傳感器技術(shù)及其應(yīng)用

前言

《傳感器技術(shù)及其應(yīng)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(zhuān)業(yè)工作實(shí)際問(wèn)題服務(wù)的編寫(xiě)原則，選材廣泛，深度適宜，注重應(yīng)用實(shí)例的介紹，并編寫(xiě)了部分實(shí)訓(xùn)內(nèi)容以便于加強(qiáng)學(xué)生的技能訓(xùn)練，書(shū)中內(nèi)容盡量反映傳感技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)、新動(dòng)向。第1章講述傳感器技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，包括傳感器的基本特性、材料與制造、標(biāo)定與校準(zhǔn)等知識(shí)。第2～7章系統(tǒng)介紹了機(jī)械量、熱工量等參數(shù)檢測(cè)用傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、主要性能、測(cè)量電路和應(yīng)用實(shí)例；每章后編有2～5個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，方便理論與實(shí)訓(xùn)一體化教學(xué)的實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生使用各類(lèi)傳感器的能力。第8章介紹了新型傳感器和安全防范技術(shù)。第9章著重介紹傳感器輸出信號(hào)的處理以及與微型計(jì)算機(jī)的連接。第10章簡(jiǎn)要介紹了現(xiàn)代傳感技術(shù)?！秱鞲衅骷夹g(shù)及其應(yīng)用》語(yǔ)言簡(jiǎn)練，通俗易懂，書(shū)中內(nèi)容充分體現(xiàn)了“以應(yīng)用技術(shù)為目標(biāo)”的主導(dǎo)思想；結(jié)構(gòu)緊湊合理，便于根據(jù)需要實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)；突出傳感器應(yīng)用的技能知識(shí)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性；內(nèi)容豐富，知識(shí)面寬，具有適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的新知識(shí)，不僅全面介紹了機(jī)械量和過(guò)程量的檢測(cè)技術(shù)，而且還介紹了探測(cè)技術(shù)、安全防范技術(shù)、集成傳感器應(yīng)用以及現(xiàn)代傳感技術(shù)，有較廣的適應(yīng)性和較大的靈活性?！秱鞲衅骷夹g(shù)及其應(yīng)用》參考學(xué)時(shí)數(shù)為60學(xué)時(shí)，各章相對(duì)獨(dú)立，不同的學(xué)校和專(zhuān)業(yè)使用本教材時(shí)，可根據(jù)具體情況對(duì)內(nèi)容進(jìn)行取舍。實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)是本課程不可缺少的重要組成部分，使用本教材時(shí)，可根據(jù)各校具體的儀器設(shè)備情況，結(jié)合教材內(nèi)容彈性選擇開(kāi)設(shè)，以提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力?！秱鞲衅骷夹g(shù)及其應(yīng)用》可作為工科學(xué)校機(jī)電一體化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的“傳感器技術(shù)”課程教材，同類(lèi)專(zhuān)業(yè)成人教育及職業(yè)培訓(xùn)也可使用，還可供從事這方面工作的工程技術(shù)人員參考?！秱鞲衅骷夹g(shù)及其應(yīng)用》第l、2、3、9、10章由陳黎敏編寫(xiě)并統(tǒng)稿全書(shū)，第5、6章由朱俊編寫(xiě)，第4、7、8章由李晴編寫(xiě)。在《傳感器技術(shù)及其應(yīng)用》的編寫(xiě)過(guò)程中參閱了多種同類(lèi)教材和專(zhuān)著，在此向其編、著者致謝。由于編者水平有限，書(shū)中難免有不足，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正

