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绪论1

一、传感器与检测技术概述1

二、传感器与检测技术的作用和地位1

三、检测系统简介2

四、传感器与检测技术的发展趋势3

五、本课程的内容、任务和学习方法5

思考与练习题5

项目一 传感器与检测技术的认知6

任务一 传感器的认知6

一、传感器的定义6

二、传感器的组成6

三、传感器的分类7

任务二 测量误差的认知及处理8

一、测量的概念及方法8

二、测量误差的认知10

三、测量误差的分类12

四、测量误差的处理13

任务三 传感器与检测系统的特性认知18

一、静态特性18

二、动态特性19

任务四 传感器的选用20

一、传感器的常用性能指标20

二、传感器的选择要求20

三、传感器的选用原则21

思考与练习题22

项目二 温度检测23

任务一 轧钢炉的温度检测25

任务提出25

相关知识25

一、热电偶的外形结构、种类和特性25

二、热电偶的测温原理28

三、热电偶的基本定律29

任务实施31

其他案例33

训练一下34

任务二 管道温度检测35

任务提出35

相关知识35

一、热电阻的外形、结构及性能35

二、热电阻的测温原理36

任务实施37

其他案例39

训练一下39

任务三 电冰箱温度检测40

任务提出40

相关知识40

一、热敏电阻的外形结构及符号40

二、热敏电阻的测温原理41

三、热敏电阻的分类41

任务实施42

其他案例42

训练一下44

任务四 空调器的温度检测45

任务提出45

相关知识45

一、AD590系列集成温度传感器45

二、AN6701 S集成温度传感器46

任务实施47

其他案例48

训练一下48

任务五 非接触式体温检测49

任务提出49

相关知识49

一、红外辐射49

二、红外探测器50

三、红外测温的特点52

任务实施52

其他案例54

训练一下55

思考与练习题57

项目三 力检测58

任务一 电子台秤的重量检测59

任务提出59

相关知识59

一、测力传感器中的弹性敏感元件59

二、电阻应变式传感器62

三、扩散型压阻式压力传感器67

任务实施68

其他案例70

训练一下70

实验一 金属应变片与单臂、半桥和全桥电路检测重量70

任务二 桥墩水下部位缺陷的检测75

任务提出75

相关知识75

一、压电传感器、压电材料的外形和技术指标75

二、压电传感器的工作原理76

三、压电传感器的等效电路与测量电路78

四、压电传感器使用的注意事项80

任务实施80

其他案例81

训练一下83

思考与练习题83

项目四 位移检测85

任务一 轴承滚柱的直径检测85

任务提出85

相关知识86

一、电感式测微传感器的外形与结构86

二、自感式电感式传感器86

三、互感式电感式传感器91

任务实施94

其他案例95

训练一下95

实验二 差分变压器检测位移96

任务二 振动和偏心检测97

任务提出97

相关知识98

一、电涡流传感器外形结构和性能指标98

二、电涡流传感器的工作原理99

三、高频反射式电涡流传感器99

四、低频透射式电涡流传感器100

五、电涡流传感器的测量电路100

任务实施101

其他案例102

训练一下105

实验三 电涡流传感器检测位移105

任务三 数控机床的位移检测（光栅传感器）107

任务提出107

相关知识107

一、光栅传感器的外形与结构107

二、光栅的类型与结构108

三、光栅传感器的组成108

四、莫尔条纹109

五、光栅传感器测量位移的原理110

六、光栅传感器的测量电路111

任务实施114

训练一下116

任务四 数控机床的位移检测（磁栅传感器）116

任务提出116

相关知识116

一、磁栅传感器的外形116

二、磁尺116

三、磁头的结构和原理117

四、磁栅传感器的组成和测量原理118

任务实施118

训练一下119

思考与练习题119

项目五 速度检测121

任务一 汽车行车速度检测121

任务提出121

相关知识122

一、霍尔传感器的外形结构和性能122

二、霍尔传感器的工作原理124

三、霍尔传感器的测量电路及补偿125

四、霍尔集成传感器126

任务实施127

其他案例129

训练一下131

实验四 直流激励时霍尔传感器检测位移132

任务二 磁电传感器用于转速检测133

任务提出133

相关知识133

