傳感器技術及其應用

前言

《傳感器技術及其應用》作為高等職業(yè)教育教材，貫徹了理論以夠用為度，要為解決專業(yè)工作實際問題服務的編寫原則，選材廣泛，深度適宜，注重應用實例的介紹，并編寫了部分實訓內容以便于加強學生的技能訓練，書中內容盡量反映傳感技術領域內的新技術、新動向。第1章講述傳感器技術基礎知識，包括傳感器的基本特性、材料與制造、標定與校準等知識。第2～7章系統(tǒng)介紹了機械量、熱工量等參數(shù)檢測用傳感器的工作原理、基本結構、主要性能、測量電路和應用實例；每章后編有2～5個實訓項目，方便理論與實訓一體化教學的實施，培養(yǎng)學生使用各類傳感器的能力。第8章介紹了新型傳感器和安全防范技術。第9章著重介紹傳感器輸出信號的處理以及與微型計算機的連接。第10章簡要介紹了現(xiàn)代傳感技術?！秱鞲衅骷夹g及其應用》語言簡練，通俗易懂，書中內容充分體現(xiàn)了“以應用技術為目標”的主導思想；結構緊湊合理，便于根據(jù)需要實施項目教學；突出傳感器應用的技能知識，具有較強的實用性和可操作性；內容豐富，知識面寬，具有適應現(xiàn)代技術發(fā)展的新知識，不僅全面介紹了機械量和過程量的檢測技術，而且還介紹了探測技術、安全防范技術、集成傳感器應用以及現(xiàn)代傳感技術，有較廣的適應性和較大的靈活性?！秱鞲衅骷夹g及其應用》參考學時數(shù)為60學時，各章相對獨立，不同的學校和專業(yè)使用本教材時，可根據(jù)具體情況對內容進行取舍。實驗和實訓是本課程不可缺少的重要組成部分，使用本教材時，可根據(jù)各校具體的儀器設備情況，結合教材內容彈性選擇開設，以提高學生分析問題和解決問題的能力?！秱鞲衅骷夹g及其應用》可作為工科學校機電一體化技術、自動化技術、電氣自動化技術、應用電子技術等專業(yè)的“傳感器技術”課程教材，同類專業(yè)成人教育及職業(yè)培訓也可使用，還可供從事這方面工作的工程技術人員參考?！秱鞲衅骷夹g及其應用》第l、2、3、9、10章由陳黎敏編寫并統(tǒng)稿全書，第5、6章由朱俊編寫，第4、7、8章由李晴編寫。在《傳感器技術及其應用》的編寫過程中參閱了多種同類教材和專著，在此向其編、著者致謝。由于編者水平有限，書中難免有不足，懇請廣大讀者批評指正

內容概要

　　《傳感器技術及其應用》內容包括溫度傳感器、力傳感器、光電式傳感器、磁傳感器、位移傳感器、環(huán)境量檢測傳感器、新型傳感器和安全防范技術、傳感器接口電路、現(xiàn)代傳感技術?！秱鞲衅骷夹g及其應用》既可作為高職高專院校自動化、機電一體化、應用電子等專業(yè)的教材，也可供相關專業(yè)技術人員參考。

