傳感技術(shù)基礎(chǔ)與技能實訓(xùn)

前言

　　我國的傳感技術(shù)盡管應(yīng)用得比較晚，但發(fā)展很快，現(xiàn)在的生產(chǎn)能力、社會擁有量已躍居世界首位。傳感技術(shù)是信息技術(shù)的三大支柱之一，廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動化、能源、交通、災(zāi)害預(yù)測、安全防衛(wèi)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生等方面，具有舉足輕重的作用，在現(xiàn)代生產(chǎn)和日常生活中已離不開傳感器。　　傳感技術(shù)的發(fā)展在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、調(diào)試、應(yīng)用、維修中占有很大的市場份額，提供了廣闊的市場空間和就業(yè)機(jī)會。為適應(yīng)市場需求，我們于2006年組織編寫了《傳感技術(shù)基礎(chǔ)與技能實訓(xùn)教程》，該書出版后，受到市場的認(rèn)可和讀者的歡迎，被眾多職業(yè)學(xué)校和企業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)選作教材，許多讀者來信來電，在表達(dá)對圖書內(nèi)容充分肯定的同時也提出了很多好的建議。為使該書能緊貼社會發(fā)展，使知識技能符合崗位要求，為使傳感器新技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)與其他新型傳感器的原理和應(yīng)用技能得到普及，我們對該書進(jìn)行了修訂。為了擴(kuò)大讀者群，將書名改為《傳感技術(shù)基礎(chǔ)與技能實訓(xùn)（修訂版）》。　　本書以基本敏感元件作為傳感器的基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上介紹各種類型傳感器的典型和實用電路，介紹均以應(yīng)用為目的，使讀者能熟練地掌握它們的功能、外部特性和參數(shù)及典型的應(yīng)用，為分析和設(shè)計自動控制系統(tǒng)服務(wù)。在修訂過程中，將傳感技術(shù)基礎(chǔ)劃分為8個模塊，即溫度傳感器、光電傳感器、磁敏傳感器、壓力傳感器、聲電傳感器、氣電傳感器和感煙傳感器、介質(zhì)傳感器及其他類型傳感器等。　　本書在編寫時采用對比方法，將各種同功能的敏感元件和傳感器同時介紹給讀者，通過對比歸納，全面介紹各自的特點(diǎn)，以利于學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用?！　”緯诰幣派希瑥淖罨A(chǔ)知識入手，然后逐步深入介紹典型應(yīng)用或典型應(yīng)用實例，其目的是由淺入深，使讀者能盡快掌握基本傳感技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而設(shè)計出更多、更適用、更先進(jìn)的自動控制產(chǎn)品來。　　本書不僅可以使讀者提高閱讀電路圖的能力，還可以幫助讀者快速、正確地處理實際工作中遇到的問題（如產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)改造、產(chǎn)品維修等），并在技術(shù)革新和技術(shù)改造中獲得有益的啟迪。　　本書的另一特點(diǎn)是淺顯通俗、圖文并茂、取材新穎、實用性強(qiáng)?！　∶舾性蛡鞲屑夹g(shù)是實踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，為了使讀者能真正掌握基礎(chǔ)知識，本書在每章之后均設(shè)置了習(xí)題，供讀者檢查自己的學(xué)習(xí)情況，可起到總結(jié)提高的作用。　　本書由孫余凱、吳鳴山、項綺明等編著。參加本書編寫的工作人員還有李維才、羅國風(fēng)、項宏宇、王華君、陳芳、金宜全、王五春、項天任、孫靜、呂晨、夏立柱、陳帆等?！　≡诒緯帉戇^程中，參考過國內(nèi)外有關(guān)報刊，并引用其中一些資料，在此謹(jǐn)向有關(guān)單位和作者一并致謝?！　∮捎诿舾性蛡鞲屑夹g(shù)發(fā)展極為迅速，涉及面廣，加上我們水平有限，書中難免有錯誤與不妥之處，真誠地希望專家和讀者批評指正?！　【幹摺　?012年3月

