的工作原理是什么？如何应用？
（249）

139．为什么LTC2053适合于热电偶放大器？
（257）

140．光电传感器Si1141/2/3的工作原理是什么？如何应用？
（258）

141．湿度和温度传感器Si701x/2x的性能如何？
（260）

142．电能计量模块ADE7816的性能如何？
（263）

143．高精度电能计量模块的性能如何？
（263）

144．电能计量模块ADE7116/ADE7156/ADE7166/ADE7169/ADE7566/ADE7569的性能

如何？
（264）

145．GPS是什么？
（265）

146．GPS三代体系的各自和共同特征是什么？
（266）

147．GPS定位系统及工作原理是什么？
（266）

148．相比于二代GPS芯片，三代GPS芯片的硬件改进体现在哪些方面？
（268）

149．什么是北斗卫星导航系统？
（268）

150．北斗卫星导航系统与其他导航系统有什么区别？
（268）

151．北斗卫星导航系统MXTOS2-200模块的性能如何？
（269）

152．主流GPS方案供应商及其芯片有哪些？性能如何？
（270）

153．线性电流传感器 ACS712性能如何？
（275）

154．数字锁存霍尔效应传感器DRV5013的性能如何？
（276）

155．超灵敏双通道正交霍尔效应双极开关A1230的性能如何？
（278）

156．连续型比例式线性霍尔效应传感器A1301和A1302的性能如何？
（279）

157．带开路漏极脉宽调制输出的高精度线性霍尔效应传感器A1356的性能如何？
（281）

158．带三态输出和用户可选休眠方式的微功率3V线性霍尔效应传感器系列A139x的性能

如何？
（282）

159．单元件齿状检测速度传感器ATS601的性能如何？
（284）

160．动态、自行校准、峰值侦测、差分霍尔效应齿轮齿传感器ATS616的性能如何？
（285）

161．动态、自行校准、峰值侦测、差分霍尔效应齿轮齿传感器ATS617的性能如何？
（286）

162．具有TPOS功能的高度可编程、反馈偏压、霍尔效应开关ATS128的性能如何？
（288）

163．专为汽车凸轮传感应用而优化的自行校准TPOS速度传感器ATS675的性能如何？
（289）

164．交流耦合霍尔效应传感器A1425的性能如何？
（290）

165．带持续校准的三线式真零速差分峰值侦测传感器A1468的性能如何？
（291）

166．双线真零速高精度传感器A1688的性能如何？
（293）

167．凸轮轴传感器ATS601的性能如何？
（294）

168．双输出差分速度和方向传感器ATS605的性能如何？
（295）

169．真零速齿轮齿传感器ATS667的性能如何？
（296）

170．与传统传声器相比，数字传声器有何优点？
（298）

171．指纹传感器AT77C104B的工作原理与性能如何？
（302）

第3章　传感器接口电路

1．单臂电桥适宜测量什么范围的电阻？为了提高电桥的灵敏度可以采取什么办法？
（305）

2．对传感器接口电路有哪些要求？为什么？
（305）

3．从传感器的输出或接口电路的角度，对传感器如何分类？
（305）

4．什么是热电阻两线制、三线制或四线制的方式？
（307）

5．常用的电容传感器的接口电路有哪几种？
（308）

6．什么是电容传感器桥式接口电路？其工作原理如何？
（308）

7．什么是电容传感器谐振式接口电路？其工作原理如何？
（309）

8．什么是电容传感器调频式接口电路？其工作原理如何？
（309）

9．什么是电容传感器运算式接口电路？其工作原理如何？
（310）

10．什么是电容传感器二极管双T型交流电桥接口电路？其工作原理如何？
（311）

11．什么是电位器式传感器的接口电路？其工作原理如何？
（312）

12．什么是电容传感器脉冲宽度调制电路？其工作原理如何？
（312）

13．常用电涡流式传感器的接口电路有几种？其工作原理如何？
（312）

14．什么是差动变压器式传感器的接口电路？其工作原理如何？
