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 44
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 46
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 87
一、电感式传感器实现位移的检测 87
二、电感式滚柱直径分选装置的实现 88
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 91
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 92
情境介绍 92
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、电涡流传感器进行汽轮机轴向位移监测的实现 97
知识拓展 98
一、电涡流传感器实现厚度测量 98
二、电涡流传感器实现转速测量 99
三、电涡流表面探伤 99
知识总结 100
学习评价 101
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 102
知识点拨 102
一、光栅的结构和类型 102
二、光栅的工作原理 103
三、辨向和细分技术 105
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 108
知识拓展 109
一、光栅数显表 109
二、轴环式光栅数显表 109
知识总结 110
学习评价 111
思考题 111
学习情竟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 127
一、电容式加速度传感器 127
二、电容式测厚仪 127
三、电容式力和压力传感器 128
知识总结 128
学习评价 129
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 133
一、超声波传感器实现物位的检测 133
二、煤仓煤位监控系统的实现 134
知识拓展 137
一、超声防盗报警器 137
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 141
思考题 141
学习情境6：速度的检测 142
学习子情境6.1：磁力测速仪的实现 142
情境介绍 142
学习要点 142
知识点拨 142
一、霍耳传感器的工作原理 142
二、霍耳元件及特性 144
三、霍耳集成电路 144
知识运用 145
一、霍耳传感器实现转速的检测 145
二、霍耳磁力测速仪的设计 146
知识拓展 148
一、霍耳位移传感器 149
二、霍耳振动传感器 149
三、霍耳液位传感器 150
四、霍耳接近传感器和接近开关 151
五、霍耳翼片开关 151
六、霍耳加速度传感器 152
知识总结 153
学习评价 153
思考题 154
学习子情境6.2：光电测速仪的实现 154
情境介绍 154
学习要点 154
知识点拨 154
一、光电传感器的工作原理 154
二、光电元件及特性 155
知识运用 161
一、光电传感器实现转速的检测 161
二、光电测速仪的设计 161
知识拓展 164
一、基于光敏传感器的便携式照度计 164
二、路灯自动点灭器 165
三、CCD图像传感器的应用 165
四、红外传感器的应用 166
知识总结 167
学习评价 167
思考题 167
附录 168
附录A 传感器分类表 168
附录B 常用传感器性能比较表 169
附录C 热电阻分度表 170
附录D 热电偶分度表 171
附录E 检测仪表及故障诊断 175
一、检测仪表的组成 175
二、检测仪表的分类 175
三、变送器 176
四、检测仪表的故障判断 177
附录F 抗干扰技术 178
一、干扰的类型 179
二、电磁干扰的来源 180
三、抑制干扰的方法 180
四、常用的抗干扰技术 180
参考文献 184