內(nèi)容概要

　　本書結(jié)合國家職業(yè)技能鑒定的考核標(biāo)準(zhǔn)和社會就業(yè)的實際需求，在對原版圖書修訂中，將整體構(gòu)架和內(nèi)容設(shè)置進(jìn)行了全新編排。以普及傳感器基礎(chǔ)知識、指導(dǎo)應(yīng)用傳感器為主線，將傳感技術(shù)基礎(chǔ)劃分成8個模塊，即：溫度傳感器、光電傳感器、磁敏傳感器、壓力傳感器、聲電傳感器、氣電傳感器和感煙傳感器、介質(zhì)傳感器，以及其他類型傳感器的原理特點(diǎn)與技能實訓(xùn)。
　　本書注重知識性、系統(tǒng)性、操作性的結(jié)合，講解傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能原理與技能實訓(xùn)。使讀者熟悉和了解傳感器，為今后的產(chǎn)品設(shè)計和安裝打下基礎(chǔ)。內(nèi)容簡明實用，通俗易懂，能使讀者結(jié)合實際即學(xué)即用。為了檢驗學(xué)習(xí)情況，每章均有習(xí)題，書后附有習(xí)題參考答案。

書籍目錄

第1章 傳感器功能種類及技能實訓(xùn)
　1.1 傳感器的地位與作用
　1.1.1 傳感器的地位
　1.1.2 傳感器的作用
　1.2 敏感元件與生物傳感器
　1.2.1 敏感元件和傳感器
　1.2.2 生物傳感器
　1.3 傳感技術(shù)及傳感器的種類
　1.4 傳感器在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用
　1.4.1 物聯(lián)網(wǎng)概念的形成與定義
　1.4.2 物聯(lián)網(wǎng)建立的基礎(chǔ)
　1.4.3 物聯(lián)網(wǎng)的用途
　1.4.4 物聯(lián)網(wǎng)組成特點(diǎn)
　1.4.5 物聯(lián)網(wǎng)的工作原理
　1.4.6 物聯(lián)網(wǎng)對物體處理的過程
　1.4.7 我國物聯(lián)網(wǎng)的近況
　1.4.8 傳感器在安全防護(hù)方面的應(yīng)用
　1.4.9 物聯(lián)網(wǎng)式洗衣機(jī)簡介
　1.4.10 物聯(lián)網(wǎng)對各行業(yè)的要求
　1.5 傳感器的組成與類型
　1.5.1 傳感器的組成
　1.5.2 傳感器的類型
　1.6 常用傳感器的測量
　1.6.1 常用傳感器測量原理與被測量
　1.6.2 自動控制系統(tǒng)對傳感器的基本要求
　1.7 傳感器的選擇與使用
　1.7.1 傳感器的選擇
　1.7.2 傳感器的使用
　1.8 數(shù)字式萬用表檢測技能實訓(xùn)
　1.8.1 數(shù)字式萬用表對電阻器與二極管及電容器的測量
　1.8.2 數(shù)字式萬用表峰值保持功能的測量
　1.8.3 數(shù)字式萬用表對電源相線和斷芯的位置判斷
　1.8.4 數(shù)字式萬用表對邏輯電平的檢測
　1.8.5 數(shù)字式萬用表對溫度的檢測
　本章小結(jié)
　習(xí)題1
第2章 溫度傳感器結(jié)構(gòu)原理及技能實訓(xùn)
　2.1 溫度傳感器的類型與適用場合
　2.1.1 溫度傳感器的類型
　2.1.2 溫度傳感器的適用場合
　2.2 熱敏電阻傳感器
　2.2.1 熱敏電阻傳感器的電路符號和類型
　2.2.2 熱敏電阻傳感器主要參數(shù)
　2.2.3 正溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器
　2.2.4 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器
　2.3 鉑電阻傳感器
　2.3.1 鉑電阻傳感器的外形特點(diǎn)
　2.3.2 厚膜元件鉑電阻傳感器主要參數(shù)
　2.4 硅溫度傳感器
　2.4.1 硅溫度傳感器的特性參數(shù)
　2.4.2 硅溫度傳感器的典型應(yīng)用
　2.4.3 MTS102型硅溫度傳感器
　2.5 PN結(jié)溫度傳感器
　2.5.1 PN結(jié)溫度傳感器的特性
　2.5.2 PN結(jié)溫度傳感器的典型應(yīng)用
　2.6 集成溫度傳感器
　2.6.1 集成溫度傳感器的特點(diǎn)
