绪论 1
一、检测技术与传感器的作用和地位 1
二、检测系统简介 2
三、检测技术与传感器的发展趋势 3
四、本课程的内容、任务和学习方法 4
思考与练习 5
项目一 检测技术与传感器的认知 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 传感器的特性及选用认知 17
一、传感器的特性 17
二、传感器的选用认知 19
思考与练习 21
项目二 速度检测 22
任务一 电涡流传感器用于转速检测 22
任务提出 22
相关知识 22
一、电涡流传感器外形结构和性能指标 23
二、电涡流传感器的工作原理 24
三、高频反射式电涡流传感器 24
四、低频透射式电涡流传感器 24
五、电涡流传感器的测量电路 25
任务实施 26
其他案例 27
训练一下 29
实验一 用电涡流传感器检测位移 29
任务二 汽车行车速度检测 31
任务提出 31
相关知识 32
一、霍尔传感器的外形结构和性能 32
二、霍尔传感器的工作原理 34
三、霍尔传感器的测量电路及补偿 35
四、霍尔集成传感器 36
任务实施 36
其他案例 38
训练一下 40
实验二 直流激励时用霍尔传感器检测位移 41
任务三 磁电式传感器用于转速检测 42
任务提出 42
相关知识 42
一、磁电式传感器的工作原理 42
二、变磁通式磁电传感器 43
三、恒磁通式磁电传感器 43
任务实施 43
其他案例 45
训练一下 46
任务四 光电传感器用于转速检测 47
任务提出 47
相关知识 47
一、光电传感器的工作原理 47
二、光电器件 48
三、光电传感器的组成及测量方法 52
任务实施 52
其他案例 53
训练一下 57
思考与练习 57
项目三 位移检测 60
任务一 数控机床的位移检测（光电编码器） 60
任务提出 60
相关知识 61
一、光电编码器和码盘的外形图 61
二、增量式编码器 61
三、绝对式编码器 62
任务实施 63
其他案例 65
训练一下 66
任务二 数控机床的位移检测（光栅传感器） 66
任务提出 66
相关知识 67
一、光栅传感器的外形与结构 67
二、光栅的类型与结构 68
三、莫尔条纹的形成及特性 68
四、光栅传感器的组成 69
五、光栅传感器测量位移的原理 69
六、光栅传感器的测量电路 70
任务实施 73
训练一下 74
任务三 数控机床的位移检测（磁栅传感器） 74
任务提出 74
相关知识 75
一、磁栅传感器的外形 75
二、磁尺 75
三、磁头的结构和原理 76
四、磁栅传感器的组成和测量原理 77
任务实施 77
训练一下 78
任务四 轴承滚柱的直径检测 78
任务提出 78
相关知识 78
一、电感式测微传感器的外形与结构 78
二、自感式电感传感器 79
三、互感式电感传感器 83
任务实施 86
其他案例 87
训练一下 88
实验三 差动变压器检测位移 88
思考与练习 89
项目四 力检测 91
任务一 电子台秤的重量检测 91
任务提出 91
相关知识 91
一、测力传感器中的弹性敏感元件 91
二、电阻应变式传感器 93
三、压阻式压力传感器 97
任务实施 98
其他案例 100
训练一下 100
实验四 金属应变片与单臂、半桥和全桥电路检测重量 101
任务二 桥墩水下部位缺陷的检测 105
任务提出 105
相关知识 105
一、压电传感器、压电材料的外形和技术指标 105
二、压电传感器的工作原理 106
三、压电传感器的等效电路与测量电路 109
四、压电传感器的使用注意事项 110
任务实施 110
其他案例 111
训练一下 113
思考与练习 113
项目五 温度检测 115
任务一 轧钢炉的温度检测 116
任务提出 116
相关知识 116
一、热电偶的外形结构、种类和特性 117
二、热电偶工作原理 119
三、热电偶的基本定律 120
任务实施 122
其他案例 124
训练一下 125
任务二 管道温度的检测 125
任务提出 125
相关知识 126
一、热电阻的外形、结构及性能 126
二、热电阻的工作原理 127
任务实施 127
其他案例 128
训练一下 129
任务三 电冰箱温度检测 129
任务提出 129
相关知识 130
一、热敏电阻的外形结构及符号 130
二、热敏电阻的工作原理 130
三、热敏电阻的分类 131
任务实施 131
相关案例 132
训练一下 134
任务四 空调器的温度检测 134
任务提出 134
相关知识 134
一、AD590系列集成温度传感器 135
二、AN6701S集成温度传感器 135
任务实施 136
其他案例 137
训练一下 137
任务五 非接触式体温检测 138
任务提出 138
相关知识 138
一、红外辐射 138
二、红外探测器 139
三、红外测温的特点 141
任务实施 141
相关案例 142
训练一下 144
思考与练习 144
项目六 液位检测 145
任务一 汽车油箱的液位检测 145
任务提出 145
相关知识 145
一、电容式液位传感器的外形 145
二、各种电容式传感器的结构 145
三、电容式传感器的工作原理 145
四、电容式传感器的测量电路 148
任务实施 152
其他案例 154
训练一下 156
实验五 电容式传感器检测位移 156
任务二 高压密闭容器的液位检测 158
任务提出 158
相关知识 158
一、超声波传感器的外形、结构和特性 158
二、超声波的特性 159
三、超声波传感器的工作原理 160
四、超声波探测用耦合剂 160
任务实施 160
其他案例 162
训练一下 164
思考与练习 165
项目七 环境量检测 167
任务一 厨房可燃气体泄漏检测 167
任务提出 167
相关知识 168
一、半导体气敏传感器 168
二、接触燃烧式气敏传感器 170
三、固体电解质气体传感器 170
四、电化学气体传感器 170
任务实施 171
其他案例 172
训练一下 173
任务二 粮仓湿度检测 174
任务提出 174
相关知识 174
一、湿度的概念 175
二、湿敏器件的外形 175
三、湿敏传感器的结构与工作原理 176
四、湿敏传感器的使用注意事项 177
任务实施 178
其他案例 180
训练一下 182
任务三 噪声检测 183
任务提出 183
相关知识 183
一、声波 183
二、声敏传感器的分类 184
三、常用传声器的介绍 184
任务实施 184
其他案例 185
训练一下 186
思考与练习 187
项目八 智能检测与传感器在自动线中的应用 189
任务一 压力信号的智能检测 189
任务提出 189
相关知识 189
一、智能传感器的概念 189
二、智能传感器的功能与特点 190
三、智能传感器的组成 191
四、智能传感器的实现 191
任务实施 192
其他案例 193
训练一下 194
任务二 传感器在自动线中的应用 194
一、光电开关及应用 195
二、磁性开关及应用 197
三、霍尔接近开关及应用 199
四、电涡流式接近开关及应用 200
五、光纤传感器及应用 201
六、电容式接近开关及应用 202
思考与练习 203
项目九 检测系统与无线传感器网络 204
任务一 检测系统 204
一、检测系统的组成框图 204
二、检测系统的工作原理 204
三、检测系统各部分介绍 205
任务二 检测系统的抗干扰技术 210
一、干扰与噪声 210
二、两种测量干扰 211
三、外部干扰的抑制 212
四、内部干扰的抑制 213
任务三 无线传感器网络 214
一、无线传感器网络的概念 214
二、无线传感器网络的主要特征 215
三、无线传感器网络的组成 216
四、无线传感器网络的应用 218
思考与练习 219
附录1 热电偶分度表 221
附录2 热电阻分度表 229
附录3 测量的基准、标准和单位制简介 231
附录4 几种常用传感器的性能比较 233
参考文献 235