傳感器與自動(dòng)檢測(cè)

內(nèi)容概要

　　本書主要介紹了工業(yè)、科研、生活等領(lǐng)域常用傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、選型、安裝使用、綜合應(yīng)用等方面的知識(shí)，對(duì)測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理和抗干擾技術(shù)等也作了介紹。同時(shí)增加了微型傳感器、智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等新知識(shí)。本書以實(shí)用性、操作性、創(chuàng)新性為特色，以項(xiàng)目為載體，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式，突出了各種常用傳感器的單項(xiàng)和綜合應(yīng)用；同時(shí)設(shè)置了傳感器綜合實(shí)訓(xùn)和設(shè)計(jì)項(xiàng)目，以加強(qiáng)對(duì)傳感器實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)和提高。

書籍目錄

項(xiàng)目1 傳感器誤差與特性分析
　任務(wù)1 檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)整理
　　1.1.1 測(cè)量與測(cè)量方法
　　1.1.2 測(cè)量誤差及其表示方法
　　1.1.3 測(cè)量誤差的分類及來(lái)源
　任務(wù)2 傳感器特性分析與傳感器選用
　　1.2.1 傳感器的組成及其分類
　　1.2.2 傳感器的靜態(tài)特性與指標(biāo)
　　1.2.3 傳感器的動(dòng)態(tài)特性與指標(biāo)
　　1.2.4 傳感器的標(biāo)定與選用
　　知識(shí)拓展 傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
　　課外作業(yè)1
項(xiàng)目2 溫度測(cè)量
　任務(wù)1 熱電偶傳感器測(cè)量溫度
　　2.1.1 熱電偶的工作原理
　　2.1.2 熱電偶的基本定律
　　2.1.3 熱電偶的材料、結(jié)構(gòu)及種類
　　2.1.4 熱電偶的冷端補(bǔ)償
　任務(wù)2 熱電阻傳感器測(cè)量溫度
　　2.2.1 金屬熱電阻
　　2.2.2 半導(dǎo)體熱敏電阻
　任務(wù)3 紅外傳感器測(cè)量溫度
　　2.3.1 紅外輻射
　　2.3.2 紅外探測(cè)器
　　知識(shí)拓展 集成溫度傳感器
　　課外作業(yè)2
項(xiàng)目3 壓力測(cè)量
　任務(wù)1 電阻應(yīng)變式傳感器測(cè)量壓力
　　3.1.1 電阻應(yīng)變片的種類與結(jié)構(gòu)
　　3.1.2 電阻的應(yīng)變效應(yīng)
　　3.1.3 測(cè)量電路
　　3.1.4 應(yīng)變片的溫度誤差及其補(bǔ)償
　　3.1.5 電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用
　任務(wù)2 電感式傳感器測(cè)量壓力
　　3.2.1 自感式傳感器
　　3.2.2 互感式傳感器
　　3.2.3 電感式傳感器的應(yīng)用
　任務(wù)3 壓電傳感器測(cè)量壓力
　　3.3.1 壓電效應(yīng)
　　3.3.2 壓電材料
　　3.3.3 壓電式傳感器測(cè)量電路
　　知識(shí)拓展 微型傳感器
　　課外作業(yè)3
項(xiàng)目4 流量測(cè)量
　任務(wù)1 差壓式流量計(jì)測(cè)流量
　　4.1.1 流量及其測(cè)量方法
　　4.1.2 差壓式流量計(jì)
　　4.1.3 差壓計(jì)
　任務(wù)2 容積式流量計(jì)測(cè)流量
　　4.2.1 橢圓齒輪流量計(jì)
　　4.2.2 腰輪流量計(jì)
　　4.2.3 刮板式流量計(jì)
　任務(wù)3 速度式流量計(jì)測(cè)流量
　　4.3.1 電磁流量計(jì)
　　4.3.2 渦輪流量計(jì)
　　4.3.3 超聲波流量計(jì)
　　4.3.4 流體振動(dòng)式流量計(jì)
　　知識(shí)拓展 質(zhì)量流量計(jì)和皮托管流量計(jì)
　　課外作業(yè)4
項(xiàng)目5 速度與位移測(cè)量
　任務(wù)1 光電傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速
　　5.1.1 光電效應(yīng)
　　5.1.2 光電器件
　　5.1.3 光電式傳感器
　任務(wù)2 霍爾式傳感器測(cè)量位移
　　5.2.1 霍爾元件工作原理
　　5.2.2 霍爾元件的主要特性參數(shù)
