第1章 传感器应用基础 1
基础篇 2
1.1 测量基础知识 2
1.1.1 测量的基本概念 2
1.1.2 误差的认知 3
1.1.3 量程与精度的选择 5
1.2 传感器的基础知识 6
1.2.1 传感器的认知 7
1.2.2 传感器的分类及一般要求 8
1.2.3 传感器的发展趋势 9
1.3 传感器的特性 10
1.3.1 静态特性 11
1.3.2 动态特性 12
1.3.3 传感器的技术指标 13
1.4 传感器的标定 13
1.4.1 传感器的静态标定 14
1.4.2 传感器的动态标定 15
应用篇 15
1.5 压力开关的校验 15
1.5.1 压力开关 15
1.5.2 压力开关的校验概述 18
小结 22
请你做一做 22
第2章 温度的检测 25
基础篇 26
2.1 温度测量概述 26
2.1.1 温度定义 26
2.1.2 温标 26
2.2 热电阻 28
2.2.1 热电阻测温原理 28
2.2.2 常用热电阻 28
2.2.3 热电阻的测量电路 32
2.3 热敏电阻 33
2.3.1 热敏电阻测温原理及特性 33
2.3.2 热敏电阻的应用 35
2.4 热电偶 37
2.4.1 热电偶测温的工作原理 37
2.4.2 热电偶的种类和基本要求 42
2.4.3 热电偶冷端温度的补偿 45
2.4.4 热电偶的校验和安装 48
应用篇 52
2.5 基础实训套件介绍 52
2.5.1 虚拟仪器 52
2.5.2 NI ELVIS虚拟仪器实训套件介绍 53
2.6 基础实验：温度测量 58
2.6.1 实验目的 58
2.6.2 元器件准备 58
2.6.3 实验内容和步骤 59
2.7 技能拓展：空调室内环境温度传感器的选型 61
2.7.1 空调室内温度传感器 61
2.7.2 空调室内环境温度传感器选型 62
2.7.3 空调温度传感器的检修技巧 64
小结 65
请你做一做 65
第3章 光的检测 68
基础篇 69
3.1 光电效应与光电器件 69
3.1.1 光电效应 69
3.1.2 常用光电器件 71
3.2 光电开关传感器工作原理及应用 81
3.2.1 基本知识 81
3.2.2 选型及安装 84
3.2.3 光电开关的应用 87
3.3 光栅传感器工作原理及应用 89
3.3.1 光栅基本知识 89
3.3.2 光栅工作原理 91
3.3.3 光栅的选型和安装调试 92
3.3.4 光栅传感器的应用 94
3.4 光电编码器工作原理及应用 95
3.4.1 基础知识 96
3.4.2 安装调试 100
3.4.3 光电编码器的应用 102
应用篇 104
3.5 基础实验：硅光电池特性实验 104
3.5.1 实验目的 104
3.5.2 元器件准备 104
3.5.3 实验原理 104
3.5.4 实验内容和步骤 105
3.5.5 思考题 107
3.6 技能拓展：生产线系统中光电传感器的调试 107
3.6.1 实验目的 107
3.6.2 元器件准备 107
3.6.3 实训设备简介 107
3.6.4 实验内容和步骤 111
小结 113
请你做一做 113
第4章 压力的检测 116
基础篇 117
4.1 压电式传感器工作原理及应用 117
4.1.1 压力的概念 117
4.1.2 压电式传感器的工作原理 117
4.1.3 压电式传感器的应用 120
4.2 压阻式传感器工作原理及应用 123
4.2.1 压阻式传感器的工作原理 123
4.2.2 压阻式传感器的应用 127
4.3 其他压力传感器 129
4.3.1 压力变送器 129
4.3.2 多维力传感器 131
4.3.3 成像触觉传感器 132
4.3.4 TIR触觉传感器 133
应用篇 133
4.4 基础实验：加速度传感器测试 133
4.4.1 实验目的 133
4.4.2 准备工作 134
4.4.3 实验原理 134
4.4.4 实验内容和步骤 135
4.5 技能拓展：玻璃破碎报警系统中压力传感器的选型 137
4.5.1 玻璃破碎报警系统 137
4.5.2 压电式玻璃破碎报警器 137
4.5.3 压力传感器的选型 137
小结 139
请你做一做 139
第5章 物位的检测 142
基础篇 143
5.1 电容式传感器工作原理及应用 143
5.1.1 电容式传感器的结构 143
5.1.2 电容式传感器的工作原理 144
5.1.3 电容式传感器的典型应用 147
5.2 电感式传感器工作原理及应用 150
5.2.1 电感式传感器的工作原理 150
5.2.2 电感式传感器的应用 152