書籍目錄

第1章 傳感器技術基礎1.1 概述1.1.1 測控系統(tǒng)1.1.2 傳感器的定義1.1.3 傳感器的分類1.2 傳感器的基本特性1.2.1 傳感器的靜態(tài)特性1.2.2 傳感器的動態(tài)特性1.2.3 傳感器特性的應用1.2.4 提高傳感器性能指標的方法1.3 傳感器的材料與制造1.3.1 傳感器的材料1.3.2 傳感器制造技術1.4 傳感器的物理基礎與選用1.4.1 傳感器的物理基礎1.4.2 傳感器的選用1.5 傳感器的標定與校準1.6 小結習題第2章 溫度傳感器2.1 溫度測量概述2.1.1 溫度測量2.1.2 溫標2.2 熱電偶傳感器2.2.1 熱電偶的工作原理2.2.2 熱電偶的結構形式與熱電偶材料2.2.3 熱電偶的冷端補償2.2.4 熱電偶測溫基本電路2.3 熱電阻式傳感器2.3.1 常用熱電阻2.3.2 熱電阻傳感器的測量電路2.3.3 熱敏電阻2.3.4 熱敏電阻的應用2.4 集成溫度傳感器2.4.1 集成溫度傳感器的工作原理及特點2.4.2 常用集成溫度傳感器及其應用2.4.3 PN結溫度傳感器及其應用2.5 其他溫度傳感器2.5.1 光纖溫度傳感器2.5.2 紅外溫度傳感器2.5.3 鐵氧體溫度傳感器2.5.4 石英諧振溫度傳感器2.5.5 紅外線溫度傳感器2.6 綜合應用技能實訓2.6.1 電冰箱溫度超標指示電路的制作2.6.2 基于熱電偶的溫控電路的制作2.6.3 設計一只0-100℃溫度計2.7 小結習題第3章 力傳感器3.1 彈性敏感元件3.1.1 彈性敏感元件的特性3.1.2 彈性敏感元件的分類3.2 應變式電阻傳感器3.2.1 電阻應變片的結構及工作原理3.2.2 應變式電阻傳感器使用注意事項3.2.3 應變式電阻荷重傳感器及其應用3.2.4 應變式加速度傳感器及其應用3.3 壓阻式壓力傳感器3.4 壓電式傳感器3.4.1 石英晶體的壓電效應3.4.2 壓電陶瓷的壓電效應3.4.3 壓電材料3.4.4 壓電式傳感器的測量電路3.4.5 壓電式傳感器的應用3.5 電容式傳感器3.5.1 電容式傳感器的工作原理與結構3.5.2 電容式傳感器的測量電路3.5.3 電容式傳感器的應用3.6 電感式傳感器3.6.1 自感式電感傳感器3.6.2 差動變壓器3.6.3 電感式傳感器的應用3.7 轉矩傳感器3.7.1 轉矩傳感器的工作原理3.7.2 常用的轉矩傳感器3.8 綜合應用技能實訓3.8.1 電子秤的設計與制作3.8.2 料位測控系統(tǒng)的安裝與調試3.8.3 讀識由壓力傳感器構成的自動磅控制電路3.9 小結習題第4章 光電式傳感器4.1 光電效應與光電器件4.1.1 光電效應4.1.2 光電器件4.1.3 光電器件的特性4.1.4 光電器件的應用4.2 紅外線傳感器4.2.1 概述4.2.2 熱釋電型紅外線傳感器4.2.3 紅外探測器4.3 色彩傳感器4.3.1 雙結型色彩傳感器4.3.2 非晶態(tài)集成色彩傳感器4.4 CCD圖像傳感器4.5 光纖傳感器4.5.1 光纖傳感元件4.5.2 常用的光纖傳感器4.6 綜合應用技能實訓4.6.1 光電器件的檢測4.6.2 紅外感應燈的安裝4.7 小結習題.第5章 磁傳感器5.1 霍爾傳感器5.1.1 霍爾元件的工作原理及特性5.1.2 霍爾集成電路5.1.3 霍爾傳感器的應用5.2 其他磁傳感器5.2.1 磁敏電阻5.2.2 磁敏二極管5.2.3 磁敏晶體管5.3 綜合應用技能實訓5.3.1 用霍爾傳感器制作一臺高斯計5.3.2 電動自行車中的霍爾電子轉把和閘把5.3.3 霍爾傳感器在油氣管道無損探傷中的應用5.4 小結習題第6章 位移傳感器6.1 機械位移傳感器6.1.1 電位器式位移傳感器6.1.2 電容式位移傳感器6.1.3 電感式位移傳感器6.1.4 電渦流式位移傳感器6.2 光柵位移傳感器6.2.1 莫爾條紋6.2.2 光柵位移傳感器的結構及工作原理6.2.3 光柵位移傳感器的應用6.3 光電編碼器6.3.1 增量式編碼器6.3.2 絕對式光電編碼器6.3.3 光電編碼器的應用6.4 磁柵傳感器6.4.1 磁柵傳感器的組成及類型6.4.2 磁柵傳感器的工作原理6.4.3 磁柵傳感器的應用6.5 感應同步器6.5.1 感應同步器的結構和類型6.5.2 感應同步器的工作原理6.5.3 感應同步器在數(shù)控機床閉環(huán)系統(tǒng)中的應用 6.6 接近傳感器6.6.1 .容式接近傳感器6.6.2 包感式接近傳感器6.6.3 超聲波式接近傳感器6.6.4 熱釋電式接近傳感器6.7 轉速傳感器6.7.1 磁電式轉速傳感器6.7.2 光電式轉速傳感器6.8 多普勒效應測速6.8.1 多普勒效應6.8.2 多普勒雷達測速6.9 液位及物位傳感器6.9.1 壓差式液位傳感器6.9.2 超聲物位傳感器6.10 流量及流速傳感器6.10.1 電磁式流量及流速傳感器6.10.2 渦輪式流速傳感器6.11 綜合應用技能實訓6.11.1 角度測量教具的制作6.11.2 電感式傳感器在軸承滾柱直徑分選中的應用6.11.3 電動小車上安裝的接近傳感器6.12 小結.習題.