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