全書分11個項目單元,項目單元1緒論,介紹了傳感器的作用與定義、組成與分類,傳感與檢測技術的基礎知識,傳感器的基本特性,測量的基本概念和誤差理論等;項目單元2至項目單元10從傳感器的工作原理出發,分別介紹了電阻式、電感式、電容式、霍爾式、壓電式、超聲波、熱電式、數字式、光電式等各類傳感器的工作原理、性能、測量電路及應用,以及各自典型傳感器應用項目;項目單元11介紹了一些新型的傳感器及現代檢測系統,包括計算機檢測系統的發展等內容。
項目單元1 緒論――傳感器與檢測技術基礎
1.1 項目描述
1.2 相關知識
1.2.1 測量的基本概念
1.2.2 傳感器的基本知識
1.2.3 傳感器信號處理電路
1.2.4 測量誤差及分類
1.3 習題
項目單元2 電阻式傳感器――酒精濃度檢測儀的設計
2.1 項目描述
2.1.1 任務要求
2.1.2 任務分析
2.2 相關知識
2.2.1 氣敏電阻傳感器
2.2.2 應變式電阻傳感器 項目單元1 緒論――傳感器與檢測技術基礎
1.1 項目描述
1.2 相關知識
1.2.1 測量的基本概念
1.2.2 傳感器的基本知識
1.2.3 傳感器信號處理電路
1.2.4 測量誤差及分類
1.3 習題
項目單元2 電阻式傳感器――酒精濃度檢測儀的設計
2.1 項目描述
2.1.1 任務要求
2.1.2 任務分析
2.2 相關知識
2.2.1 氣敏電阻傳感器
2.2.2 應變式電阻傳感器
2.2.3 濕敏電阻傳感器
2.3 電阻式傳感器的認識
2.3.1 氣敏電阻傳感器的認識
2.3.2 應變式電阻傳感器的認識
2.3.3 濕敏電阻傳感器的認識
2.4 項目參考設計方案
2.4.1 整體方案設計
2.4.2 電路設計
2.5 項目實施與考核
2.5.1 制作
2.5.2 調試
2.5.3 評價
2.6 習題
項目單元3 電感式傳感器――金屬探測器的設計
3.1 項目描述
3.1.1 任務要求
3.1.2 任務分析
3.2 相關知識
3.2.1 變磁阻式傳感器
3.2.2 差動變壓器式傳感器
3.2.3 電渦流式傳感器
3.3 電感式傳感器的認識
3.3.1 變磁阻式傳感器
3.3.2 差動變壓器式傳感器
3.3.3 電渦流式傳感器
3.4 項目參考設計方案
3.4.1 整體方案設計
3.4.2 電路設計
3.5 項目實施與考核
3.5.1 制作
3.5.2 調試與使用方法
3.5.3 評價
3.6 習題
項目單元4 電容式傳感器――差壓變送器的使用訓練
4.1 項目描述
4.1.1 任務要求
4.1.2 任務分析
4.2 相關知識
4.2.1 電容式傳感器的工作原理及結構形式
4.2.2 電容式傳感器的常用測量電路
4.2.3 電容式傳感器的基本應用
4.3 電容式傳感器的認識
4.4 項目參考設計方案
4.5 項目實施與考核
4.5.1 差壓變送器選型
4.5.2 安裝訓練
4.5.3 調試
4.5.4 注意事項
4.5.5 安裝訓練
4.5.6 評價
4.6 習題
項目單元5 霍爾傳感器――轉速檢測儀的設計
5.1 項目描述
5.1.1 任務要求
5.1.2 任務分析
5.2 相關知識
5.2.1 霍爾傳感器的工作原理及結構形式
5.2.2 霍爾傳感器的誤差及其補償
5.2.3 霍爾集成電路
5.2.4 霍爾傳感器的應用
5.3 霍爾傳感器的認識
5.4 項目參考設計方案
5.4.1 整體方案設計
5.4.2 電路設計
5.5 項目實施與考核
5.5.1 制作
5.5.2 調試
5.5.3 評價
5.6 習題
項目單元6 壓電傳感器――加速度檢測儀的設計制作
6.1 項目描述
6.1.1 任務要求
6.1.2 任務分析
6.2 相關知識
6.2.1 壓電式傳感器的理論基礎
6.2.2 壓電材料的分類及特性
6.2.3 等效電路和測量電路
6.3 壓電傳感器的認識
6.4 項目參考設計方案
6.4.1 整體方案設計
6.4.2 電路設計
6.5 項目實施與考核
6.5.1 制作
6.5.2 調試
6.5.3 評價
6.6 習題
項目單元7 超聲波傳感器――超聲波測距儀的設計制作
7.1 項目描述
7.1.1 任務要求
7.1.2 任務分析
7.2 相關知識
7.2.1 超聲波的基本知識
7.2.2 超聲波傳感器的材料與結構
7.2.3 超聲波傳感器的應用
7.3 超聲波傳感器的認識
7.4 項目參考設計方案
7.4.1 超聲波測距的原理
7.4.2 超聲波測距的參考設計方案
7.5 項目實施與考核
7.5.1 制作
7.5.2 調試
7.5.3 評價
7.6 習題
項目單元8 熱電式傳感器――熱水器加熱爐溫度檢測單元的設計制作
8.1 項目描述
8.1.1 任務要求
8.1.2 任務分析
8.2 相關知識
8.2.1 溫度測量的基本概念
8.2.2 熱電偶傳感器的工作原理及實用電路
8.2.3 金屬熱電阻傳感器的工作原理及實用電路
8.2.4 熱敏電阻傳感器的工作原理及實用電路
8.3 熱電式傳感器的認識
8.3.1 熱電偶的認識
8.3.2 金屬熱電阻傳感器的認識
8.3.3 熱敏電阻傳感器的認識
8.4 項目參考設計方案
