传感器检测与应用（王斌）（第3版）

本书的编写以工作过程为指导，以典型项目为依托，以传感器被测量的不同划分学习项目，每个学习项目是以具体的工作任务为主线，通过任务分析、知识准备、任务实施和任务拓展等环节，全面介绍了常用传感器的基本原理、参数、检测方法、典型电路以及安装调试等。 本书内容丰富、结构紧凑、图文并茂、通俗易懂，符合认知规律。任务的选择均来自生产实践，具有较强的准确性、实用性和科学性。每个项目结束均提供测试习题，便于及时检查、总结和教学使用。 本书可作为高职高专院校电子信息、物联网、电气自动化、机电技术、智能楼宇、仪器仪表等专业的教材，也可作为成人教育和职业培训的同类教材，还可供生产、运行人员和相关工程技术人员参考学习。

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项目一 传感器基础 001 任务一 认识传感器 002 任务描述 002 任务目标 002 任务分析 002 知识准备 003 一、初识传感器 003 二、传感器的定义、组成及分类 003 三、传感器的应用 005 四、传感器的基本特性 006 任务实施 009 一、传感器的合理选择 009 二、传感器的识别与性能比较 011 任务拓展 012 一、传感器的使用方法 012 二、传感器的发展趋势 012 任务小结 013 任务评价 014 任务二 测量及测量误差的描述 015 任务描述 015 任务目标 015 任务分析 015 知识准备 016 一、测量及测量方法 016 二、测量误差的概念及术语 017 三、测量误差的类型 017 任务实施 018 一、测量误差的表示 018 二、干电池电压测量的误差判断 020 任务拓展 020 一、自动检测系统 020 二、现代测试技术的发展趋势 021 任务小结 021 任务评价 021 项目测试 022 任务描述 025 项目二 力的检测 任务一 数显电子秤的实现 025 任务目标 025 任务分析 026 知识准备 026 一、电阻应变式传感器工作原理 026 二、应变片的结构与类型 027 三、测量转换电路 029 任务实施 031 一、应变片的选择和使用 031 二、电阻应变式传感器实现力的检测 033 三、简易数显电子秤的制作 036 任务拓展 037 一、电阻应变式压力传感器 037 二、电阻应变式加速度传感器 038 三、电阻应变式扭矩传感器 039 四、电阻应变式位移传感器 039 五、压阻式传感器 040 任务小结 041 任务评价 041 任务二 振动感知电子狗的实现 042 任务描述 042 任务目标 042 任务分析 042 知识准备 043 一、压电式传感器的工作原理 043 二、压电材料及特性 044 三、压电式传感器的测量转换电路 046 任务实施 048 一、压电传感器的选择 048 二、压电式传感器实现振动的检测 050 三、声振动感知电子狗的制作 051 任务拓展 052 一、压电式单向测力传感器 052 二、压电式压力传感器 053 三、高分子材料压电传感器 053 任务小结 054 任务评价 054 项目测试 054 任务描述 058 项目三 温度的检测 057 任务一 燃气热水器的火焰检测 058 任务目标 058 任务分析 058 知识准备 059 一、热电偶的工作原理 059 二、热电偶的种类和结构 062 任务实施 064 一、热电偶的使用 064 二、燃气热水器火焰监测的实现 068 任务拓展 069 一、金属表面温度的测量 069 二、热电偶炉温控制系统 070 任务小结 071 任务评价 071 任务二 机床电机的过热保护 任务描述 073 任务目标 073 任务分析 073 知识准备 074 一、热电阻 074 二、热敏电阻 077 任务实施 080 一、热电阻传感器实现温度的检测 080 二、机床电机过热保护的实现 081 任务拓展 082 一、气敏电阻传感器 082 二、湿敏电阻传感器 085 知识小结 088 任务评价 089 项目测试 089 任务描述 092 项目四 位移的检测 091 任务一 滚柱直径的自动分选 092 任务目标 092 任务分析 092 知识准备 093 一、自感式传感器 093 二、差动变压器式传感器 098 任务实施 100 一、电感式传感器实现位移的检测 100 二、滚柱直径分选的实现 101 任务拓展 102 一、差动变压器实现振动和加速度的测量 102 二、差动变压器实现力和压力的测量 103 任务小结 104 任务评价 104 任务二 