（314）

15．什么是压阻式压力传感器接口电路？其工作原理如何？
（316）

16．什么是压电晶体传感器的接口电路？其工作原理如何？
（316）

17．什么是光电二极管（或光电池）的接口电路？其工作原理如何？
（318）

18．电化学生物传感器的接口电路有哪几种？其工作原理如何？
（319）

19．什么是电位法电化学生物传感器（离子电极）的接口电路？其工作原理如何？
（320）

20．什么是三电极电化学传感器的接口电路？其工作原理如何？
（322）

21．如何实现最简单的高性能NTC热敏电阻测温电路？
（323）

22．如何实现热敏二极管的测温电路？
（323）

23．线性位移差分变压器（LVDT）的集成接口电路有哪种？请举例说明其应用。
（324）

24．电容传感器的集成接口电路是什么？性能如何？
（327）

25．MAX9921霍尔传感器集成接口电路的工作原理是什么？性能如何？
（330）

26．MAX1450压阻传感器集成接口电路的工作原理是什么？性能如何？
（333）

27．传感器AFE LMP90080的性能如何？
（341）

28．数字化可编程信号调理芯片PGA309的性能如何？
（343）

29．电化学可编程模拟前端（AFE）LMP91000的性能如何？
（345）

30．温度测量模数转换器ADS1247/48的性能如何？
（346）

31．霍尔传感器前端电路DRV411的性能如何？
（347）

32．压力传感器信号调节器PGA400-EP的性能如何？
（348）

33．高精度模数转换器（ADC）ADS1113/4/5的性能如何？
（350）

34．低功耗16位传感器模拟前端电路LMP90080/79/78/77的性能如何？
（351）

35．传感器模拟前端LMP90100/99/98/97的性能如何？
（353）

36．pH值传感AFE LMP91200的性能如何？
（355）

37．NDIR气体传感AFE LMP91050的性能如何？
（356）

38．电化学传感LMP91002的性能如何？
（356）

39．LDC电感数字转换器LDC1000的性能如何？
（358）

40．超声模拟前端AFE5803的性能如何？
（360）

41．电化学传感AFE5809的性能如何？
（361）

42．CCD/CMOS传感器模拟前端VSP5620/21/22的性能如何？
（363）

43．VSP5610/11/12图像传感器AFE的性能如何？
（365）

44．8通道超声波模拟前端AFE5809的性能如何？
（367）

45．CCD/CMOS 传感器的模拟前端VSP5610/11/12的性能如何？
（369）

46．电荷耦合元件（CCD）模拟前端VSP8133的性能如何？
（371）

47．用于生物电位测量模拟前端ADS1294/6/8/4R/6R/8R的性能如何？
（373）

48．体重计和人体成分测量模拟前端的AFE4300性能如何？
（375）

49．脉冲血氧测量模拟前端AFE4490的性能如何？
（377）

50．集成隔离放大器AMC1100的性能如何？
（379）

第4章　传感器的应用

1．张力检测器是什么？
（382）

2．超声波明渠流量计是什么？
（382）

3．流量计有哪些原理和结构？
（382）

4．按测量原理流量计有哪几种分类？
（384）

5．温度计有哪些种类和原理？
（384）

6．酸度计的原理是什么？
（386）

7．投入式液位变送器是什么？
（387）

8．什么是控制仪表？
（387）

9．控制仪表是怎样分类？
（388）

10．控制仪表中按照什么规律进行控制？
（388）

11．超声波流量计的工作原理是什么？
（388）

12．超声波流量计有何优缺点？
（389）

13．超声波流量计有哪些类型？
（389）

14．红外耳温计的工作原理是什么？
（389）

15．辐射高温计的工作原理是什么？
（390）

16．什么是接近开关？
（391）

17．接近开关有哪些种类？
（391）

18．接近开关有何用途？
（392）

