內(nèi)容提要
本書從實用教學(xué)的角度出發(fā),以教學(xué)項目為載體,主要介紹目前常用傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、工作特性、信號處理電路及其基本應(yīng)用,以項目拓展的形式對相應(yīng)傳感器的內(nèi)容進(jìn)行延伸,擴(kuò)大學(xué)生的知識面,提高學(xué)生的雙創(chuàng)能力。
全書共分16個教學(xué)項目。每個項目分為項目描述、知識準(zhǔn)備、項目實施、項目拓展、項目小結(jié)和項目訓(xùn)練6個部分,主要介紹了經(jīng)典傳統(tǒng)傳感器、現(xiàn)代新型傳感器及當(dāng)前比較先進(jìn)的智能傳感器等。
本書主要適用于高職機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等專業(yè),也可作為相近專業(yè)的教學(xué)用書,還可作為工程檢測技術(shù)人員和相關(guān)培訓(xùn)人員學(xué)習(xí)的參考用書。
1.本書突出了現(xiàn)代新型傳感器及檢測技術(shù),給出了較多的應(yīng)用實例。書中適當(dāng)插入一些傳感器實物和工作現(xiàn)場照片,增加了內(nèi)容的直觀性和真實感。
2.配套與教材充分結(jié)合的電子課件、習(xí)題答案、教案等資源。
宋雪臣一直從事一線教學(xué)工作至今。先后擔(dān)任的教學(xué)課程有數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)控控制技術(shù)、工廠電氣控制設(shè)備、電氣測量、單片機(jī)原理及應(yīng)用、電工電子技術(shù)等多門課程。教學(xué)效果良好,深受學(xué)生歡迎。 先后發(fā)表的論文有:《分析觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)應(yīng)注意的問題》、《基于VB的EXCEL動態(tài)報表技術(shù)》(計算機(jī)應(yīng)用與研究)、《“任務(wù)驅(qū)動法”在VB教學(xué)中的應(yīng)用》(電化教育研究)、《基于VB的數(shù)據(jù)庫訪問計數(shù)》(山東科技大學(xué)學(xué)報)等。 主持了院級精品課程《電工電子技術(shù)》
目錄
項目一 汽車衡稱重系統(tǒng)——認(rèn)識傳感器與檢測技術(shù) 1
項目描述 1
知識準(zhǔn)備 2
一、傳感器的定義、組成和分類 2
二、傳感器的基本特性 4
三、自動檢測系統(tǒng) 7
四、傳感器檢測技術(shù)的發(fā)展 7
項目實施 12
分析汽車衡稱重系統(tǒng)功能 12
項目拓展 13
一、測量誤差的方法 13
二、測量誤差及表達(dá)方式 15
三、測量誤差的分類 16
項目小結(jié) 17
項目訓(xùn)練 18
項目二 簡易電子秤——調(diào)試電阻應(yīng)變式傳感器 20
項目描述 20
知識準(zhǔn)備 20
一、彈性敏感元件 20
二、電阻應(yīng)變式傳感器 27
項目實施 33
一、了解簡易電子秤的工作原理 33
二、調(diào)試電阻應(yīng)變式傳感器 34
項目拓展 35
一、應(yīng)變式測力與荷重傳感器 35
二、應(yīng)變式壓力傳感器 36
三、應(yīng)變式位移傳感器 36
四、應(yīng)變式加速度傳感器 37
項目小結(jié) 37
項目訓(xùn)練 38
項目三 投入式液位計——測試半導(dǎo)體壓阻式傳感器 39
項目描述 39
知識準(zhǔn)備 39
一、半導(dǎo)體壓阻效應(yīng) 40
二、壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理 41
項目實施 43
一、了解投入式液位計的工作原理 43
二、測試壓阻式壓力傳感器 43
項目拓展 45
一、壓阻式加速度傳感器 45
二、壓阻式傳感器的應(yīng)用前景 45
項目小結(jié) 46
項目訓(xùn)練 46