5.3 红外传感器工作原理及应用 153
5.3.1 红外检测基础 153
5.3.2 红外传感器工作原理 154
5.3.3 红外传感器的应用 156
5.4 超声波传感器 158
5.4.1 超声波传感器工作原理 158
5.4.2 超声波传感器的种类及安装调试 160
5.4.3 超声波传感器的应用 163
应用篇 168
5.5 基础实验：热释电红外传感器的应用实验 168
5.5.1 实验目的 168
5.5.2 元器件准备 168
5.5.3 实验原理 168
5.5.4 实验内容和步骤 169
5.5.5 思考题 169
5.6 基础实验：驻极体麦克风实验 170
5.6.1 实验目的 170
5.6.2 元器件准备 170
5.6.3 实验原理 170
5.6.4 实验内容和步骤 171
5.6.5 思考题 171
5.7 技能拓展：接近传感器的选型 172
5.7.1 实验目的 172
5.7.2 实验器材 172
5.7.3 接近传感器的简单介绍 172
5.7.4 接近传感器的选型和检测 173
5.7.5 接近传感器技术指标检测 174
5.7.6 实验准备 174
5.7.7 实验内容和步骤 176
小结 178
请你做一做 178
第6章 流量、运动学量的检测 180
基础篇 181
6.1 电涡流传感器工作原理及应用 181
6.1.1 基础知识 181
6.1.2 电涡流传感器的应用 183
6.2 霍耳式传感器工作原理及应用 185
6.2.1 基础知识 185
6.2.2 霍耳式传感器的应用 188
6.3 磁电感应式传感器工作原理及应用 191
6.3.1 基础知识 191
6.3.2 磁电感应式传感器的应用 192
6.4 电磁流量计工作原理及应用 195
6.4.1 基础知识 195
6.4.2 电磁流量计的应用 197
6.5 光纤传感器工作原理及应用 200
6.5.1 基础知识 200
6.5.2 光纤传感器的应用 204
应用篇 205
6.6 基础实验：霍耳传感器测转速 205
6.6.1 实验目的 205
6.6.2 准备工作 205
6.6.3 实验原理 205
6.6.4 实验内容和步骤 207
6.6.5 学生任务 208
6.7 技能拓展：光纤传感器的选型 209
6.7.1 实验目的 209
6.7.2 实验器材 209
6.7.3 光纤传感器的选型 209
6.7.4 实验内容和步骤 210
小结 213
请你做一做 213
第7章 其他物理量的检测 216
基础篇 217
7.1 气体传感器工作原理及应用 217
7.1.1 基本知识 217
7.1.2 选型及安装 220
7.1.3 气体传感器的应用 225
7.2 湿度传感器工作原理及应用 228
7.2.1 基本知识 228
7.2.2 选型及安装 233
7.2.3 湿度传感器的应用 235
7.3 视觉传感器工作原理及应用 238
7.3.1 基础知识 238
7.3.2 选型及安装 242
7.3.3 视觉传感器的应用 243
应用篇 245
7.4 技能拓展：智能农业管理系统中温湿度传感器的调试 245
7.4.1 实验目的 245
7.4.2 元器件准备 245
7.4.3 实训设备简介 246
7.4.4 实验内容和步骤 248
小结 250
请你做一做 250
第8章 抗干扰技术 252
基础篇 253
8.1 干扰的基本概念 253
8.1.1 干扰的定义 253
8.1.2 干扰存在的形式 254
8.1.3 干扰的分类 255
8.1.4 干扰的三要素 256
8.1.5 抗干扰设计的基本原则 256
8.2 接地技术 259
8.2.1 基础知识 259
8.2.2 接地的分类 261
8.2.3 接地制式 264
8.2.4 接地方式 265
8.3 屏蔽技术 266
8.3.1 屏蔽技术的定义 267
8.3.2 屏蔽技术的分类 267
8.4 滤波技术 269
8.4.1 基础知识 269
8.4.2 滤波器 271
8.4.3 软件滤波技术 275
8.5 可靠性测试 277
8.5.1 基础知识 277
8.5.2 软件可靠性测试 278
8.5.3 硬件可靠性测试 280
8.5.4 电磁兼容性测试 284
应用篇 288
8.6 基础实验：滤波算法 288
8.6.1 实验目的 288
8.6.2 元器件准备 288
8.6.3 实训设备简介 288
8.6.4 实验内容和步骤 290
8.6.5 附录 291
小结 295
请你做一做 296
参考文献 298