第7章 環(huán)境量檢測傳感器7.1 氣體傳感器與煙霧傳感器7.1.1半導體型氣體傳感器7.1.2 固體電解質式氣體傳感器7.1.3 接觸燃燒式氣體傳感器7.1.4 電化學式氣體傳感器7.1.5 集成型氣體傳感器7.1.6 氣體傳感器的選擇7.1.7煙霧傳感器7.1.8 氣體傳感器的應用7.2 濕度與水分傳感器7.2.1 概述7.2.2 陶瓷型濕度傳感器7.2.3 有機高分子型濕度傳感器7.2,4 半導體型濕度傳感器7.2.5 含水量檢測7.2.6 濕度傳感器的應用7.3 聲敏傳感器及超聲波傳感器7.3.1 聲敏傳感器.7.3.2 超聲波傳感器7.4 綜合應用技能實訓7.4.1 火災自動報警電路7.4.2 實用酒精檢測報警器7.4.3 超聲波倒車防撞報警電路7.4.4 光控、聲控延時樓道照明燈電路及其安裝7.5 小結習題第8章 新型傳感器和安全防范技術8.1 生物傳感器8.1.1 概述8.1.2 生物傳感器的工作原理與結構8.2 機器人傳感器8.2.1 機器人與傳感器8.2.2 機器人傳感器的分類8.2.3 觸覺傳感器8.2.4 接近覺傳感器8.2.5 視覺傳感器8.2.6 聽覺、嗅覺、味覺及其他傳感器8.3 微波傳感器8.3.1 概述8.3.2 微波傳感器及其分類8.3.3 微波傳感器的優(yōu)點及存在的問題8.3.4 微波傳感器的應用8.4 安全防范技術8.4,1 入侵探測和防盜報警系統(tǒng)概述8.4,2 復合探測技術和防范報警系統(tǒng)8.5 小結習題第9章 傳感器接口電路9.1 傳感器輸出信號的處理方法9.1.1 輸出信號的特點9.1.2 輸出信號的處理方法9.2 傳感器檢測電路9.2.1 檢測電路的形式9.2.2 常用檢測電路9.2.3 噪聲的抑制9.3 傳感器的非線性補償技術9.3.1 非線性補償環(huán)節(jié)特性的獲取方法9.3.2 非線性補償環(huán)節(jié)的實現(xiàn)方法9.4 傳感器和微型計算機的連接9.4.1 傳感器與微型計算機結合的重要性9.4.2 檢測信號在輸入微型計算機前的處理9.4.3 數(shù)據(jù)采集的概念9.4.4 模／數(shù)轉換電路9.5 小結習題第10章 現(xiàn)代傳感技術10.1 傳感器新技術的發(fā)展10.2 無損檢測診斷技術的新進展10.2.1 常用的無損檢測方法10.2.2 無損檢測診斷新技術10.3 虛擬儀器技術10.3.1 虛擬儀器簡介10.3.2 自動溫度采集系統(tǒng)的設計10.4 多傳感器數(shù)據(jù)融合技術10.4.1 多傳感器數(shù)據(jù)融合的優(yōu)點10.4.2 數(shù)據(jù)融合的層次10.4.3 數(shù)據(jù)融合的過程10.4.4 多傳感器數(shù)據(jù)融合中的傳感器工作方式10.5 傳感器網(wǎng)絡技術10.5.1 傳感器網(wǎng)絡的產(chǎn)生與發(fā)展10.5.2 傳感器網(wǎng)絡的功能與特點10.6 小結習題附錄 幾種常用傳感器的性能比較參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 傳感器技術基礎1.1 概述 我們生活的世界是由物質組成的，一切物質都處在永恒不停的運動之中。物質的運動形式很多，它們通過化學現(xiàn)象或物理現(xiàn)象表現(xiàn)出來。表征物質特性或其運動形式的參數(shù)很多，根據(jù)物質的電特性，可分為電量和非電量兩類。電量一般是指物理學中的電學量，如電壓、電流、電阻、電容、電感等；非電量則是指除電量之外的一些參數(shù)，如壓力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、轉速、溫度、濃度、酸堿度等。非電量不能直接使用一般電工儀表和電子儀器測量，因為一般電工儀表和電子儀器要求輸入的信號為電量信號。在由電子計算機控制的自動化系統(tǒng)中，更要求輸入的信息為電量信號。一些在特殊場合下的非電量，如爐內的高溫、帶有腐蝕性液體的液位、煤礦內瓦斯的濃度等也無法進行直接測量，這也需要將非電量轉換成電量進行測量。這種把被測非電量轉換成與非電量有一定關系的電量，再進行測量的方法就是非電量電測法。實現(xiàn)這種轉換的器件叫傳感器。采用傳感器技術的非電量電測方法，就是目前應用最廣泛的測量技術。隨著科學技術的發(fā)展，也出現(xiàn)了將光通量、化學量等作為可測量的傳感器?，F(xiàn)代科學技術使人類社會進入了信息時代，來自自然界的物質信息都需要通過傳感器進行采集才能獲取。傳感器不僅充當著計算機、機器人、自動化設備的感覺器官及機電結合的接口，而且已滲透到人類生產(chǎn)、生活的各個領域。傳感器技術對現(xiàn)代化科學技術、現(xiàn)代化農業(yè)及工業(yè)自動化的發(fā)展起到基礎和支柱的作用，已被世界各國列為關鍵技術之一。可以說，“沒有傳感器就沒有現(xiàn)代化的科學技術，沒有傳感器也就沒有人類現(xiàn)代化的生活和條件”，傳感器技術已成為科學技術和國民經(jīng)濟發(fā)展水平的標志之一。

編輯推薦

《傳感器技術及其應用》是由機械工業(yè)出版社出版的。

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