　　5.2.3 霍爾元件的測(cè)量電路及補(bǔ)償
　　5.2.4 霍爾傳感器的應(yīng)用
　任務(wù)3 電渦流傳感器測(cè)量位移
　　5.3.1 電渦流傳感器的工作原理
　　5.3.2 電渦流傳感器的種類
　　5.3.3 測(cè)量電路
　　5.3.4 典型應(yīng)用
　　知識(shí)拓展 視覺(jué)傳感器
　　課外作業(yè)5
項(xiàng)目6 液位與厚度測(cè)量
　任務(wù)1 光纖傳感器測(cè)量液位
　　6.1.1 光纖的結(jié)構(gòu)及種類
　　6.1.2 光纖的傳輸原理
　　6.1.3 光纖傳感器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及種類
　任務(wù)2 電容傳感器測(cè)量液位和厚度
　　6.2.1 變間隙式電容傳感器
　　6.2.2 變面積式電容傳感器
　　6.2.3 變介電常數(shù)式電容傳感器
　　知識(shí)拓展 微波傳感器
　　課外作業(yè)6
項(xiàng)目7 傳感器的信號(hào)處理與抗干擾
　任務(wù)1 傳感器的信號(hào)處理
　　7.1.1 傳感器用基本電路單元
　　7.1.2 信號(hào)變換
　任務(wù)2 傳感器的抗干擾技術(shù)
　　7.2.1 干擾源及防護(hù)
　　7.2.2 干擾的途徑
　　7.2.3 幾種常見(jiàn)的抗干擾技術(shù)
　　知識(shí)拓展 智能傳感器
　　課外作業(yè)7
項(xiàng)目8 傳感器的綜合應(yīng)用
　任務(wù)1 傳感器在冶金生產(chǎn)中的典型應(yīng)用
　任務(wù)2 傳感器在化工生產(chǎn)中的典型應(yīng)用
　任務(wù)3 傳感器在數(shù)控機(jī)床中的典型應(yīng)用
　任務(wù)4 傳感器在現(xiàn)代汽車中的典型應(yīng)用
　任務(wù)5 傳感器在環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中的典型應(yīng)用
　任務(wù)6 傳感器在智能樓宇中的典型應(yīng)用
　任務(wù)7 傳感器在日常生活中的應(yīng)用
　　知識(shí)拓展 物聯(lián)網(wǎng)及其在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用
　　課外作業(yè)8
項(xiàng)目9 傳感器綜合實(shí)訓(xùn)
　任務(wù)1 實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備
　　9.1.1 THSRZ—1型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)裝置介紹
　　9.1.2 實(shí)訓(xùn)報(bào)告書寫要點(diǎn)
　任務(wù)2 實(shí)訓(xùn)操作
　　實(shí)訓(xùn)1 金屬箔式應(yīng)變片——測(cè)量電橋性能實(shí)訓(xùn)
　　實(shí)訓(xùn)2 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器的壓力測(cè)量實(shí)訓(xùn)
　　實(shí)驗(yàn)3 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用——振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)
　　實(shí)訓(xùn)4 電容式傳感器的位移特性實(shí)訓(xùn)
　　實(shí)訓(xùn)5 霍爾傳感器的位移特性實(shí)訓(xùn)
　　實(shí)訓(xùn)6 壓電式傳感器振動(dòng)實(shí)訓(xùn)
　　實(shí)訓(xùn)7 電渦流傳感器的位移特性實(shí)訓(xùn)
　　實(shí)訓(xùn)8 光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)訓(xùn)
　　實(shí)訓(xùn)9 K型熱電偶測(cè)溫實(shí)訓(xùn)
　　實(shí)訓(xùn)10 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償實(shí)訓(xùn)
項(xiàng)目10 傳感器綜合設(shè)計(jì)
　任務(wù)1 電子汽車傳感器課程設(shè)計(jì)
　任務(wù)2 其他傳感器課程設(shè)計(jì)
　　10.2.1 稱重秤課程設(shè)計(jì)
　　10.2.2 濕度傳感器課程設(shè)計(jì)
　　10.2.3 電冰箱溫度超標(biāo)指示器課程設(shè)計(jì)
　　附錄A 常用傳感器的實(shí)物圖
