傳感器及其應(yīng)用技術(shù)

前言

傳感器是機電一體化系統(tǒng)中各種各樣設(shè)備和裝置的“感覺器官”，它將各種各樣的信息量轉(zhuǎn)換成能夠被直接檢測的信息。在當(dāng)今信息社會的時代，如果沒有傳感器，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)將無法發(fā)展。傳感器在機電一體化系統(tǒng)中乃至整個現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域占有極其重要的地位。本書是為了適應(yīng)機電一體化系統(tǒng)對傳感器技術(shù)的需要而編寫的。在形形色色的傳感器中，選擇了機電一體化系統(tǒng)常用的一些傳感器作為重點進行介紹。在第一章介紹傳感器基本概念的基礎(chǔ)上，第二章至第七章介紹了按工作原理分類的傳感器，第八章至第十一章介紹了按用途分類的傳感器，第十二章介紹了代表傳感器發(fā)展趨勢的智能傳感器。傳感器輸出信號的調(diào)理是傳感器應(yīng)用不可缺少的重要環(huán)節(jié)，第十三章在介紹了傳感器輸出信號特點的基礎(chǔ)上，介紹了對其進行調(diào)理所需要的各種技術(shù)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及其在機電系統(tǒng)中的重要作用，討論傳感器的應(yīng)用技術(shù)必然要涉及計算機技術(shù)和傳感器技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)——計算機檢測和控制技術(shù)，第十四章比較系統(tǒng)地介紹了傳感器的計算機接口技術(shù)基礎(chǔ)，其中包括單片機、工業(yè)Pc機與傳感器信號的檢測接口和控制信號的輸出接口等有關(guān)技術(shù)。為了使讀者對機電一體化系統(tǒng)中基于傳感器的計算機檢測技術(shù)的認(rèn)識更加形象化和具體化，第十五章從不同的角度介紹了基于傳感器的計算機檢測系統(tǒng)的應(yīng)用實例，第十六章介紹了相關(guān)實驗，以便為實驗提供指導(dǎo)和參考。全書由黃鴻、吳石增主編，其中第三、四、五、六、七、八、十、十二、十六章由黃鴻編寫，第一、二、十一、十三、十五章由吳石增編寫，第十四章由施大發(fā)編寫，第九章由李艷玲編寫。本書承北京理工大學(xué)陳綠深教授和清華大學(xué)爾桂花副教授審閱并提出寶貴意見，在此一并表示感謝。限于水平有限，書中的遺漏和錯誤懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《傳感器及其應(yīng)用技術(shù)》是根據(jù)機電一體化專業(yè)及電氣工程專業(yè)的需要，從實際應(yīng)用的目的出發(fā)，以簡明通俗的語言介紹了機電一體化系統(tǒng)中常用的多種類型的傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能特點，傳感器輸出信號的調(diào)理和實際應(yīng)用。進而結(jié)合傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，介紹了基于傳感器的計算機檢測技術(shù)，其中包括單片機和工業(yè)Pc機總線及其與傳感器信號的接口技術(shù)，并結(jié)合典型實例介紹了傳感器在計算機測控系統(tǒng)中的實際應(yīng)用技術(shù)?！　　秱鞲衅骷捌鋺?yīng)用技術(shù)》為本科院校機電一體化專業(yè)、自動化專業(yè)的教材，也可作為從事設(shè)計、制造和維護各類機電一體化設(shè)備和裝置的工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第一章 傳感器技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié) 機電一體化系統(tǒng)中物理量的測量與傳感器第二節(jié) 傳感器的定義和組成第三節(jié) 傳感器的分類第四節(jié) 傳感器的基本特征習(xí)題與思考題第二章 