19．如何选择机器视觉传感器
（392）

20．什么是视觉传感器？
（394）

21．什么是激光测距传感器？
（394）

22．车用速度传感器有哪些种类？
（395）

23．如何进行压电传感器的信号调节？
（395）

24．如何设计一款低成本HART发送器？
（404）

25．如何利用磁阻传感器测量角度？
（407）

26．如何设计灵活的4～20mA压力传感器变送器？
（413）

27．如何设计高性能完全隔离式RTD温度测量系统电路？
（418）

28．如何设计高分辨率工业应用中的精密信号调理电路？
（426）

29．如何设计隔离式4通道热电偶/RTD温度测量系统？
（431）

30．如何利用AD2S1210设计高性能旋变数字（RDC）电路？
（439）

31．如何用热电偶放大器AD8494设计高分辨率的温度测量电路？
（448）

32．如何利用周期供电降低传感器系统的功耗？
（449）

33．如何应用三轴加速度传感器进行跌倒检测？
（455）

34．对面积大小不同的光电二极管如何设计低噪声放大器？
（462）

35．如何应用电容-数字转换器AD7150？
（464）

36．如何用低成本的模数转换器对昂贵的传感器进行数字化处理？
（484）

37．如何在手持式触摸屏系统中增添接近检测传感器？
（485）

38．如何用接近检测传感器检测更远的目标？
（488）

39．高精度温度测量如何带动铂电阻温度检测器（PRTD）和Σ-Δ ADC的应用？
（490）

40．如何应用环境光检测优化便携设备显示屏设计？
（496）

41．如何利用先进的热电偶和高分辨率Σ-Δ ADC实现高精度温度测量？
（501）

42．如何设计高质量数字听诊器？
（507）

43．如何设计压力传感器和称重（加载/感应）的信号通道？
（509）

44．如何设计工业温度检测的信号通道？
（511）

45．如何设计电流、光信号及接近检测信号链路？
（514）

46．如何在传感器近端量化热电偶输出？
（515）

47．如何用单片IC构建直读式温度探头？
（517）

48．如何简化微控制器与温度传感器的接口？
（519）

49．如何利用零漂移仪表放大器（IA）提高传感器测量的性能？
（522）

50．如何利用电压基准补偿热电偶冷端？
（525）

51．如何实现结构紧凑的超声成像系统连续波多普勒（CWD）设计？
（526）

52．如何测量并校准产品的温度失调？
（530）

53．如何解决MAX1452/MAX1455信号调理器的电源容限问题？
（531）

54．如何利用MAX1452实现远端传感器补偿？
（533）

55．如何进行热电偶冷端补偿？
（538）

56．如何对PT100温度传感器的正温度系数补偿？
（542）

57．远程宽量程温度检测传感器是什么？如何应用？
（548）

58．如何设计满足工业需求的高性能、高精度、4～2mA电流环变送器？
（550）

59．如何为系统测量和保护选择温度传感器？
（556）

60．如何采用信号调理IC驱动应变片电桥传感器？
（559）

61．如何使用MAX1452修正传感器输出的非线性？
（564）

作者简介

职场新生代实用电子技术问答系列丛书收集了高年级大学生、研究生在实验和课题研究工作中的电路问题，还包括工作不久的工程技术人员在新产品研发或产品维护中遇到的大量问题，并进行了解答。这些问题中的绝大多数是从事电子领域工作的人员必然会面对的。问题涉及面广、解答深入，对电子、机电、测控和仪器仪表类专业的大学生掌握电子电路的理论、提高实践能力有很大的帮助，同时对从事电子领域的工程技术人员也有很高的参考价值。 本书主要是有关传感器及其接口电路应用的问题及其解答，如传感器的基本知识、各种传统的传感器的工作原理与性能、各种现代智能传感器及其特性、经典的和集成的传感器接口电路以及传感器的应用电路，等等。扎实而宽厚的传感器及其接口电路知识与应用能力是构建卓越电子工程师高超创新与设计能力的先决条件。

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