　2.6.2 集成溫度傳感器的原理
　2.6.3 集成溫度傳感器的輸出形式
　2.6.4 模擬輸出型集成溫度傳感器的特性參數(shù)
　2.7 熱電偶溫度傳感器
　2.7.1 熱電偶傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　2.7.2 熱電偶傳感器的工作原理
　2.7.3 熱電偶傳感器的品種規(guī)格
　2.8 其他類型溫度傳感器
　2.8.1 頻率型溫度傳感器
　2.8.2 熱電輻射型溫度傳感器
　2.9 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器的檢測
　2.9.1 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器檢測指導(dǎo)
　2.9.2 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器檢測技能
　2.10 由一只鍺二極管構(gòu)成的感溫開關(guān)電路實訓(xùn)
　2.10.1 由一只鍺二極管構(gòu)成的感溫開關(guān)電路識圖指導(dǎo)
　2.10.2 由一只鍺二極管構(gòu)成的感溫開關(guān)電路工作過程
　2.10.3 由一只鍺二極管構(gòu)成的感溫開關(guān)電路實訓(xùn)要求
　2.11 由鉑電阻傳感器構(gòu)成的溫度檢測控制電路實訓(xùn)
　2.11.1 由鉑電阻傳感器構(gòu)成的溫度檢測控制電路指導(dǎo)
　2.11.2 由鉑電阻傳感器構(gòu)成的溫度檢測控制電路工作過程
　2.11.3 由鉑電阻傳感器構(gòu)成的溫度檢測控制電路實訓(xùn)要求
　2.12 由溫敏二極管傳感器構(gòu)成的溫度控制電路實訓(xùn)
　2.12.1 由溫敏二極管傳感器構(gòu)成的溫度控制電路識圖指導(dǎo)
　2.12.2 由溫敏二極管傳感器構(gòu)成的溫度控制電路實訓(xùn)要求
　2.13 0～100℃溫度計設(shè)計實訓(xùn)
　2.13.1 0～100℃溫度計參數(shù)的設(shè)計計算
　2.13.2 0～100℃溫度計的電路設(shè)計說明
　2.13.3 0～100℃溫度計設(shè)計電路的調(diào)整
　2.13.4 0～100℃溫度計設(shè)計電路實訓(xùn)要求
　本章小結(jié)
　習(xí)題2
第3章 光電傳感器結(jié)構(gòu)原理及技能實訓(xùn)
　3.1 光電傳感器
　3.1.1 光電傳感器類型
　3.1.2 直射型光電傳感器
　3.1.3 反射型光電傳感器
　3.2 光敏電阻傳感器
　3.2.1 光敏電阻傳感器基本知識
　3.2.2 光敏電阻傳感器的特性參數(shù)
　3.2.3 光敏電阻傳感器的典型應(yīng)用
　3.3 光敏二極管
　3.3.1 光敏二極管基本知識
　3.3.2 光敏二極管主要參數(shù)
　3.3.3 光敏二極管的典型應(yīng)用
　3.4 光電三極管
　3.4.1 光電三極管基本知識
　3.4.2 光敏三極管的典型應(yīng)用
　3.5 光電池
　3.5.1 光電池的基本知識
　3.5.2 光電池的主要參數(shù)
　3.5.3 光電池的典型應(yīng)用
　3.6 熱釋電紅外線傳感器
　3.6.1 熱釋電紅外線傳感器的基本知識
　3.6.2 熱釋電紅外線傳感器的選用
　3.6.3 菲涅爾透鏡
　3.6.4 熱釋電紅外線傳感器的典型應(yīng)用
　3.7 光敏電阻傳感器的檢測
　3.7.1 光敏電阻傳感器開路檢測
　3.7.2 光敏電阻傳感器電路實訓(xùn)
　3.8 光敏二極管的檢測
　3.8.1 光敏二極管的電阻值測量
　3.8.2 光敏二極管的電壓測量
　3.8.3 光敏二極管的電流測量
　3.8.4 光敏二極管的電路實訓(xùn)
　3.8.5 光敏二極管檢測實訓(xùn)報告
　3.9 光敏三極管的檢測
　3.9.1 光敏三極管的電阻值測量
　3.9.2 光敏三極管的電流測量
　3.9.3 光敏三極管的電路實訓(xùn)
　3.9.4 光敏三極管電路實訓(xùn)報告
　3.10 紅外感應(yīng)燈的安裝
　3.10.1 紅外感應(yīng)燈的識圖指導(dǎo)
　3.10.2 紅外感應(yīng)燈的安裝指導(dǎo)