熱電式傳感器第一節(jié) 熱電偶傳感器第二節(jié) 熱電阻傳感器第三節(jié) 熱敏電阻第四節(jié) 石英溫度傳感器第五節(jié) 半導(dǎo)體溫度傳感器第六節(jié) 集成溫度傳感器第七節(jié) 溫度傳感器應(yīng)用電路實例習(xí)題與思考題第三章 壓電式傳感器第一節(jié) 壓電效應(yīng)和壓電材料第二節(jié) 壓電傳感器等效電路和測量電路第三節(jié) 壓電傳感器應(yīng)用舉例習(xí)題與思考題第四章 光電式傳感器第一節(jié) 光電效應(yīng)第二節(jié) 外光電效應(yīng)的光電器件第三節(jié) 內(nèi)光電效應(yīng)器件第四節(jié) 新型光電傳感器第五節(jié) 光電傳感器應(yīng)用舉例習(xí)題與思考題第五章 磁電式傳感器第一節(jié) 磁電感應(yīng)式傳感器第二節(jié) 霍爾式傳感器第三節(jié) 磁柵式傳感器習(xí)題與思考題第六章 電容式傳感器第一節(jié) 電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)第二節(jié) 電容式傳感器的等效電路第三節(jié) 電容式傳感器的測量電路第四節(jié) 電容式傳感器應(yīng)用和舉例習(xí)題與思考題第七章 半導(dǎo)體式傳感器第一節(jié) 氣敏傳感器第二節(jié) 濕敏傳感器第三節(jié) 磁敏傳感器第四節(jié) 色敏傳感器習(xí)題與思考題第八章 速度傳感器第一節(jié) 轉(zhuǎn)速傳感器第二節(jié) 加速度傳感器第三節(jié) 多卜勒效應(yīng)測速習(xí)題與思考題第九章 機械位移傳感器第一節(jié) 電容式位移傳感器第二節(jié) 電感式位移傳感器第三節(jié) 變壓器式位移傳感器第四節(jié) 電渦流式位移傳感器第五節(jié) 電阻式位移傳感器習(xí)題與思考題第十章 物體位置傳感器第一節(jié) 電容式物位傳感器第二節(jié) 靜壓式物位傳感器第三節(jié) 超聲波物位傳感器第四節(jié) 微波物位傳感器第五節(jié) 光纖液位傳感器習(xí)題與思考題第十一章 電流電壓傳感器第一節(jié) 電流電壓傳感器的用途和特點第二節(jié) 電流電壓傳感器的工作原理與工作模式第三節(jié) 電流電壓傳感器模塊及性能指標(biāo)第四節(jié) 電流電壓傳感器的應(yīng)用習(xí)題與思考題第十二章 智能式傳感器第一節(jié) 智能傳感器的概述第二節(jié) 智能傳感器實現(xiàn)的途徑第三節(jié) 智能傳感器實例習(xí)題與思考題第十三章 傳感器信號的調(diào)理技術(shù)第一節(jié) 傳感器輸出信號的特點第二節(jié) 阻抗匹配器第三節(jié) 電橋電路第四節(jié) 放大器第五節(jié) 噪聲及其抑制第六節(jié) 傳感器信號的數(shù)字化習(xí)題與思考題第十四章 基于傳感器的計算機接口技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié) 傳感器計算機測控系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)形式第二節(jié) 單片機的總線和接口技術(shù)第三節(jié) D/A變換器與單片機的接口第四節(jié) A/D變換器與單片機的接口第五節(jié) 工業(yè)PC機的總線和接口技術(shù)第六節(jié) 接口控制軟件的設(shè)計第七節(jié) 工業(yè)PC機與A/D、D/A變換器的接口電路第八節(jié) U/F變換器與計算機的接口第九節(jié) 多功能接口卡習(xí)題與思考題第十五章 傳感器測控系統(tǒng)應(yīng)用舉例第一節(jié) 基于溫度傳感器的微波治癌機測控系統(tǒng)第二節(jié) 基于電流電壓傳感器的低頻電磁場測控系統(tǒng)第三節(jié) 基于多種傳感器的車載信息系統(tǒng)第十六章 傳感器及其應(yīng)用技術(shù)實驗第一節(jié) 溫度傳感器實驗第二節(jié) 電渦流傳感器實驗第三節(jié) 半導(dǎo)體傳感器實驗第四節(jié) 光電傳感器實驗參考文獻

