传感器检测与应用PDF电子书下载

学习情境1：认识传感器 1

情境介绍 1

学习要点 1

知识点拨 1

一、初识传感器 1

二、传感器的定义、组成及分类 2

三、传感器的应用及发展趋势 4

四、传感器的基本特性 5

知识运用 8

一、传感器的合理选择 8

二、传感器的正确使用 10

知识拓展 10

一、测量及测量方法 10

二、测量误差的概念及术语 11

三、测量误差的类型 12

四、测量误差的表示方法 13

五、自动检测系统 14

知识总结 15

学习评价 15

思考题 16

学习情境2：力的检测 17

学习子情境2.1：数显电子秤的实现 17

情境介绍 17

学习要点 17

知识点拨 17

一、电阻应变式传感器的工作原理 18

二、应变片的结构与类型 19

三、测量转换电路 20

知识运用 23

一、应变片的选择和使用 23

二、电阻应变式传感器实现力的检测 26

三、简易数显电子秤的制作 28

知识拓展 29

一、电阻应变式传感器的其他应用 29

二、压阻式传感器 32

知识总结 33

学习评价 33

思考题 34

学习子情境2.2：振动感知电子狗的实现 35

情境介绍 35

学习要点 35

知识点拨 35

一、压电式传感器的工作原理 36

二、压电材料及特性 36

三、压电式传感器的测量转换电路 39

知识运用 41

一、压电传感器的选择 41

二、压电式传感器实现振动的检测 42

三、声振动感知电子狗的制作 43

知识拓展 45

一、压电式单向测力传感器 45

二、压电式压力传感器 45

三、高分子材料压电传感器 45

知识总结 46

学习评价 46

思考题 47

学习情境3：温度的检测 48

学习子情境3.1：燃气热水器的火焰监测 48

情境介绍 48

学习要点 48

知识点拨 48

一、热电偶的工作原理 49

二、热电偶的种类和结构 52

知识运用 54

一、热电偶的使用 54

二、燃气热水器火焰监测的实现 58

知识拓展 58

一、金属表面温度的测量 58

二、热电偶炉温控制系统 60

知识总结 61

学习评价 61

思考题 62

学习子情境3.2：机床电动机的过热保护 62

情境介绍 62

学习要点 62

知识点拨 62

一、热电阻 63

二、热敏电阻 66

知识运用 69

一、热电阻传感器实现温度的检测 69

二、机床电动机过热保护的实现 70

知识拓展 71

一、气敏电阻传感器 71

二、湿敏电阻传感器 74

知识总结 77

学习评价 78

思考题 78

学习情境4：位移的检测 79

学习子情境4.1：滚珠直径的自动分选 79

情境介绍 79

学习要点 79

知识点拨 79

一、自感式传感器 80

二、差动变压器式传感器 84

知识运用 86

一、电感式传感器实现位移的检测 86

二、电感式滚柱直径分选装置的实现 87

知识拓展 88

一、差动变压器实现振动和加速度的测量 88

二、差动变压器实现力和压力的测量 89

知识总结 90

学习评价 91

思考题 91

学习子情境4.2：汽轮机轴向位移的监测 91

情境介绍 91

学习要点 92

知识点拨 92

一、电涡流式传感器的工作原理 92

二、电涡流式传感器的结构和性能 93

三、测量转换电路 95

知识运用 96

一、电涡流式传感器的使用 96

二、电涡流式传感器进行汽轮机轴向位移监测的实现 97

知识拓展 97

一、电涡流传感器实现厚度测量 97

二、电涡流传感器实现转速测量 98

三、电涡流表面探伤 99

知识总结 100

学习评价 100

思考题 101

学习子情境4.3：数控机床位移的控制 101

情境介绍 101

学习要点 101

知识点拨 101

一、光栅的结构和类型 101

二、光栅的工作原理 103

三、辨向和细分技术 104

知识运用 107

一、光栅传感器的使用 107

二、光栅传感器在数控机床位移控制中的应用 107

知识拓展 108

一、光栅数显表 108

二、轴环式光栅数显表 109

知识总结 110

学习评价 110

思考题 111

学习情境5：位置的检测 112

学习子情境5.1：饮料包装中液位的自动检测 112

情境介绍 112

学习要点 112

知识点拨 112

一、电容式传感器的工作原理 113

二、电容式传感器的类型和特性 113

三、测量转换电路 117

知识运用 119

一、电容式传感器的设计要点 119

