教师自编传感器原理教材详解：从电阻电容到智能传感器

该教材由教师自编，专著于机械量测量的检测原理，涵盖了广泛的内容，旨在深入理解传感器在不同领域的应用。第2篇详细探讨了传感器原理，包括应变电阻式传感器和电容式传感器的工作机制，以及压电效应、光电传感器、磁敏传感器和物理式/生物化学式传感器的最新研究进展。教材注重理论与实际应用的结合，章节中首先介绍了电阻式和电容式传感器的基本原理。 电阻式传感器利用被测非电量导致电阻值变化，通过电信号转换实现测量，如金属电阻丝应变片，它粘贴在弹性元件上，随力学负载变化而改变电阻，进而测量力、压力、位移和加速度等参数。金属电阻丝应变片的电阻变化与其应变（轴向和横向）有关，通过泊松比来量化这两种应变的关系。应变灵敏度K是衡量应变片性能的重要指标，金属电阻丝的泊松比通常在0.3~0.5之间，这意味着即使微小的形变也能引起显著的电阻变化。 电容式传感器则是通过非电量改变电容器电容量，再转化为电压信号，例如用于监控工业液位和测量位移的差动电容式加速度传感器。教材通过实例阐述了电容式传感器在不同应用场景中的工作原理。 此外，教材还涉及光电传感器，利用光的吸收、发射或散射来检测光强、颜色、位置等物理量，以及磁敏传感器，如霍尔效应传感器，用于检测磁场强度。物理式气体传感器主要基于气体分子与敏感元件的相互作用，而生物化学式传感器则关注于生物分子和化学反应的检测，展示了智能化传感器在复杂环境监测中的功能和优势。 每章都以传感器的基础概念、分类、性能比较和应用领域为开端，强调在讲解原理的同时，强调使用时需要注意的细节和注意事项，确保学生能全面掌握传感器技术的核心知识和实践应用技巧。这本教材不仅提供了理论基础，也为实践操作者提供了实用指南，对于学习和从事机械量检测、传感器工程等领域的人来说是一本极具价值的学习资料。