汽轮机轴向位移的监测 106 任务描述 106 任务目标 106 任务分析 106 知识准备 107 一、电涡流式传感器的工作原理 107 二、电涡流式传感器的结构和性能 108 三、测量转换电路 109 任务实施 110 一、电涡流式传感器的使用注意事项 110 二、汽轮机轴向位移监测的实现 111 任务拓展 112 一、电涡流传感器实现厚度测量 112 二、电涡流传感器实现转速测量 113 三、电涡流表面探伤 113 任务小结 114 任务评价 115 项目测试 115 任务描述 118 项目五 位置的检测 117 任务一 饮料包装中液位的自动检测 118 任务目标 118 任务分析 118 知识准备 119 一、电容式传感器的工作原理 119 二、电容式传感器的类型和特性 120 三、测量转换电路 123 任务实施 125 一、电容式传感器实现液位的检测 125 二、饮料包装中液位检测电路的设计 128 任务拓展 130 一、电容式加速度传感器 130 二、电容式测厚仪 130 三、电容式力和压力传感器 131 任务小结 131 任务评价 132 任务二 煤仓煤位的自动监控 133 任务描述 133 任务目标 133 任务分析 134 知识准备 134 一、超声波的基本特性 134 二、超声波换能器 135 三、超声波探测用耦合剂 137 任务实施 137 一、超声波传感器实现位置的检测 137 二、煤仓煤位监控系统的实现 138 任务拓展 142 一、超声防盗报警器 142 二、超声波测厚 142 三、无损探伤 143 四、流量的检测 145 任务小结 146 任务评价 146 项目测试 146 任务描述 150 项目六 速度的检测 149 任务一 自行车测速器的实现 150 任务目标 150 任务分析 150 知识准备 151 一、霍尔传感器的工作原理 151 二、霍尔元件及特性 152 三、霍尔集成电路 152 任务实施 154 一、霍尔传感器的使用 154 二、霍尔传感器实现转速的检测 155 三、自行车测速器的设计 155 任务拓展 158 一﹑霍尔位移传感器 158 二﹑霍尔振动传感器 159 三﹑霍尔液位传感器 159 四﹑霍尔接近传感器 159 五﹑霍尔加速度传感器 160 任务小结 161 任务评价 161 任务二 光电转速仪的实现 162 任务描述 162 任务目标 162 任务分析 162 知识准备 163 一﹑光电传感器的工作原理 163 二、光电元件及特性 164 任务实施 168 一、光电传感器实现转速的检测 168 二、光电转速仪的设计 169 知识拓展 171 一、基于光敏传感器的便携式照度计 171 二、路灯自动点灭器 172 三、CCD图像传感器的应用 173 四、红外传感器的应用 173 任务小结 174 任务评价 174 项目测试 175 任务描述 177 项目七 图像检测 176 任务一 电路板的红外热成像检测 177 任务目标 177 任务分析 178 知识准备 178 一、红外辐射 178 二、红外探测器 179 任务实施 181 一、红外探测器使用中应注意的问题 181 二、红外传感器实现图像的检测 181 三、红外热成像检测电路板过孔质量 184 任务拓展 186 一、红外热释电传感器 186 二、红外测温 188 三、红外气体分析 188 四、红外遥感 189 五、红外无损探伤 190 任务小结 190 任务评价 191 任务二 数码相机的视觉成像 192 任务描述 192 任务目标 192 任务分析 192 知识准备 193 一、CCD的基本工作原理 193 二、CCD的电荷转移 194 三、CCD的基本特性参数 195 任务实施 196 一、CCD实现图像的检测 196 二、数码照相机的视觉检测 198 任务拓展 200 一、CCD传感器实现尺寸检测 200 二、CCD传感器实现图形检查与识别 201 三、CCD传感器在扫描仪中的应用 202 四、CMOS图像传感器简介 202 任务小结 203 任务评价 203 项目测试 203 附录 205 附录一 传感器分类表 205 附录二 常用传感器性能比较表 206 附录三 热电阻分度表 207 附录四 热电偶分度表 208 附录五 检测仪表及故障诊断 213 一、检测仪表的组成 213 二、检测仪表的分类 213 三、变送器 214 四、仪表检测的故障判断 215 附录六 抗干扰技术 217 一、干扰的类型 217 二、电磁干扰的来源 218 三、抑制干扰的方法 218 四、常用的抗干扰技术 219 参考文献 223