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内容简介

　　《声学传感器技术及工程应用》以提高本科教育人才培养质量、强化“三海一核”特色优势为原则，系统地介绍传感器的基本知识，并以声学传感器的应用为目标，配有传感器在水声工程中的应用实例。该书主要内容包括传感器的特性、弹性敏感元件的力学特性、电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、声学传感器、超声波传感器、声矢量传感器、水下弱信号检测系统等。该书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。
　　《声学传感器技术及工程应用》是关于以水声工程为应用背景的传感器专业书籍，可作为高等院校和科研院所水声工程专业高年级本科生的教材或参考书，也可作为相关研究人员的参考用书。

内页插图

目录

第1章 概述
1．1 传感器的作用及其在水声工程中的地位
1．2 传感器的定义与组成
1．3 传感器的分类
1．4 现代传感器的发展动向
1．4．1 声学量传感器
1．4．2 力学量传感器
1．4．3 光学量传感器
1．5 传感器的技术动向
1．5．1 集成化与智能化
1．5．2 微机械化和系统化
1．5．3 多样化
1．5．4 扩大应用领域
思考题与习题

第2章 传感器的特性
2．1 传感器静态特性的一般知识
2．1．1 静态特性的表示方法
2．1．2 静态特性的求法
2．2 传感器的主要静态特性指标
2．2．1 测量范围和量程
2．2．2 分辨力和阈值
2．2．3 灵敏度
2．2．4 迟滞
2．2．5 重复性
2．2．6 线性度
2．2．7 重复性
2．2．8 零漂及温漂
2．3 传感器的动态特性
2．3．1 动态特性的一般数学模型
2．3．2 传递函数和传感器的频率特性
2．3．3 传感器的动态响应及其动态特性指标
思考题与习题

第3章 声学传感器的基本理论
3．1 声学基本量
3．2 声学传感器
3．2．1 电动式话筒
3．2．2 电容式话筒
3．2．3 驻极体式话筒
3．2．4 压电式声传感器
3．2．5 振动传感器

第4章 传感器的材料及基本弹性敏感元件
4．1 传感器的材料
4．1．1 电学功能材料
4．1．2 磁学功能材料
4．1．3 光学功能材料
4．1．4 热功能材料
4．1．5 特殊功能材料
4．2 基本弹性敏感元件
4．2．1 弹性敏感元件的基本特性
4．2．2 弹性敏感元件的材料
4．2．3 弹性敏感元件的形式及其力学特性
4．2．4 常用弹性元件的设计与计算

第5章 水下声矢量传感器
5．1 水下声矢量传感器的工作原理
5．2 声矢量传感器
5．3 矢量水听器的基本参数
5．4 声接收器的分类
5．5 水下复合式矢量水听器
5．5．1 压差式矢量水听器
5．5．2 复合式同振型矢量水听器
5．6 水下声矢量测量系统

第6章 电阻式传感器
6．1 电阻应变式传感器的基本原理
6．1．1 电阻应变效应
6．1．2 结构与分类
6．2 工作特性和主要参数
6．2．1 工作状态和灵敏系数
6．2．2 横向效应和横向效应系数
6．2．3 应变极限
6．2．4 零漂和蠕变
6．2．5 机械滞后
6．2．6 动态特性
6．3 温度误差及其补偿
6．3．1 温度误差
6．3．2 温度补偿
6．4 测量电路
6．4．1 电桥的主要特性
6．4．2 单臂工作电桥的非线性误差及差动电桥
6．4．3 应变片的串联与并联式接线法
6．5 电阻应变式传感器
6．5．1 电阻应变式力传感器
6．5．2 电阻应变式压力传感器
6．5．3 电阻应变式加速度传感器
6．6 半导体应变片及压阻传感器
6．6．1 压阻效应及半导体应变片
6．6．2 压阻式压力传感器
6．6．3 压阻式加速度传感器