項目四 數(shù)字式體溫計——測試電阻式溫度傳感器 47
項目描述 47
知識準(zhǔn)備 48
一、熱電阻傳感器 48
二、熱敏電阻傳感器和集成溫度傳感器 51
項目實施 54
一、了解數(shù)字式體溫計的工作原理 54
二、測試電阻式溫度傳感器 54
項目拓展 56
一、金屬熱電阻的應(yīng)用 56
二、半導(dǎo)體熱敏電阻的應(yīng)用 57
項目小結(jié) 58
項目訓(xùn)練 59
項目五 酒精測試儀和溫濕度計——測試電阻式氣體和濕度傳感器 60
項目描述 60
知識準(zhǔn)備 61
一、氣敏電阻傳感器 61
二、濕敏電阻傳感器 66
項目實施 74
一、酒精氣敏傳感器的實訓(xùn) 74
二、ZHG型濕敏電阻傳感器的實訓(xùn) 75
項目拓展 76
一、氣敏傳感器的應(yīng)用 76
二、濕敏傳感器的應(yīng)用 77
項目小結(jié) 78
項目訓(xùn)練 79
項目六 電容式差壓變送器——測試電容式傳感器 80
項目描述 80
知識準(zhǔn)備 81
一、電容式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu) 81
二、電容式傳感器的轉(zhuǎn)換電路 84
三、實際應(yīng)用中存在的問題 88
項目實施 89
一、了解電容式差壓變送器的工作原理 89
二、測試電容式傳感器 90
項目拓展 91
一、電容式接近開關(guān) 91
二、電容式油量表 92
三、電容式測厚儀 92
四、電容器指紋識別 93
項目小結(jié) 94
項目訓(xùn)練 94
項目七 電感式壓力變送器——測試電感式傳感器 96
項目描述 96
知識準(zhǔn)備 97
一、自感式傳感器 97
二、差動變壓器式傳感器 102
項目實施 106
一、了解電感式壓力變送器工作原理 106
二、測試電感式傳感器 107
項目拓展 108
一、自感式傳感器的應(yīng)用 108
二、差動變壓器式傳感器的應(yīng)用 109
項目小結(jié) 110
項目訓(xùn)練 111
項目八 電渦流探雷器——測試電渦流式傳感器 113
項目描述 113
知識準(zhǔn)備 113
一、電渦流式傳感器的工作原理 113
二、電渦流的基本特性 115
三、電渦流式傳感器的基本結(jié)構(gòu)和類型 116
四、電渦流式傳感器測量電路 118
項目實施 119
一、認(rèn)識便攜式探雷器的工作原理 119
二、測試電渦流式傳感器 119
項目拓展 120
一、用電渦流式傳感器測量轉(zhuǎn)速 121
二、用電渦流式傳感器測量厚度 121
三、用電渦流式傳感器測量位移 121
四、用電渦流式傳感器探傷 122
項目小結(jié) 122
項目訓(xùn)練 123
項目九 燃?xì)庠钕ɑ鸨Wo(hù)裝置——測試熱電式傳感器 124
項目描述 124
知識準(zhǔn)備 125
一、熱電效應(yīng) 125
二、熱電偶基本結(jié)構(gòu) 129
三、熱電偶實用測溫線路和溫度補(bǔ)償 132
項目實施 136
一、了解熱電偶在燃?xì)庠钐烊粴獗Wo(hù)控制中的應(yīng)用原理 136
二、測試熱電式傳感器 137
項目拓展 138
一、熱電偶測量爐溫 138
二、熱電偶溫度計 139
項目小結(jié) 140
項目訓(xùn)練 141
項目十 感應(yīng)水龍頭光控開關(guān)——測試光電式傳感器 143
項目描述 143
知識準(zhǔn)備 144
一、光源與光輻射體 144
二、光電效應(yīng)及分類 145
三、光電管及基本測量電路 147
四、光電倍增管及基本測量電路 148
五、光敏電阻及基本測量電路 150
六、光敏晶體管及基本測量電路 152
七、光電池及基本測量電路 155
八、光電開關(guān)和光電斷續(xù)器 157
項目實施 158
一、了解光電開關(guān)的工作原理 158
二、測試光敏三極管的光電特性 159
三、測試光敏三極管的伏安特性 160
項目拓展 161
一、光電式傳感器的類型 161
二、火焰探測報警器 161
三、燃?xì)鉄崴髦忻}沖點火控制器 162
