現(xiàn)代傳感器技術(shù)及應(yīng)用

前言

本書是“工作導(dǎo)向創(chuàng)新實(shí)踐教材”最新增加的內(nèi)容，作為《C51單片機(jī)應(yīng)用與C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第2版）》等課程的后續(xù)項(xiàng)目實(shí)踐教材，以形成循序漸進(jìn)的系統(tǒng)化、層次化工作導(dǎo)向創(chuàng)新實(shí)踐教材體系，達(dá)到知行合一的教育目的。工作導(dǎo)向的概念，不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念，而是包含了深刻的哲理。學(xué)習(xí)的目的，特別是對(duì)于未來(lái)想從事工程師職業(yè)的學(xué)生而言，不僅要學(xué)習(xí)某一個(gè)知識(shí)體系，而且應(yīng)該更進(jìn)一步獲得利用這些知識(shí)去解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力——?jiǎng)邮帜芰?。傳統(tǒng)的傳感器及其相關(guān)教材，基本上都是為了給學(xué)生建立傳感器知識(shí)體系，側(cè)重講解各種抽象的傳感器原理，并結(jié)合一些信號(hào)處理方法和簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教學(xué)時(shí)讓學(xué)生感覺課程與實(shí)踐相去甚遠(yuǎn)，甚至毫不相干，效果自然差強(qiáng)人意。殊不知，傳感器技術(shù)已經(jīng)滲透到日常生活的每一個(gè)角落，如冰箱、電飯煲和空調(diào)中用到的溫度傳感器，廚房中安裝的燃?xì)庑孤﹫?bào)警裝置用到的燃?xì)鈧鞲衅鳎照{(diào)和電視遙控器中使用的紅外傳感器，自動(dòng)照相機(jī)中用到的光傳感器，以及汽車中用到的速度表和燃料計(jì)，等等。只要我們留心周圍的事物，還會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的傳感器的蹤影。在工廠生產(chǎn)車間、工程施工現(xiàn)場(chǎng)、軌道交通線和航空航天器材方面，傳感器對(duì)于保證這些系統(tǒng)或者設(shè)備的正常運(yùn)行起著更為關(guān)鍵的作用，一旦傳感器失靈，可能會(huì)導(dǎo)致重大的災(zāi)難。既然傳感器無(wú)處不在，所以傳感器及其應(yīng)用技術(shù)是許多工程專業(yè)的一項(xiàng)必修課，如機(jī)械工程、電子與電氣工程、自動(dòng)化工程、建筑工程、生物工程等專業(yè)。現(xiàn)代傳感器技術(shù)是以廣闊的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ)形成的，學(xué)習(xí)起來(lái)確實(shí)非常復(fù)雜而且困難，尤其是離開了應(yīng)用泛泛地學(xué)習(xí)傳感器原理和信號(hào)處理方法，往往使學(xué)生摸不著頭腦。本書力圖改變這一現(xiàn)狀，以傳感器應(yīng)用技術(shù)作為重點(diǎn)，將傳感器元件、傳感信號(hào)的處理和分析嵌入到各種應(yīng)用項(xiàng)目中進(jìn)行講解和實(shí)踐，將理論和實(shí)踐融為一體，力求通俗易懂。全書分8章，分別介紹和實(shí)踐如下內(nèi)容：第1章傳感器技術(shù)及應(yīng)用平臺(tái)的構(gòu)建；第2章溫度傳感器及其應(yīng)用；第3章力傳感器及其應(yīng)用；第4章環(huán)境質(zhì)量測(cè)量及其傳感器；第5章旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)測(cè)量及其傳感器；第6章直線運(yùn)動(dòng)測(cè)量及其傳感器；第7章振動(dòng)測(cè)量及其傳感器；第8章工業(yè)物流自動(dòng)線及其傳感器。