第7章 压电式传感器
7．1 压电效应
7．2 压电元件常用的结构形式
7．3 测量电路
7．4 压电式加速度传感器
7．4．1 压电材料及其等效电路
7．4．2 一维压电加速度传感器的结构
7．4．3 压电加速度传感器的工作原理
7．4．4 加速度传感器的频率特性
7．5 三维加速度传感器的工作原理
7．6 加速度传感器参量与声学物理量的关系
思考题与习题

第8章 电容式传感器
8．1 电容式传感器的工作原理
8．2 电容式传感器的结构形式
8．2．1 变间隙式敏感元件
8．2．2 变面积电容式敏感元件
8．2．3 变介电常数电容式敏感元件
8．2．4 电容式敏感元件的等效电路
8．2．5 差动电容式传感器
8．3 硅微电容式加速度传感器的结构形式
思考题与习题

第9章 电感应式传感器
9．1 变磁阻式传感器
9．1．1 变气隙式自感传感器
9．1．2 变面积式自感传感器
9．1．3 螺管式自感传感器
9．2 互感式传感器
9．2．1 结构与类型
9．2．2 工程原理
9．3 电涡流式传感器
9．3．1 工作原理
9．3．2 结构类型及线圈参数对性能的影响

第10章 超声波传感器
10．1 超声波及其物理性质
10．1．1 声波的波形及其转换
10．1．2 超声波的反射与折射
10．1．3 超声波传播过程中的衰减
10．2 超声波传感器
10．2．1 厚度振动换能器
10．2．2 圆柱形压电换能器
10．2．3 复合棒压电换能器
10．2．4 压电陶瓷双叠片弯曲振动换能器
10．3 超声波传感器应用举例
思考题与习题
参考文献

前言/序言

　　传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门综合技术，是现代科学技术领域实现信息化的基础技术之一。随着人类对神秘海洋中各种信息的深入研究，诞生出各种用途的水下声学系统，这些系统均以声波作为水下信息的载体，因此，能够有效探知水下信息的声学传感器则成为了水声系统中最为关键的部件。
　　本书遵循提高本科教育人才培养质量、强化“三海一核”特色优势的原则，较全面地介绍水声工程领域中经常使用的声学传感器，系统地介绍声学传感器的基本原理和工作特性等。根据水声学的原理，通过水下声学传感器的合理设计，可以将空气介质中使用的某些传感器作为水下声学传感器的结构部件之一，因此，与水下声学传感器有关的一些传感器本书也做了介绍。作者从多年的传感器技术等课程的教学和科研工作中体会到，学习传感器技术的目的在于更好地将它们运用到科学研究和生产实践中。所以，有必要将声学传感器的相关原理与实际应用结合起来，给读者一个较为系统而完整的声学传感器方面的应用知识。本书在编写过程中参考了国内许多传感器方面的优秀教材。
　　全书共分为10章。前2章对传感器技术进行基本概述，并给出传感器的一些特性，包括传感器的静态特性和动态特性：第3章介绍声学传感器的基本理论，给出了声学的基本物理量：第4章介绍传感器常用的材料及基本的弹性敏感元件，包括电学功能材料、磁学功能材料、光学功能材料、热学功能材料及特殊功能材料；第5章集中介绍水下声矢量传感器的基本工作原理和分类，给出了水下声矢量测量系统；第6章介绍电阻式传感器的基本原理及测量电路，并给出具体的压力传感器和加速度传感器实例： 第7章介绍压电式传感器的工作原理及其设计实例；第8章介绍三种工作原理的电容式传感器及硅微电容式加速度传感器；第9章着重介绍变磁阻式、互感式及电涡流式传感器；第10章介绍超声波的物理性质、超声波传感器及其应用。
　　哈尔滨工程大学的博士生李玥对本书插图进行了整理并对全书进行了校对，在此深表谢意。
　　由于作者水平有限，不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

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