四、光電比色計 162
項目小結(jié) 163
項目訓(xùn)練 163
項目十一 光控定位光纖開關(guān)——測試光纖式傳感器 165
項目描述 165
知識準(zhǔn)備 165
一、光纖 165
二、光纖傳感器 169
項目實施 171
一、了解電路板定位標(biāo)志檢測原理 171
二、測試光纖傳感器 171
項目拓展 172
一、光纖加速度傳感器 173
二、光纖溫度傳感器 173
三、光纖旋渦流量傳感器 174
項目小結(jié) 174
項目訓(xùn)練 175
項目十二 熱釋電感應(yīng)燈——測試熱釋電紅外傳感器 176
項目描述 176
知識準(zhǔn)備 176
一、紅外輻射 177
二、紅外探測器 177
三、熱釋電紅外探測器 178
四、紅外傳感系統(tǒng) 180
項目實施 181
一、了解人體感應(yīng)燈的工作原理 181
二、測試熱釋電紅外傳感器 182
項目拓展 182
一、紅外測溫儀 182
二、熱釋電紅外傳感器P228探測電路 183
三、紅外線氣體分析儀 184
四、熱釋電紅外傳感器信號處理集成電路(BISS0001) 185
項目小結(jié) 186
項目訓(xùn)練 186
項目十三 霍爾壓力變送器——測試霍爾式傳感器 188
項目描述 188
知識準(zhǔn)備 188
一、霍爾效應(yīng)及霍爾元件 188
二、集成霍爾傳感器 193
項目實施 194
一、了解霍爾壓力變送器的工作原理 194
二、測試霍爾傳感器 195
項目拓展 196
一、霍爾傳感器的用途 196
二、霍爾無刷電動機(jī) 196
三、霍爾傳感器在掃地機(jī)器人中的應(yīng)用 197
四、霍爾加速度傳感器 197
五、無觸點開關(guān) 198
六、霍爾計數(shù)裝置 198
七、磁敏電阻器 199
八、磁敏晶體管 200
項目小結(jié) 204
項目訓(xùn)練 205
項目十四 壓電式血壓計——測試壓電式傳感器 207
項目描述 207
知識準(zhǔn)備 208
一、壓電效應(yīng) 208
二、壓電材料 209
三、壓電式傳感器等效電路 211
四、壓電式傳感器測量電路 212
項目實施 213
一、了解壓電式血壓計的工作原理 213
二、測試壓電式加速度傳感器 213
項目拓展 214
一、壓電式傳感器的基本連接 214
二、壓電式力傳感器 215
三、壓電式加速度傳感器 215
四、聲振動報警器 216
項目小結(jié) 216
項目訓(xùn)練 217
項目十五 倒車?yán)走_(dá)——測試超聲波式傳感器 219
項目描述 219
知識準(zhǔn)備 220
一、超聲波及其物理性質(zhì) 220
二、超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理 222
三、超聲波探頭及耦合技術(shù) 223
項目實施 225
一、了解汽車倒車?yán)走_(dá)的工作原理 225
二、測試超聲波傳感器 227
項目拓展 227
一、超聲波測厚度 227
二、超聲波物位傳感器 228
三、超聲波流量傳感器 229
四、超聲波探傷 230
五、超聲波清洗 230
六、超聲波焊接 231
七、超聲波成像 231
項目小結(jié) 232
項目訓(xùn)練 233
項目十六 數(shù)顯游標(biāo)卡尺——使用數(shù)字式傳感器 234
項目描述 234
知識準(zhǔn)備 235
一、柵式數(shù)字傳感器 235
二、光電編碼器 240
三、感應(yīng)同步器 244
四、頻率式數(shù)字傳感器 249
項目實施 251
一、了解數(shù)顯游標(biāo)卡尺的工作原理 251
二、數(shù)顯游標(biāo)卡尺的基本操作 252
三、數(shù)顯游標(biāo)卡尺的保養(yǎng)注意事項 253
項目拓展 253
一、光柵位移傳感器 253
二、光電編碼器測角位移 254
三、感應(yīng)同步器應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床閉環(huán)系統(tǒng) 254
項目小結(jié) 255
項目訓(xùn)練 256