傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教程

前言

傳感器技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)不僅能驗(yàn)證理論知識(shí)，還能加強(qiáng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。一般專業(yè)基礎(chǔ)課均采用實(shí)驗(yàn)方法，傳統(tǒng)的傳感器實(shí)驗(yàn)課程主要是完成幾十種傳感器的基本實(shí)驗(yàn)。而本書以“傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀”作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，主要進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，鑒于此，本書編寫了47個(gè)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)為了反映出當(dāng)今傳感器的應(yīng)用技術(shù)，本書在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)書的基礎(chǔ)上，又精心編輯了6個(gè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造欲望。此外為了方便寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，統(tǒng)一格式，本書還將每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫成一章。學(xué)生只要做好實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中，進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)運(yùn)算，畫好曲線，回答問題即可。本書共分5章。第1章為傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，簡單介紹常用傳感器的基本原理、基本測(cè)量電路、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等方面的知識(shí)；第2章為傳感器技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；第3章為綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；第4章為傳感器應(yīng)用課程設(shè)計(jì)，給出該課程設(shè)計(jì)的實(shí)施方法，并在此基礎(chǔ)上選編了參考選題21個(gè)，以供讀者選用；第5章為實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在本書的編寫過程中，參閱了傳感器技術(shù)的相關(guān)書籍與文獻(xiàn)，編者在此表示誠摯的感謝。本教材由葉國文主編，胡葉民副主編。其中，由麗水學(xué)院葉國文編寫第2章，胡葉民編寫第4章，趙小杰編寫第1章，徐淑民、王超編寫第3章，雷楚編寫附錄，麗水職院付潞潞、嘉興南陽職院虞嘉丞編寫第5章，全書由葉國文整理定稿。限于時(shí)間、水平和能力，書中難免有不足和疏漏之處，希望讀者能提出批評(píng)、指正。

內(nèi)容概要

　　《傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教程》共分5章。第1章為傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，簡要介紹常用傳感器的基本原理、基本測(cè)量電路、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等方面的知識(shí)；第2章為傳感器技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；第3章為綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；第4章為傳感器應(yīng)用課程設(shè)計(jì)，給出該課程設(shè)計(jì)的實(shí)施方法，并在此基礎(chǔ)上選編了參考選題21個(gè)，以供讀者選用；第5章為實(shí)驗(yàn)報(bào)告?！　　秱鞲衅骷夹g(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教程》內(nèi)容豐富、全面，可作為高等院校自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器、機(jī)電工程以及電氣工程與自動(dòng)化等專業(yè)開設(shè)“傳感器技術(shù)”課程的配套實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教材，也可作為其他專業(yè)師生和相關(guān)專業(yè)的實(shí)踐參考用書。