　3.10.3 紅外感應(yīng)燈的調(diào)試
　3.10.4 紅外感應(yīng)燈安裝實訓(xùn)報告
　本章小結(jié)
　習(xí)題3
第4章 磁敏傳感器結(jié)構(gòu)原理及技能實訓(xùn)
　4.1 磁敏電阻傳感器
　4.1.1 磁敏電阻傳感器基本知識
　4.1.2 磁敏電阻傳感器的主要參數(shù)
　4.1.3 磁敏電阻傳感器的典型應(yīng)用
　4.2 磁敏二極管傳感器
　4.2.1 磁敏二極管基本知識
　4.2.2 磁敏二極管的典型應(yīng)用電路
　4.3 磁敏三極管傳感器
　4.3.1 磁敏三極管基本知識
　4.3.2 磁敏三極管的特點(diǎn)
　4.3.3 磁敏三極管典型應(yīng)用
　4.4 霍爾傳感器
　4.4.1 霍爾傳感器的基本知識
　4.4.2 線性型霍爾傳感器
　4.4.3 開關(guān)型霍爾傳感器
　4.4.4 霍爾傳感器在汽車點(diǎn)火系統(tǒng)中的應(yīng)用實例
　4.4.5 霍爾傳感器在洗衣機(jī)水位自動控制電路中的應(yīng)用實例
　4.5 干簧管磁敏傳感器
　4.5.1 干簧管基本知識
　4.5.2 干簧管傳感器工作方式
　4.5.3 干簧管的特點(diǎn)
　4.5.4 使用干簧管傳感器的注意事項
　4.5.5 干簧管的尺寸與參數(shù)
　4.5.6 干簧管應(yīng)用電路設(shè)計思路與實例
　4.5.7 干簧管的典型應(yīng)用
　4.6 霍爾傳感器的檢測
　4.6.1 霍爾傳感器檢測實訓(xùn)步驟
　4.6.2 霍爾傳感器檢測實訓(xùn)報告
　4.7 干簧管的檢測
　4.7.1 干簧管檢測實訓(xùn)步驟
　4.7.2 干簧管檢測實訓(xùn)報告
　4.7.3 采用干簧管設(shè)計一個報警電路
　4.8 由霍爾傳感器構(gòu)成的水位控制電路實訓(xùn)
　4.8.1 由霍爾傳感器構(gòu)成的水位控制電路讀識指導(dǎo)
　4.8.2 由霍爾傳感器構(gòu)成的水位控制電路工作過程
　4.8.3 由霍爾傳感器構(gòu)成的水位控制電路功能擴(kuò)展
　4.8.4 由霍爾傳感器構(gòu)成的水位控制電路功能擴(kuò)展實訓(xùn)要求
　4.8.5 由霍爾傳感器構(gòu)成的另一種水位控制電路讀圖實訓(xùn)要求
　4.9 由干簧管傳感器構(gòu)成的衛(wèi)生間照明與排風(fēng)扇門控開關(guān)電路實訓(xùn)
　4.9.1 由干簧管傳感器構(gòu)成的衛(wèi)生間照明與排風(fēng)扇門控開關(guān)電路讀識指導(dǎo)
　4.9.2 由干簧管傳感器構(gòu)成的衛(wèi)生間照明與排風(fēng)扇門控開關(guān)電路工作原理
　4.9.3 由干簧管傳感器構(gòu)成的衛(wèi)生間照明與排風(fēng)扇門控開關(guān)電路實訓(xùn)要求
　4.10 用霍爾傳感器設(shè)計一臺高斯計的操作實訓(xùn)
　4.10.1 用霍爾傳感器設(shè)計一臺高斯計的實訓(xùn)指導(dǎo)
　4.10.2 用霍爾傳感器設(shè)計一臺高斯計的實訓(xùn)要求
　本章小結(jié)
　習(xí)題4
第5章 壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理及技能實訓(xùn)
　5.1 壓力傳感器的基本知識
　5.1.1 壓力的種類及測量單位
　5.1.2 壓力傳感器的種類及特點(diǎn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   11．荷重類傳感器 汽車載重數(shù)字測量裝置能夠在裝載過程中隨時對載荷進(jìn)行測定，并在駕駛室面板表中以數(shù)字方式顯示，載荷采樣由荷重傳感器組合而成，它針對不同類型的汽車基架結(jié)構(gòu)將傳感器分別安裝在車輛的重量支承點(diǎn)上，以便將力和重量準(zhǔn)確地用電信號反映出來。該信號經(jīng)過必要的校正、放大、整形及數(shù)字計量化，然后顯示在面板表上。 12．微波高爐料位類傳感器 由微波高爐料位傳感器構(gòu)成的高爐料位檢測系統(tǒng)與傳統(tǒng)的重錘法相比有以下特點(diǎn)： 能長期連續(xù)測量，及時準(zhǔn)確地反映爐內(nèi)料面下降和料面變化情況。 