二、电容式传感器实现液位的检测 122

三、饮料包装中液位检测电路的设计 124

知识拓展 126

一、电容式加速度传感器 126

二、电容式测厚仪 127

三、电容式力和压力传感器 127

知识总结 128

学习评价 128

思考题 129

学习子情境5.2：煤仓煤位的自动监控 130

情境介绍 130

学习要点 130

知识点拨 130

一、超声波的基本特性 130

二、超声波传感器的外形与特性 131

三、超声波探测用耦合剂 132

知识运用 132

一、超声波传感器实现物位的检测 132

二、煤仓煤位监控系统的实现 133

知识拓展 136

一、超声防盗报警器 136

二、超声波测厚 137

三、无损探伤 138

四、流量的检测 139

知识总结 140

学习评价 140

思考题 141

学习子情境5.3：原油罐存储量的监测 141

情境介绍 141

学习要点 142

知识点拨 142

一、光纤的基础知识 142

二、光纤传感器的组成和分类 145

三、光纤传感器的工作原理 146

知识运用 148

一、光纤传感器实现液位检测 148

二、原油罐存储量的监测 150

知识拓展 152

一、光纤位移传感器 152

二、光纤温度传感器 153

三、光纤加速度传感器 154

四、光纤应变传感器 154

五、光纤图像传感器 155

知识总结 155

学习评价 156

思考题 156

学习情境6：速度的检测 158

学习子情境6.1：磁力测速仪的实现 158

情境介绍 158

学习要点 158

知识点拨 158

一、霍耳传感器的工作原理 158

二、霍耳元件及特性 160

三、霍耳集成电路 160

知识运用 161

一、霍耳传感器实现转速的检测 161

二、霍耳磁力测速仪的设计 162

知识拓展 164

一、霍耳位移传感器 165

二、霍耳振动传感器 165

三、霍耳液位传感器 166

四、霍耳接近传感器和接近开关 167

五、霍耳翼片开关 167

六、霍耳加速度传感器 168

知识总结 169

学习评价 169

思考题 170

学习子情境6.2：光电测速仪的实现 170

情境介绍 170

学习要点 170

知识点拨 170

一、光电传感器的工作原理 170

二、光电元件及特性 171

知识运用 177

一、光电传感器实现转速的检测 177

二、光电测速仪的设计 177

知识拓展 180

一、基于光敏传感器的便携式照度计 180

二、路灯自动点灭器 181

三、CCD图像传感器的应用 181

四、红外传感器的应用 182

知识总结 182

学习评价 182

思考题 183

学习情境7：图像的检测 184

学习子情境7.1：电路板的红外热成像检测 184

情境介绍 184

学习要点 184

知识点拨 184

一、红外辐射 184

二、红外探测器 185

知识运用 188

一、红外探测器使用中应注意的问题 188

二、红外传感器实现图像的检测 188

三、红外热成像检测电路板过孔质量 191

知识拓展 194

一、红外热释电传感器 194

二、红外测温 195

三、红外气体分析 196

四、红外遥感 197

五、红外无损探伤 197

知识总结 198

学习评价 198

思考题 199

学习子情境7.2：数码照相机的视觉成像 199

情境介绍 199

学习要点 199

知识点拨 199

一、CCD的基本工作原理 200

二、CCD的电荷转移 201

三、CCD的基本特性参数 202

知识运用 202

一、CCD实现图像的检测 202

二、数码照相机的视觉检测 204

知识拓展 207

一、CCD传感器实现尺寸检测 207

二、CCD传感器实现图形检查与识别 208

三、CCD传感器在扫描仪中的应用 209

四、CMOS图像传感器简介 209

知识总结 210

学习评价 210

思考题 211

附录 212

附录A 传感器分类 212

附录B 常用传感器性能比较 213

附录C 热电阻分度表 214

附录D 热电偶分度表 215

附录E 检测仪表及故障诊断 219

一、检测仪表的组成 219

二、检测仪表的分类 219

三、变送器 220

四、检测仪表的故障判断及处理 221

附录F 抗干扰技术 222

一、干扰的类型 223

二、电磁干扰的来源 223

三、抑制干扰的方法 224

四、常用的抗干扰技术 224

参考文献 228