8.4.1 整體方案設計
8.4.2 電路設計
8.5 項目實施
8.5.1 制作
8.5.2 調試
8.5.3 評價
8.6 習題
項目單元9 光電傳感器――光電開關的應用
9.1 項目描述
9.1.1 任務要求
9.1.2 任務分析
9.2 相關知識
9.2.1 外光電效應
9.2.2 內光電效應
9.2.3 光敏電阻
9.2.4 光敏二極管和光敏晶體管
9.2.5 光電池
9.2.6 光電耦合器件
9.3 光電傳感器的認識
9.4 項目參考設計方案
9.4.1 整體方案設計
9.4.2 電路設計
9.5 項目實施與考核
9.5.1 制作
9.5.2 調試
9.5.3 評價
9.6 習題
項目單元10 數字式傳感器――傳感器在數控機床中的應用
10.1 項目描述
10.1.1 任務要求
10.1.2 任務分析
10.2 相關知識
10.2.1 數字式編碼器
10.2.2 光柵傳感器
10.2.3 磁柵傳感器
10.2.4 感應同步器
10.3 數字傳感器的應用實例
10.3.1 位置及轉速測量
10.3.2 機械位移的測量
10.4 傳感器在數控機床中的綜合應用實例
10.5 習題
項目單元11 新型傳感器――現代檢測系統發展簡介
11.1 項目描述
11.2 幾種新型傳感器
11.2.1 光纖傳感器
11.2.2 圖像傳感器
11.2.3 紅外檢測
11.3 現代檢測系統組成與發展簡介
11.3.1 傳感器的智能化
11.3.2 傳感器的微型化
11.3.3 傳感器的網絡化
11.4 習題
附錄A Pt100熱電阻分度表
附錄B K型鎳鉻-鎳硅(鎳鉻-鎳鋁)分度表
參考文獻
本書主要介紹在工業、科研等領域常用傳感器的工作原理、特性參數、應用等知識,并對測量技術的基本概念、測量數據處理、現代檢測技術及計算機接口技術等也做了介紹。
本書圍繞“基于工作過程”的項目開發流程展開,按項目引導、模塊化教學的思路編寫,自2010年出版以來,由于教學理念新穎、寓教于樂、內容可操作性強、項目使用的硬件成本低的特點,被眾多高等院校和職業技術學院選為教材,在使用過程中,讀者提出了很多寶貴的意見和建議,在此表示深深的感謝。經過進一步的修訂和完善,本書的第2版于2014年有幸成為“十二五”職業教育國家規劃教材,這是對編者的肯定,更是一種鞭策,我們需要更加努力的做好這本書,來答謝每一位讀者。
本書遵循職業教育校企合作、產學研結合的理念,選取生產實踐中適合教學的應用項目,以“必需”、“夠用”為度,將知識點做了較為緊密的整合,內容深入淺出,通俗易懂。既有利于教,又有利于學。在結構的組織方面大膽打破常規,通過設計不同的工程項目,將知識點和技能訓練融于各個項目之中,各個項目按照知識點與技能要求循序漸進編排,突出技能的提高。本書還嘗試改變單一的考核模式,根據項目完成情況,建立多樣化的評價體系,包括參加學習、小組成員評價、教師評價、課后作業和集中測試等,努力適應職業教育工學結合的要求,強化學生動手能力的培養。
本書共分為11個項目單元,每個項目單元均以一個典型項目案例開篇,首先突出項目設計要求,然后根據項目要求介紹相關知識點,并在相關知識講解的基礎上啟發學生進行項目設計制作,最后給出項目的參考設計,項目具有一定的實用性,便于制作,給出了項目的制作和調試步驟,同時在書中插入大量的傳感器實物圖片,增強學生對傳感器的感性認知,這樣既可以有目的地講解各類傳感器的理論知識,也便于學生對于傳感器應用項目的實踐操作,同時方便教師按照傳感器在項目中使用的實際工作過程進行教學。
本書項目單元1緒論,介紹了傳感器的作用與定義、組成與分類、應用和發展,傳感與檢測技術的基礎知識,傳感器的基本特性,測量的基本概念和誤差理論等;項目單元2~項目單元10從傳感器的工作原理出發,分別介紹了電阻式、電感式、電容式、霍爾式、壓電式、超聲波、熱電式、數字式、光電式等各類傳感器的工作原理、性能、測量電路及應用以及各自典型的項目;項目單元11介紹了一些新型的傳感器原理與應用,簡要介紹了現代檢測系統、物聯網技術和計算機檢測系統的發展等內容。
本書由江蘇財經職業技術學院徐軍、馮輝擔任主編和負責統稿,江蘇淮安信息職業技術學院田敏教授對全書進行了審閱,提出了許多寶貴的修訂意見,參加本書編寫的還有江蘇財經職業技術學院的陳寧寧、孫振偉、丁琳老師及江蘇食品職業技術學院的鄭東旭老師。在本書編寫過程中,還得到了學院和機電工程學院領導及系部老師的關心與幫助;電子工業出版社的編輯同志工作認真負責,對本書的出版提供了大力支持,在此一并表示衷心的感謝。同時,編者對學習、寫作過程中參考過的文獻資料的作者也深表感謝。
由于作者水平有限,加上時間倉促,書中難免有欠妥和錯誤之處,懇請讀者批評指正。全書在修訂過程中,建設了豐富的教學資源,并在不斷地進行更新和完善。歡迎讀者訪問傳感器課程網站http://114.214.80.47:8027/,下載相關的教學資源,同時可訪問作者個人空間http://www.worlduc.com/SpaceShow/Index.aspx?uid=966792,共同交流與探討傳感器技術課程的教學。
編者2014年8月