內(nèi)容概要

本書按照現(xiàn)代傳感器技術(shù)在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的典型應(yīng)用分門別類展開，重點(diǎn)介紹傳感器集成應(yīng)用技術(shù)，并穿插一些基礎(chǔ)的測(cè)量技術(shù)與方法。全書共8章，首先介紹通用的傳感器應(yīng)用技術(shù)開發(fā)平臺(tái)，然后依次介紹溫度、力、環(huán)境質(zhì)量測(cè)量、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)測(cè)量、直線運(yùn)動(dòng)測(cè)量和振動(dòng)測(cè)量中常用的傳感器和應(yīng)用集成技術(shù)。最后介紹了兩種典型的多傳感器綜合應(yīng)用技術(shù)和集成方法。本書每一章都按照項(xiàng)目的方式展開，按照實(shí)踐、歸納、推理和再實(shí)踐的方法不斷強(qiáng)化讀者對(duì)現(xiàn)代傳感器技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新能力。    本書可作為本科院校和高職院?！皞鞲衅骷夹g(shù)與應(yīng)用”及其相關(guān)課程的學(xué)習(xí)教材和教學(xué)參考書，也可以作為工程訓(xùn)練、電子制作的實(shí)踐教材和相應(yīng)專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)配套教材，同時(shí)還可以供廣大希望從事智能儀器儀表、工程測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)的讀者自學(xué)使用。

作者簡(jiǎn)介

秦志強(qiáng)，男，1970年10月生，湖南寧鄉(xiāng)人，華中科技大學(xué)和香港科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士，上海交通大學(xué)博士后?，F(xiàn)為深圳市鷗鵬科技有限公司董事長(zhǎng)，湖南科技大學(xué)高級(jí)工程師。主要社會(huì)兼職有：深圳市科技專家委員會(huì)委員、專家協(xié)會(huì)理事、南昌大學(xué)兼職教授、電子工業(yè)出版社特聘專家、廣西河池學(xué)院兼職教授、深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院客座教授、湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級(jí)科技顧問等。主要學(xué)術(shù)專長(zhǎng)：智能機(jī)器人集成技術(shù)、足球機(jī)器人競(jìng)賽、工業(yè)機(jī)器人離線編程技術(shù)、嵌入式運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、現(xiàn)代創(chuàng)新工程教育的哲學(xué)基礎(chǔ)、基本理論和實(shí)踐方法等。

書籍目錄

第1章  傳感器技術(shù)及應(yīng)用平臺(tái)的構(gòu)建   學(xué)習(xí)情境   任務(wù)1  尋找日常生活中常用的傳感器   任務(wù)2  了解常見工業(yè)用傳感器   任務(wù)3  探究常見傳感器的基本原理   任務(wù)4  認(rèn)識(shí)基于單片機(jī)的傳感器應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)   任務(wù)5  構(gòu)建通用網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)   工程素質(zhì)和技能歸納   科學(xué)精神的培養(yǎng) 第2章  溫度傳感器及其應(yīng)用   學(xué)習(xí)情境   任務(wù)1  氣溫測(cè)量和數(shù)字溫度計(jì)的制作   任務(wù)2  體溫測(cè)量   任務(wù)3  紅外數(shù)字體溫測(cè)量?jī)x的制作——遠(yuǎn)距離測(cè)量溫度   工程素質(zhì)和技能歸納   科學(xué)精神的培養(yǎng) 第3章  力傳感器及其應(yīng)用   學(xué)習(xí)情境   任務(wù)1  稱重傳感器及電子秤的制作   任務(wù)2  硅壓力傳感器及其應(yīng)用   任務(wù)3  扭矩傳感器及其應(yīng)用   工程素質(zhì)和技能歸納   科學(xué)精神的培養(yǎng) 第4章  環(huán)境質(zhì)量測(cè)量及其傳感器   學(xué)習(xí)情境   任務(wù)1  光照強(qiáng)度測(cè)量及照度計(jì)的制作   任務(wù)2  環(huán)境濕度測(cè)量及濕度計(jì)的制作   任務(wù)3  CO2濃度測(cè)量及其傳感器   任務(wù)4  環(huán)境噪聲測(cè)量及其傳感器   任務(wù)5  危險(xiǎn)氣體濃度測(cè)量   任務(wù)6  酒精濃度測(cè)量   工程素質(zhì)和技能歸納   科學(xué)精神的培養(yǎng) 第5章  旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)測(cè)量及其傳感器   學(xué)習(xí)情境   任務(wù)1  角位移的測(cè)量和數(shù)字編碼器的應(yīng)用   任務(wù)2  絕對(duì)角度的測(cè)量——絕對(duì)編碼器的使用   任務(wù)3  光電開關(guān)傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速   任務(wù)4  磁電測(cè)速傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速   任務(wù)5  電渦流傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速   工程素質(zhì)和技能歸納   科學(xué)精神的培養(yǎng) (1)第6章  直線運(yùn)動(dòng)測(cè)量及其傳感器   學(xué)習(xí)情境   任務(wù)1  極限位置測(cè)量——限位開關(guān)的應(yīng)用   任務(wù)2  用光柵尺測(cè)量直線位移   任務(wù)3  紅外傳感器測(cè)量位移   任務(wù)4  直線電阻尺測(cè)量位移   任務(wù)5  超聲波傳感器及其應(yīng)用   工程素質(zhì)和技能歸納   科學(xué)精神的培養(yǎng) 第7章  振動(dòng)測(cè)量及其傳感器   學(xué)習(xí)情境   任務(wù)1  振動(dòng)速度傳感器及其應(yīng)用   任務(wù)2  振動(dòng)加速度傳感器及其應(yīng)用   任務(wù)3  軸心振動(dòng)軌跡的測(cè)量   任務(wù)4  加速度傳感器與懸臂梁的固有頻率測(cè)量   工程素質(zhì)和技能歸納   科學(xué)精神的培養(yǎng) 第8章  工業(yè)物流自動(dòng)線及其傳感器   學(xué)習(xí)情境   任務(wù)1  用霍爾開關(guān)傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)量    任務(wù)2  光電對(duì)射式傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量   任務(wù)3  光電反射式傳感器——物件計(jì)數(shù)   任務(wù)4  渦流接近開關(guān)傳感器——金屬物件檢測(cè)及計(jì)數(shù)   任務(wù)5  色標(biāo)傳感器——物件顏色檢測(cè)