章節(jié)摘錄

第一章  傳感器技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié) 機電一體化系統(tǒng)中物理量的測量與傳感器機電一體化系統(tǒng)中大量地涉及許多物理量的測量，根據(jù)對這些物理量測量的參數(shù)，來判斷系統(tǒng)中機電設(shè)備的運行狀態(tài)，從而對其進行調(diào)節(jié)，使之達到人們所期望的結(jié)果，以使機電設(shè)備運行在正常的工作狀態(tài)或最佳的工作狀態(tài)。機電設(shè)備中被測量的物理量種類很多，但根據(jù)物理量的特性來分，可分為兩大類：電量和非電量。電量是指物理學(xué)中的電學(xué)量，如電壓、電流、電阻、電容、電感等；非電量是指電量之外的一些物理量，如速度、加速度、轉(zhuǎn)速、溫度、濕度、壓力、流量、位移、質(zhì)量、位置、色彩等等。科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使當(dāng)今世界進入了信息化的時代。信息技術(shù)融人機電設(shè)備當(dāng)中，造就了機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合的綜合性高新技術(shù)。要把機電一體化系統(tǒng)設(shè)備中的物理量準(zhǔn)確可靠的測量出來，以電信號的方式輸入給計算機或其他電子設(shè)備，必須依賴電測量的方法。相對而言，電量的測量比較容易，使用電工儀表和電子儀器就可以對一般的電量直接進行測量。對于非電量就不能直接使用電工儀表和電子儀器進行測量，而原有的對非電量的測量方法已經(jīng)不能適應(yīng)機電一體化系統(tǒng)的要求。這就要求對原有的非電量測量方法加以改進和提高，采用新技術(shù)新方法。采用傳感技術(shù)的非電量電測方法，就是人們在實踐中經(jīng)過不斷摸索和提高，從而發(fā)展起來的測量方法。采用傳感技術(shù)對非電量進行電測的方法，就是把被測非電量轉(zhuǎn)換成與之有一定關(guān)系的電量，再進行測量的方法。實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換技術(shù)的器件就是傳感器。采用傳感器對非電量進行電測具有以下的特點。（1）可進行微量檢測，精度高、速度快。（2）可實現(xiàn)遠距離遙測及遙控。（3）可實現(xiàn)無損檢測。（4）能連續(xù)進行測量、記錄和顯示。（5）可采用計算機技術(shù)對測量數(shù)據(jù)進行運算、存儲和處理，并根據(jù)處理結(jié)果對被測量對象進行工作狀態(tài)的控制。（6）測量安傘可靠。

編輯推薦

《傳感器及其應(yīng)用技術(shù)》是為了適應(yīng)機電一體化系統(tǒng)對傳感器技術(shù)的需要而編寫的。在形形色色的傳感器中，選擇了機電一體化系統(tǒng)常用的一些傳感器作為重點進行介紹。在第一章介紹傳感器基本概念的基礎(chǔ)上，第二章至第七章介紹了按工作原理分類的傳感器，第八章至第十一章介紹了按用途分類的傳感器，第十二章介紹了代表傳感器發(fā)展趨勢的智能傳感器。傳感器輸出信號的調(diào)理是傳感器應(yīng)用不可缺少的重要環(huán)節(jié)，第十三章在介紹了傳感器輸出信號特點的基礎(chǔ)上，介紹了對其進行調(diào)理所需要的各種技術(shù)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及其在機電系統(tǒng)中的重要作用，討論傳感器的應(yīng)用技術(shù)必然要涉及計算機技術(shù)和傳感器技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)——計算機檢測和控制技術(shù)，第十四章比較系統(tǒng)地介紹了傳感器的計算機接口技術(shù)基礎(chǔ)，其中包括單片機、工業(yè)PC機與傳感器信號的檢測接口和控制信號的輸出接口等有關(guān)技術(shù)。為了使讀者對機電一體化系統(tǒng)中基于傳感器的計算機檢測技術(shù)的認(rèn)識更加形象化和具體化，第十五章從不同的角度介紹了基于傳感器的計算機檢測系統(tǒng)的應(yīng)用實例，第十六章介紹了相關(guān)實驗，以便為實驗提供指導(dǎo)和參考。

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