內(nèi)容概要

　　《傳感器技術(shù)及其應(yīng)用》內(nèi)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(cè)傳感器、新型傳感器和安全防范技術(shù)、傳感器接口電路、現(xiàn)代傳感技術(shù)?！秱鞲衅骷夹g(shù)及其應(yīng)用》既可作為高職高專(zhuān)院校自動(dòng)化、機(jī)電一體化、應(yīng)用電子等專(zhuān)業(yè)的教材，也可供相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章 傳感器技術(shù)基礎(chǔ)1.1 概述1.1.1 測(cè)控系統(tǒng)1.1.2 傳感器的定義1.1.3 傳感器的分類(lèi)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(dòng)態(tài)特性1.2.3 傳感器特性的應(yīng)用1.2.4 提高傳感器性能指標(biāo)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(shù)1.4 傳感器的物理基礎(chǔ)與選用1.4.1 傳感器的物理基礎(chǔ)1.4.2 傳感器的選用1.5 傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)1.6 小結(jié)習(xí)題第2章 溫度傳感器2.1 溫度測(cè)量概述2.1.1 溫度測(cè)量2.1.2 溫標(biāo)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(jié)構(gòu)形式與熱電偶材料2.2.3 熱電偶的冷端補(bǔ)償2.2.4 熱電偶測(cè)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(cè)量電路2.3.3 熱敏電阻2.3.4 熱敏電阻的應(yīng)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(diǎn)2.4.2 常用集成溫度傳感器及其應(yīng)用2.4.3 PN結(jié)溫度傳感器及其應(yīng)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(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)2.6.1 電冰箱溫度超標(biāo)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(shè)計(jì)一只0-100℃溫度計(jì)2.7 小結(jié)習(xí)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(lèi)3.2 應(yīng)變式電阻傳感器3.2.1 電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及工作原理3.2.2 應(yīng)變式電阻傳感器使用注意事項(xiàng)3.2.3 應(yīng)變式電阻荷重傳感器及其應(yīng)用3.2.4 應(yīng)變式加速度傳感器及其應(yīng)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(yīng)3.4.2 壓電陶瓷的壓電效應(yīng)3.4.3 壓電材料3.4.4 壓電式傳感器的測(cè)量電路3.4.5 壓電式傳感器的應(yīng)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(jié)構(gòu)3.5.2 電容式傳感器的測(cè)量電路3.5.3 電容式傳感器的應(yīng)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(dòng)變壓器3.6.3 電感式傳感器的應(yīng)用3.7 轉(zhuǎn)矩傳感器3.7.1 轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理3.7.2 常用的轉(zhuǎn)矩傳感器3.8 綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)3.8.1 電子秤的設(shè)計(jì)與制作3.8.2 料位測(cè)控系統(tǒng)的安裝與調(diào)試3.8.3 讀識(shí)由壓力傳感器構(gòu)成的自動(dòng)磅控制電路3.9 小結(jié)習(xí)題第4章 光電式傳感器4.1 光電效應(yīng)與光電器件4.1.1 光電效應(yīng)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(yīng)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(cè)器4.3 色彩傳感器4.3.1 雙結(jié)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(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)4.6.1 光電器件的檢測(cè)4.6.2 紅外感應(yīng)燈的安裝4.7 小結(jié)習(xí)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(yīng)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(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)5.3.1 用霍爾傳感器制作一臺(tái)高斯計(jì)5.3.2 電動(dòng)自行車(chē)中的霍爾電子轉(zhuǎn)把和閘把5.3.3 霍爾傳感器在油氣管道無(wú)損探傷中的應(yīng)用5.4 小結(jié)習(xí)題第6章 位移傳感器6.1 機(jī)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(jié)構(gòu)及工作原理6.2.3 光柵位移傳感器的應(yīng)用6.3 光電編碼器6.3.1 增量式編碼器6.3.2 絕對(duì)式光電編碼器6.3.3 光電編碼器的應(yīng)用6.4 磁柵傳感器6.4.1 磁柵傳感器的組成及類(lèi)型6.4.2 磁柵傳感器的工作原理6.4.3 磁柵傳感器的應(yīng)用6.5 感應(yīng)同步器6.5.1 感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型6.5.2 感應(yīng)同步器的工作原理6.5.3 感應(yīng)同步器在數(shù)控機(jī)床閉環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)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(zhuǎn)速傳感器6.7.1 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器6.7.2 光電式轉(zhuǎn)速傳感器6.8 多普勒效應(yīng)測(cè)速6.8.1 多普勒效應(yīng)6.8.2 多普勒雷達(dá)測(cè)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(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)6.11.1 角度測(cè)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(yīng)用6.11.3 電動(dòng)小車(chē)上安裝的接近傳感器6.12 小結(jié).習(xí)題.