章節(jié)摘錄

插圖：隨著全球網(wǎng)絡(luò)化、信息化的不斷加深和演變，人類對(duì)信息的需求和依賴日益加深。在處理、傳輸信息之前，必須獲取準(zhǔn)確、可靠的信息，傳感器是人類獲取信息的主要途徑與手段?，F(xiàn)在，傳感器及應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)廣泛滲透到人類社會(huì)的方方面面，例如，工業(yè)生產(chǎn)、資源勘查、國(guó)防建設(shè)、宇宙開發(fā)、醫(yī)學(xué)診斷、文物保護(hù)，等等。然而要學(xué)好傳感器技術(shù)，僅僅學(xué)習(xí)和掌握傳感器的原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)，必須從具體的傳感器應(yīng)用項(xiàng)目開始。要完成具體的傳感器應(yīng)用項(xiàng)目，離不開應(yīng)用平臺(tái)的構(gòu)建。沒有應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)踐項(xiàng)目所需付出的成本和時(shí)間都不是一門課程所能承載的。本書首先以基礎(chǔ)的單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)作為傳感器技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)，再過渡到構(gòu)建通用的基于PC和虛擬儀器IabⅧW的傳感器應(yīng)用平臺(tái)。因此，本書的讀者必須具有基礎(chǔ)的單片機(jī)（C51或者AVR）技術(shù)應(yīng)用能力和C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)能力。許多大批量小型智能儀器儀表產(chǎn)品都直接采用單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)，這樣不僅可以大幅度降低生產(chǎn)成本，而且可以提高產(chǎn)品的可靠性和效率。本課程就引領(lǐng)大家從已經(jīng)掌握的單片機(jī)技術(shù)和c語(yǔ)言出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代傳感器技術(shù)，學(xué)習(xí)和掌握如何基于單片機(jī)來(lái)開發(fā)小型智能儀表。對(duì)于許多大中型設(shè)備和橋梁、建筑等工程對(duì)象，則需要利用各種先進(jìn)的傳感器和測(cè)量技術(shù)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，這類測(cè)量系統(tǒng)往往都是基于PC和虛擬儀器，這樣不僅非常靈活，而且可以非常方便地進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。本課程在引領(lǐng)讀者進(jìn)行小型智能儀器和儀表產(chǎn)品的開發(fā)后，逐步過渡到復(fù)雜測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建和現(xiàn)代傳感器技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到掌握整體的現(xiàn)代傳感器技術(shù)及應(yīng)用方法的目標(biāo)。本章首先探究日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中常用的傳感器，然后介紹基于單片機(jī)的傳感器應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，最后介紹如何構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的通用傳感器技術(shù)與應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。

編輯推薦

《現(xiàn)代傳感器技術(shù)及應(yīng)用》：能力在此突變，要突變你就來(lái)學(xué)傳感器。

圖書封面

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