書籍目錄

前言第1章 傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第1節(jié) 傳感器概述1.1 傳感器的概念1.2 傳感器特性第2節(jié) 實(shí)驗(yàn)中常用傳感器原理及應(yīng)用簡介2.1 電阻應(yīng)變式傳感器2.2 電感式傳感器2.3 熱電式傳感器2.4 諧振式傳感器2.5 壓電式傳感器2.6 磁電傳感器2.7 光電傳感器2.8 光纖傳感器2.9 氣敏傳感器2.10 電容傳感器2.11 濕度傳感器2.12 傳感器標(biāo)定和校準(zhǔn)第3節(jié) 傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的信號(hào)檢測(cè)電路3.1 檢測(cè)電路形式3.2 常用電路3.3 傳感器和微型計(jì)算機(jī)的連接第4節(jié) 傳感器實(shí)驗(yàn)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理4.1 改善傳感器性能的技術(shù)途徑4.2 傳感器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法第2章 傳感器技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 金屬箔式應(yīng)變片性能——單臂電橋(一)實(shí)驗(yàn)2 金屬箔式應(yīng)變片性能——單臂電橋(二)實(shí)驗(yàn)3 金屬箔式應(yīng)變片：單臂、半橋、全橋比較(一)實(shí)驗(yàn)4 金屬箔式應(yīng)變片：單臂、半橋、全橋比較(.)實(shí)驗(yàn)5 應(yīng)變片的溫度效應(yīng)及補(bǔ)償(一)實(shí)驗(yàn)6 應(yīng)變片的溫度影響(二)實(shí)驗(yàn)7 熱電偶原理及現(xiàn)象(一)實(shí)驗(yàn)8 熱電偶原理及現(xiàn)象(二)實(shí)驗(yàn)9 移相器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)10 相敏檢波器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)11 金屬箔式應(yīng)變片——交流全橋(一)實(shí)驗(yàn)12 金屬箔式應(yīng)變片一一交流全橋(二)實(shí)驗(yàn)13 交流全橋的應(yīng)用——振幅測(cè)量實(shí)驗(yàn)14 交流全橋的應(yīng)用——電子秤之一(一)實(shí)驗(yàn)15 交流全橋的應(yīng)用——電子秤之一(二)實(shí)驗(yàn)16 差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)17 差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)18 差動(dòng)變壓器的標(biāo)定(靜態(tài)位移性能)實(shí)驗(yàn)19 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用——振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)20 差動(dòng)變壓器的作用——電子秤之二實(shí)驗(yàn)21 差動(dòng)螺管式電感傳感器的靜態(tài)位移性能實(shí)驗(yàn)22 差動(dòng)螺管式電感傳感器振動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)23 電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)24 被測(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響實(shí)驗(yàn)25 電渦流式傳感器的應(yīng)用——振幅測(cè)量實(shí)驗(yàn)26 電渦傳感器應(yīng)用——電子秤之三實(shí)驗(yàn)27 霍爾式傳感器的特性——直流激勵(lì)實(shí)驗(yàn)28 霍爾式傳感器的應(yīng)用——電子秤之四實(shí)驗(yàn)29 霍爾式傳感器的特性——交流激勵(lì)實(shí)驗(yàn)30 霍爾式傳感器的應(yīng)用——振幅測(cè)量實(shí)驗(yàn)31 磁電式傳感器的性能實(shí)驗(yàn)32 壓電式傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)33 壓電傳感器的引線電容對(duì)電壓放大器、電荷放大器的影響實(shí)驗(yàn)34 差動(dòng)變面積式電容傳感器的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)35 雙平行梁的動(dòng)態(tài)特性——正弦穩(wěn)態(tài)影響實(shí)驗(yàn)36 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)37 光纖位移傳感器靜態(tài)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)38 光纖位移傳感器的動(dòng)態(tài)測(cè)量(一)實(shí)驗(yàn)39 光纖位移傳感器的動(dòng)態(tài)測(cè)量(二)實(shí)驗(yàn)40 PN結(jié)溫度傳感器測(cè)溫實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)41 熱 敏電阻演示實(shí)驗(yàn)(99x型)實(shí)驗(yàn)42 氣敏傳感器(MQ3)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)43 濕敏電阻(RH)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)44 光電傳感器(反射型)測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)(選配)實(shí)驗(yàn)45 力平衡式傳感器——綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)46 光電傳感器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)47 微機(jī)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換——數(shù)據(jù)采集處理 第3章 綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 虛擬電子秤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)2 虛擬位移測(cè)量儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)3 虛擬溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4 集成溫度傳感器特性測(cè)試及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)5 電子秤的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)6 電子羅盤的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)7 氣敏傳感器應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 第4章 傳感器應(yīng)用課程設(shè)計(jì)第1節(jié) 傳感器技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明第2節(jié) 傳感器技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)參考選題第5章 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 金屬箔式應(yīng)變片性能——單臂電橋(一)實(shí)驗(yàn)報(bào)告2 金屬箔式應(yīng)變片性能——單臂電橋(二)實(shí)驗(yàn)報(bào)告3 金屬箔式應(yīng)變片：單臂、半橋、全橋比較(一)實(shí)驗(yàn)報(bào)告4 金屬箔式應(yīng)變片：單臂、半橋、全橋比較(二)實(shí)驗(yàn)報(bào)告5 應(yīng)變片的溫度效應(yīng)及補(bǔ)償(一)實(shí)驗(yàn)報(bào)告6 應(yīng)變片的溫度影響(二)實(shí)驗(yàn)報(bào)告7 熱電偶原理及現(xiàn)象(一)實(shí)驗(yàn)報(bào)告8 熱電偶原理及現(xiàn)象(二)實(shí)驗(yàn)報(bào)告9 移相器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告10 相敏檢波器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告11 金屬箔式應(yīng)變片——交流全橋(一)實(shí)驗(yàn)報(bào)告12 金屬箔式應(yīng)變片——交流全橋(二)實(shí)驗(yàn)報(bào)告13 交流全橋的應(yīng)用——振幅測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告14 交流全橋的應(yīng)用——電子秤之一(一)實(shí)驗(yàn)報(bào)告15 交流全橋的應(yīng)用——電子秤之一(二)實(shí)驗(yàn)報(bào)告16 