第7章 環(huán)境量檢測(cè)傳感器7.1 氣體傳感器與煙霧傳感器7.1.1半導(dǎo)體型氣體傳感器7.1.2 固體電解質(zhì)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(xué)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(yīng)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(jī)高分子型濕度傳感器7.2,4 半導(dǎo)體型濕度傳感器7.2.5 含水量檢測(cè)7.2.6 濕度傳感器的應(yīng)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(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)7.4.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警電路7.4.2 實(shí)用酒精檢測(cè)報(bào)警器7.4.3 超聲波倒車(chē)防撞報(bào)警電路7.4.4 光控、聲控延時(shí)樓道照明燈電路及其安裝7.5 小結(jié)習(xí)題第8章 新型傳感器和安全防范技術(shù)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(jié)構(gòu)8.2 機(jī)器人傳感器8.2.1 機(jī)器人與傳感器8.2.2 機(jī)器人傳感器的分類(lèi)8.2.3 觸覺(jué)傳感器8.2.4 接近覺(jué)傳感器8.2.5 視覺(jué)傳感器8.2.6 聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)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(lèi)8.3.3 微波傳感器的優(yōu)點(diǎn)及存在的問(wèn)題8.3.4 微波傳感器的應(yīng)用8.4 安全防范技術(shù)8.4,1 入侵探測(cè)和防盜報(bào)警系統(tǒng)概述8.4,2 復(fù)合探測(cè)技術(shù)和防范報(bào)警系統(tǒng)8.5 小結(jié)習(xí)題第9章 傳感器接口電路9.1 傳感器輸出信號(hào)的處理方法9.1.1 輸出信號(hào)的特點(diǎn)9.1.2 輸出信號(hào)的處理方法9.2 傳感器檢測(cè)電路9.2.1 檢測(cè)電路的形式9.2.2 常用檢測(cè)電路9.2.3 噪聲的抑制9.3 傳感器的非線性補(bǔ)償技術(shù)9.3.1 非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié)特性的獲取方法9.3.2 非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方法9.4 傳感器和微型計(jì)算機(jī)的連接9.4.1 傳感器與微型計(jì)算機(jī)結(jié)合的重要性9.4.2 檢測(cè)信號(hào)在輸入微型計(jì)算機(jī)前的處理9.4.3 數(shù)據(jù)采集的概念9.4.4 模／數(shù)轉(zhuǎn)換電路9.5 小結(jié)習(xí)題第10章 現(xiàn)代傳感技術(shù)10.1 傳感器新技術(shù)的發(fā)展10.2 無(wú)損檢測(cè)診斷技術(shù)的新進(jìn)展10.2.1 常用的無(wú)損檢測(cè)方法10.2.2 無(wú)損檢測(cè)診斷新技術(shù)10.3 虛擬儀器技術(shù)10.3.1 虛擬儀器簡(jiǎn)介10.3.2 自動(dòng)溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10.4 多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)10.4.1 多傳感器數(shù)據(jù)融合的優(yōu)點(diǎn)10.4.2 數(shù)據(jù)融合的層次10.4.3 數(shù)據(jù)融合的過(guò)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(luò)技術(shù)10.5.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展10.5.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能與特點(diǎn)10.6 小結(jié)習(xí)題附錄 幾種常用傳感器的性能比較參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 傳感器技術(shù)基礎(chǔ)1.1 概述 我們生活的世界是由物質(zhì)組成的，一切物質(zhì)都處在永恒不停的運(yùn)動(dòng)之中。物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式很多，它們通過(guò)化學(xué)現(xiàn)象或物理現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái)。表征物質(zhì)特性或其運(yùn)動(dòng)形式的參數(shù)很多，根據(jù)物質(zhì)的電特性，可分為電量和非電量?jī)深?lèi)。電量一般是指物理學(xué)中的電學(xué)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(zhuǎn)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(cè)量，因?yàn)橐话汶姽x表和電子儀器要求輸入的信號(hào)為電量信號(hào)。在由電子計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化系統(tǒng)中，更要求輸入的信息為電量信號(hào)。一些在特殊場(chǎng)合下的非電量，如爐內(nèi)的高溫、帶有腐蝕性液體的液位、煤礦內(nèi)瓦斯的濃度等也無(wú)法進(jìn)行直接測(cè)量，這也需要將非電量轉(zhuǎn)換成電量進(jìn)行測(cè)量。這種把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成與非電量有一定關(guān)系的電量，再進(jìn)行測(cè)量的方法就是非電量電測(cè)法。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的器件叫傳感器。采用傳感器技術(shù)的非電量電測(cè)方法，就是目前應(yīng)用最廣泛的測(cè)量技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也出現(xiàn)了將光通量、化學(xué)量等作為可測(cè)量的傳感器。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)使人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代，來(lái)自自然界的物質(zhì)信息都需要通過(guò)傳感器進(jìn)行采集才能獲取。傳感器不僅充當(dāng)著計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備的感覺(jué)器官及機(jī)電結(jié)合的接口，而且已滲透到人類(lèi)生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域。傳感器技術(shù)對(duì)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)及工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展起到基礎(chǔ)和支柱的作用，已被世界各國(guó)列為關(guān)鍵技術(shù)之一?？梢哉f(shuō)，“沒(méi)有傳感器就沒(méi)有現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，沒(méi)有傳感器也就沒(méi)有人類(lèi)現(xiàn)代化的生活和條件”，傳感器技術(shù)已成為科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。

編輯推薦

《傳感器技術(shù)及其應(yīng)用》是由機(jī)械工業(yè)出版社出版的。

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