一、磁电式传感器的工作原理133

二、变磁通式磁电传感器134

三、恒磁通式磁电传感器134

任务实施134

其他案例136

训练一下137

任务三 光电传感器用于转速检测138

任务提出138

相关知识138

一、光电传感器的工作原理138

二、光电器件139

三、光电传感器的组成及原理143

任务实施143

其他案例144

训练一下149

任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测149

任务提出149

相关知识150

一、光电编码器和码盘的外形图150

二、增量式编码器150

三、绝对式编码器151

任务实施152

其他案例155

训练一下156

思考与练习题156

项目六 液位检测159

任务一 汽车油箱的液位检测160

任务提出160

相关知识160

一、电容式液位传感器的外形160

二、各种电容式传感器的结构160

三、电容式传感器的工作原理160

四、电容式传感器的测量电路164

任务实施167

其他案例169

训练一下172

实验五 电容式传感器检测位移172

任务二 高压密闭容器的液位检测173

任务提出173

相关知识174

一、超声波传感器的外形、结构和特性174

二、超声波的特性175

三、超声波传感器的工作原理176

四、超声波探测用耦合剂176

任务实施176

其他案例178

训练一下180

思考与练习题181

项目七 环境量检测183

任务一 厨房可燃气体泄漏检测183

任务提出183

相关知识184

一、半导体气敏传感器184

二、接触燃烧式气敏传感器186

三、固体电解质气体传感器186

四、电化学气体传感器187

任务实施187

其他案例188

训练一下190

任务二 粮仓湿度检测190

任务提出190

相关知识191

一、湿度的概念191

二、湿敏器件的外形191

三、湿敏传感器的结构与工作原理192

四、湿敏传感器的使用注意事项193

任务实施194

其他案例196

训练一下198

任务三 噪声检测199

任务提出199

相关知识199

一、声波200

二、声敏传感器的分类200

三、常用传声器的介绍200

任务实施201

其他案例201

训练一下202

思考与练习题203

项目八 传感检测新技术205

任务一 智能传感器及应用205

一、智能传感器的概念205

二、智能传感器的功能与特点206

三、智能传感器的组成207

四、智能传感器的实现207

五、智能传感器的应用208

任务二 生物传感器及应用210

一、生物传感器概述210

二、生物传感器的基本原理211

三、酶传感器及应用212

四、微生物传感器及应用213

五、免疫传感器及应用214

任务三 微型传感器及应用214

一、微机电系统215

二、微型传感器216

三、常用微型传感器及应用217

思考与练习题218

项目九 传感器的综合应用219

任务一 传感器在自动生产线中的应用219

一、光电开关及应用219

二、磁性开关及应用221

三、霍尔接近开关及应用223

四、电涡流式接近开关及应用224

五、光纤传感器及应用225

六、电容式接近开关及应用226

任务二 传感器在模糊控制洗衣机中的应用227

一、模糊控制系统的介绍227

二、模糊控制洗衣机227

三、模糊控制洗衣机中的传感检测系统228

任务三 传感器在现代汽车中的应用230

一、汽车工作过程概述231

二、发动机控制用传感器231

三、底盘控制用传感器233

四、车身控制用传感器234

五、胎压监测传感器234

六、车用传感器发展趋势234

思考与练习题235

项目十 自动检测系统与无线传感器网络236

任务一 自动检测系统236

一、自动检测系统的基本结构236

二、自动检测系统的简介238

三、自动检测系统各部分介绍239

任务二 抗干扰技术247

一、干扰与噪声247

二、干扰的分类248

三、干扰信号的耦合方式249

四、两种测量干扰249

五、干扰的抑制方法250

任务三 无线传感器网络252

一、无线传感器网络的概念253

二、无线传感器网络的主要特征253

三、无线传感器网络的组成254

四、无线传感器网络的应用256

思考与练习题257

附录1热电偶分度表258

附录2热电阻分度表265

附录3测量的基准、标准和单位制简介266

附录4几种常用传感器的性能比较268

参考文献270