動態(tài)范圍大，料位由0到10 m內(nèi)均可讀數(shù)，它不是測料面的某點(diǎn)，而是測其整個料面，由此能及時反映料面的急劇變化。 屬非接觸性測量方式，故避免了機(jī)械變動、拉線伸縮和零點(diǎn)漂移，測量速度、靈敏度和精度均較高。 13． 反射式光纖類傳感器 利用反射式光纖傳感器可以用來檢測磨削加工表面情況。該傳感器的中央為光源光纖，周圍有6根接收光纖，隨著被測表面相對光導(dǎo)束端面位移的變化，反射光被調(diào)制后由接收光纖接收并傳至端部，由光電轉(zhuǎn)換器測定反射光強(qiáng)及其光通的變化。根據(jù)此原理可以在線檢測加工件。 14． 光電脈搏波類傳感器 血脈搏波（BPW）信號反映了心臟功能。血壓和血流變化及血液中物質(zhì)成分的變化等多種生理參數(shù)，對脈搏的診斷是疾病診斷不可缺少的依據(jù)和手段。 根據(jù)血液的光吸收特性，利用透射原理研制的光電脈搏波傳感器，采用小型的自聚焦LED為光源，并以具有達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的光電三極管為轉(zhuǎn)換器，配以指套型外殼就構(gòu)成完整的傳感器。 利用光電脈搏波傳感器可以方便地同步檢測心電和心音電圖、對脈搏圖定義有關(guān)參量，通過計算機(jī)進(jìn)行分類，以便研究它與中醫(yī)脈象的關(guān)系。還可以分辨一些不可辨認(rèn)的生理參數(shù)，例如用于心率及心率穩(wěn)定性的研究及心率的概率分布函數(shù)的研究。 15． 遙感技術(shù)類傳感器 所謂遙感就是遠(yuǎn)距離獲得感覺的一種技術(shù)，它是使用人造衛(wèi)星或航天飛機(jī)等運(yùn)載工具，采用各種傳感器來觀測地球表面，從所獲得的數(shù)據(jù)、圖像，取得有關(guān)環(huán)境和資源的有用信息的科學(xué)技術(shù)。 在遙感技術(shù)中，主要使用從近紫外到紅外和微波作為信息載體，并相應(yīng)地采用能檢測這些信息的傳感器，檢測的信號經(jīng)電子電路處理，最后形成圖像。敏感系統(tǒng)主要是多種光譜掃描器、主題繪圖儀、旁視航空雷達(dá)和綜合孔徑雷達(dá)等。 在農(nóng)林業(yè)、植物資源方面，遙感技術(shù)能測定農(nóng)作物品種的分布區(qū)域、植物品種的分類（農(nóng)作物、植物生長分布），判斷土地肥沃程度、植物成活率、植物的生長情況、受災(zāi)情況、土壤條件等。通過遙感獲得的信息，可以確定最合適的種植和最適度的施肥，估計收成，進(jìn)而決定農(nóng)業(yè)管理的工作方向。 由于遙感技術(shù)是通過非接觸、非破壞的方法，在很短的時間內(nèi)遙感極其寬廣的地域，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能起指導(dǎo)的作用。 16．應(yīng)片式類傳感器 體育運(yùn)動中的動力學(xué)參數(shù)通常是通過各種力傳感器、加速度傳感器獲得的。常用的有應(yīng)變片式傳感器，將其粘貼在跳馬的弓形助跳板、單杠的橫杠、平衡木的木面、吊環(huán)的環(huán)子、網(wǎng)球的球拍上。此外還常使用壓電晶體式的力傳感器和加速度傳感器，壓電晶體測力平臺是研究運(yùn)動員競走、跑、跳、跨欄和投擲等運(yùn)動的理想儀器，測力臺可以測出運(yùn)動時作用于支撐面上的三維力、自由力矩及壓力中心的位置。

編輯推薦

《傳感技術(shù)基礎(chǔ)與技能實訓(xùn)(修訂版)》參照《高等職業(yè)教育電子信息類專業(yè)“雙證課程”培養(yǎng)方案》教學(xué)大綱提出的指導(dǎo)內(nèi)容編寫而成，可作為高等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的教材，也可作為電子技術(shù)崗位的從業(yè)人員或企業(yè)崗位技能培訓(xùn)教材，同時可供電子產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)人員及廣大電子愛好者閱讀。

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