差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告17 差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)報(bào)告18 差動(dòng)變壓器的標(biāo)定(靜態(tài)位移性能)實(shí)驗(yàn)報(bào)告19 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用——振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告20 差動(dòng)變壓器的作用——電子秤之二實(shí)驗(yàn)報(bào)告21 差動(dòng)螺管式電感傳感器的靜態(tài)位移性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告22 差動(dòng)螺管式電感傳感器振動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告23 電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告24 被測(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響實(shí)驗(yàn)報(bào)告25 電渦流式傳感器的應(yīng)用——振幅測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告26 電渦傳感器應(yīng)用——電子秤之三實(shí)驗(yàn)報(bào)告27 霍爾式傳感器的特性——直流激勵(lì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告28 霍爾式傳感器的應(yīng)用——電子秤之四實(shí)驗(yàn)報(bào)告29 霍爾式傳感器的特性——交流激勵(lì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告30 霍爾式傳感器的應(yīng)用——振幅測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告31 磁電式傳感器的性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告32 壓電傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告33 壓電傳感器的引線電容對(duì)電壓放大器、電荷放大器的影響實(shí)驗(yàn)報(bào)告34 差動(dòng)變面積式電容傳感器的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告35 雙平行梁的動(dòng)態(tài)特性——正弦穩(wěn)態(tài)影響實(shí)驗(yàn)報(bào)告36 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告37 光纖位移傳感器靜態(tài)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告38 光纖位移傳感器的動(dòng)態(tài)測(cè)量(一)實(shí)驗(yàn)報(bào)告39 光纖位移傳感器的動(dòng)態(tài)測(cè)量(二)實(shí)驗(yàn)報(bào)告40 PN結(jié)溫度傳感器測(cè)溫實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告41 熱敏電阻演示實(shí)驗(yàn)(99x型)實(shí)驗(yàn)報(bào)告42 氣 敏傳感器(MQ3)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告43 濕敏電阻(RH)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告44 光電傳感器(反射型)測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)(選配)實(shí)驗(yàn)報(bào)告45 力平衡式傳感器——綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告46 光電傳感器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告47 微機(jī)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換——數(shù)據(jù)采集處理綜合性(設(shè)計(jì)性)實(shí)驗(yàn)報(bào)告附錄一 CSY傳感器實(shí)驗(yàn)儀示意圖及簡介附錄二 PC數(shù)據(jù)采集卡(串行)操作說明附錄三 國際單位制(SI)附錄四 熱電偶分度表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：電感傳感器還可用作磁敏速度開關(guān)、齒輪齡條測(cè)速等，該類傳感器廣泛應(yīng)用于紡織、化纖、機(jī)床、機(jī)械、冶金、機(jī)車汽車等行業(yè)的鏈輪齒速度檢測(cè)，鏈輸送帶的速度和距離檢測(cè)，齒輪齡計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)速表及汽車防護(hù)系統(tǒng)的控制等。另外，該類傳感器還可用在給料管系統(tǒng)中小物體檢測(cè)、物體噴出控制、斷線監(jiān)測(cè)、小零件區(qū)分、厚度檢測(cè)和位置控制等。2.3 熱電式傳感器2.3.1 工作原理熱電式傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。在各種熱電式傳感器中，把溫度轉(zhuǎn)換為電勢(shì)或電阻的方法最為普遍。其中將溫度轉(zhuǎn)換為電勢(shì)的熱電式傳感器稱為熱電偶，將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值的熱電式傳感器稱為熱電阻。2.3.2 熱電傳感器選用時(shí)需考慮的問題熱電傳感器目前在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且可以選用定型的顯示儀表和記錄儀表來進(jìn)行顯示和記錄。選擇熱電傳感器比選擇其他類型的傳感器所需要考慮的內(nèi)容更多。首先，必須選擇傳感器的結(jié)構(gòu)，使敏感元件在規(guī)定的測(cè)量時(shí)間之內(nèi)達(dá)到所測(cè)流體或被測(cè)表面的溫度。溫度傳感器的輸出僅僅是敏感元件的溫度。實(shí)際上，要確保傳感器指示的溫度即為所測(cè)對(duì)象的溫度，常常是很困難的。在大多數(shù)情況下，對(duì)溫度傳感器的選用，需考慮以下幾個(gè)方面的問題：（1）被測(cè)對(duì)象的溫度是否需記錄、報(bào)警和自動(dòng)控制，是否需要遠(yuǎn)距離測(cè)量和傳送。（2）測(cè)溫范圍的大小和精度要求。（3）測(cè)溫元件大小是否適當(dāng)。（4）在被測(cè)對(duì)象溫度隨時(shí)間變化的場(chǎng)合，測(cè)溫元件的滯后能否適應(yīng)測(cè)溫要求。（5）被測(cè)對(duì)象的環(huán)境條件對(duì)測(cè)溫元件是否有損害。（6）價(jià)格如何，使用是否方便。溫度傳感器的選擇主要是根據(jù)測(cè)量范圍。當(dāng)測(cè)量范圍預(yù)計(jì)在總量程之內(nèi)，可選用鉑電阻傳感器。較窄的量程通常要求傳感器必須具有相當(dāng)高的基本電阻，以便獲得足夠大的電阻變化。熱敏電阻所提供的足夠大的電阻變化使得這些敏感元件非常適用于窄的測(cè)量范圍。如果測(cè)量范圍相當(dāng)大時(shí)，熱電偶更適用。最好將冰點(diǎn)也包括在此范圍內(nèi)，因?yàn)闊犭娕嫉姆侄缺硎且源藴囟葹榛鶞?zhǔn)的。已知范圍內(nèi)的傳感器線性也可作為選擇傳感器的附加條件。

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《傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教程》編寫了47個(gè)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)為了反映出當(dāng)今傳感器的應(yīng)用技術(shù)，《傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教程》在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)書的基礎(chǔ)上，又精心編輯了6個(gè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造欲望。此外為了方便寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，統(tǒng)一格式，《傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教程》還將每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫成一章。學(xué)生只要做好實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中，進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)運(yùn)算，畫好曲線，回答問題即可。

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