　　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   2.選用傳感器應(yīng)考慮的因素 傳感器處于檢測(cè)系統(tǒng)的輸入端，一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，關(guān)鍵在于正確、合理地選擇傳感器。而傳感器的種類繁多，性能又千差萬(wàn)別，對(duì)某一被測(cè)量通常會(huì)有多種不同工作原理的傳感器可供使用。如何根據(jù)測(cè)試目的和實(shí)際條件合理地選用最適宜的傳感器，是人們經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題。 由于傳感器的精度高低、性能好壞直接影響到整個(gè)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的品質(zhì)和運(yùn)行狀態(tài)，因此，選用傳感器時(shí)應(yīng)首先考慮這些因素；其次，在傳感器滿足所有性能指標(biāo)要求的情況下，應(yīng)考慮選用成本低廉、工作可靠、易于維修的傳感器，以期達(dá)到理想的性能價(jià)格比。 （1）靈敏度 靈敏度高意味著傳感器所能感知的變化量小，即被測(cè)量稍有一微小變化時(shí)，傳感器就有較大的輸出響應(yīng)。一般來(lái)講，傳感器的靈敏度越高越好。 但是傳感器在采集有用信號(hào)的同時(shí)，其自身內(nèi)部或周圍存在著各種與測(cè)量信號(hào)無(wú)關(guān)的噪聲，若傳感器的靈敏度很高，即使是很微弱的干擾信號(hào)也很容易被混入，并且會(huì)伴隨著有用信號(hào)一起被電子放大系統(tǒng)放大，顯然這不是測(cè)量目標(biāo)所希望出現(xiàn)的。因此，這時(shí)更要注重的是選擇高信噪比的傳感器，既要求傳感器本身噪聲小，又不易從外界引進(jìn)干擾噪聲。 傳感器的量程范圍與靈敏度有關(guān)。當(dāng)輸入量增大時(shí)，除非有專門的非線性校正措施，否則傳感器是不應(yīng)當(dāng)進(jìn)入非線性區(qū)域的，更不能進(jìn)入飽和區(qū)。當(dāng)傳感器工作在既有被測(cè)量又有較強(qiáng)干擾量的情況下，過(guò)高的靈敏度反而會(huì)縮小傳感器適用的測(cè)量范圍。 （2）線性范圍 傳感器理想的靜態(tài)特性是在很大測(cè)量范圍內(nèi)輸出與輸入之間保持良好的線性關(guān)系。但實(shí)際上，傳感器只能在一定范圍內(nèi)保持線性關(guān)系。線性范圍越寬，表明傳感器的工作量程越大。傳感器工作在線性區(qū)內(nèi)是保證測(cè)量精確度的基本條件，否則就會(huì)產(chǎn)生非線性誤差。而在實(shí)際中，傳感器絕對(duì)工作在線性區(qū)是很難保證的，也就是說(shuō)，在許可的限度內(nèi)，也可以工作在近似線性的區(qū)域內(nèi)。因此，在選用時(shí)必須考慮被測(cè)量的變化范圍，使其非線性誤差在允許范圍之內(nèi)。 （3）響應(yīng)特性 通常希望傳感器的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)隨時(shí)間的變化曲線相一致或基本相近，但在實(shí)際中很難做到這一點(diǎn)，延遲通常是不可避免的，但總希望延遲時(shí)間越短越好。 選用的傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間越小，延遲就越小。同時(shí)還應(yīng)充分考慮到被測(cè)量的變化特點(diǎn)（如溫度的慣性通常很大）。 （4）穩(wěn)定性 影響傳感器穩(wěn)定性的因素是環(huán)境和時(shí)間。工作環(huán)境的溫度、濕度、塵埃、油劑、震動(dòng)等影響，會(huì)使傳感器的輸出發(fā)生改變，因此要選用適合于其使用環(huán)境的傳感器，同時(shí)還要求傳感器能長(zhǎng)期使用而不需要經(jīng)常更換或校準(zhǔn)。

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《高等職業(yè)教育自動(dòng)化類專業(yè)規(guī)劃教材?項(xiàng)目導(dǎo)向系列:傳感器與自動(dòng)檢測(cè)(第2版)》可作為高職高專院校、成人學(xué)校及本科院校開(kāi)辦的二級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化、儀器儀表、應(yīng)用電子技術(shù)、機(jī)電一體化、數(shù)控技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的教材，也可供在企業(yè)生產(chǎn)一線從事技術(shù)、管理、運(yùn)行等工作的相關(guān)技術(shù)人員參考使用。

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