本書介紹各種傳感器的工作原理、基本特性及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用技術(shù)。全書共有9章，主要內(nèi)容包括： 傳感器基礎(chǔ)，光電、霍爾、電感式、電容式、電阻式、超聲波、數(shù)字式等傳感器及其他典型傳感器的工作原理、性能、測(cè)量電路及工程應(yīng)用，各種傳感器與實(shí)際工程檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用實(shí)例。
目錄
第1章傳感器概述
1.1傳感器基礎(chǔ)知識(shí)
1.1.1傳感器的定義及作用
1.1.2傳感器的組成與分類
1.2傳感器的基本特性
1.2.1傳感器的靜態(tài)特性
1.2.2傳感器的動(dòng)態(tài)特性
1.2.3選擇傳感器的注意事項(xiàng)
1.3傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)
1.4傳感器的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題1
第2章光電傳感器
2.1光電效應(yīng)
2.2光電器件
2.2.1光電管及光電倍增管
2.2.2光敏電阻
2.2.3光敏二極管及光敏三極管
2.2.4光電池
2.2.5光電耦合器件
2.3光電傳感器的類型及應(yīng)用
2.3.1光電傳感器的組成及類型
2.3.2光電傳感器的應(yīng)用
2.4光電開關(guān)及光電斷續(xù)器
2.4.1光電開關(guān)
2.4.2光電斷續(xù)器
2.5紅外傳感器
2.5.1紅外檢測(cè)的物理基礎(chǔ)
2.5.2紅外傳感器的類型及原理
2.5.3紅外傳感器的應(yīng)用
2.6光纖傳感器
2.6.1光纖的基本概念
2.6.2光纖傳感器類型及原理
2.6.3光纖傳感器的應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題2
第3章霍爾傳感器
3.1霍爾傳感器的基本知識(shí)
3.1.1霍爾傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)形式
3.1.2霍爾集成電路
3.1.3霍爾傳感器的測(cè)量及誤差補(bǔ)償電路
3.2霍爾傳感器的應(yīng)用
3.2.1霍爾壓力計(jì)
3.2.2霍爾式無觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置
3.2.3霍爾式位移傳感器
3.2.4霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器
3.2.5霍爾電流傳感器
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題3
第4章電感式傳感器
4.1變磁阻式傳感器
4.1.1變氣隙厚度的自感式傳感器
4.1.2差動(dòng)變隙式電感傳感器
4.1.3變氣隙截面積的自感式傳感器
4.1.4單線圈螺管式自感傳感器
4.1.5差動(dòng)螺管式自感傳感器
4.1.6變磁阻式傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用
4.2差動(dòng)變壓器式傳感器
4.2.1變隙式差動(dòng)變壓器
4.2.2螺線管式差動(dòng)變壓器
4.2.3零點(diǎn)殘余電壓及消除方法
4.2.4變壓器式傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用
4.3電渦流式傳感器
4.3.1電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理
4.3.2測(cè)量電路
4.3.3電渦流式傳感器的特性及應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題4
第5章電容式傳感器
5.1電容式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)形式
5.1.1變間隙式電容傳感器
5.1.2變面積式電容傳感器
5.1.3變介電常數(shù)式電容傳感器
5.2電容式傳感器的等效電路
5.3電容式傳感器的信號(hào)調(diào)節(jié)電路
5.3.1運(yùn)算放大器式電路
5.3.2電橋電路
5.3.3調(diào)頻電路
5.3.4諧振電路
5.3.5二極管T型網(wǎng)絡(luò)
5.3.6脈沖寬度調(diào)制電路
5.4影響電容式傳感器精度的因素及提高精度的措施
5.5電容式傳感器的應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題5
第6章電阻式傳感器
6.1電阻式傳感器概述
6.1.1電位器式傳感器
6.1.2電阻應(yīng)變式傳感器
6.2磁敏電阻
6.2.1磁阻效應(yīng)
6.2.2磁敏電阻的結(jié)構(gòu)、工作參數(shù)及特性
6.2.3磁敏電阻的應(yīng)用
6.3熱敏電阻
6.3.1熱敏電阻結(jié)構(gòu)與類型
6.3.2熱敏電阻的基本特性
6.3.3鉑電阻
6.3.4熱敏電阻的應(yīng)用
6.4氣敏電阻
6.4.1氣敏電阻的特性
6.4.2氣敏電阻的測(cè)量原理
6.4.3氣敏電阻的應(yīng)用
6.5濕敏電阻
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題6
第7章超聲波傳感器
7.1超聲波及其基本特性
7.2聲敏傳感器
7.2.1聲敏傳感器的概念及分類
7.2.2幾種典型聲敏傳感器
7.3超聲波傳感器的材料與結(jié)構(gòu)
7.4超聲波傳感器的應(yīng)用
7.4.1超聲波流量傳感器
7.4.2超聲波測(cè)厚儀
7.4.3超聲波物位傳感器
7.4.4醫(yī)用超聲檢測(cè)
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題7
第8章數(shù)字式傳感器
8.1編碼器
8.2光柵傳感器
8.3磁柵傳感器
8.4感應(yīng)同步器
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題8
第9章其他典型傳感器
9.1熱電偶傳感器
9.1.1熱電偶的工作原理
9.1.2熱電偶回路的基本定律和主要性質(zhì)
9.1.3熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形式
9.1.4熱電偶自由端溫度的補(bǔ)償
9.1.5熱電偶的應(yīng)用
9.2仿生傳感器
9.2.1視覺傳感器
9.2.2觸覺傳感器
9.3智能傳感器
9.3.1智能傳感器的定義及其功能
9.3.2傳感器智能化的技術(shù)途徑
9.3.3智能傳感器的發(fā)展前景
9.4微波傳感器
9.4.1微波概述
9.4.2微波傳感器的原理和組成
9.4.3微波傳感器的應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題9
參考文獻(xiàn)
叢書序言
2006年國家先后頒布了一系列加快振興裝備制造業(yè)的文件，明確指出必須加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)裝備制造業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展做出貢獻(xiàn)，使我們國家能夠從世界制造大國成長為世界制造強(qiáng)國、創(chuàng)造強(qiáng)國。黨的十八大又一次強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持走中國特色新型工業(yè)化、信息化道路，推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合，推動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)制造業(yè)健康發(fā)展，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。隨著科技水平的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用大幅度地提高了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，提高了制造技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)方式的自動(dòng)化、柔性化、集成化，增強(qiáng)了企業(yè)的競爭力，因此，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為全面提升裝備制造業(yè)、加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手之一，機(jī)電一體化已是當(dāng)今工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨向，也是我國工業(yè)發(fā)展的必由之路。
隨著國家對(duì)裝備制造業(yè)的高度重視和巨大的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)需求，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)人才的需求將更加迫切，培養(yǎng)機(jī)電一體化高端技能型人才成為國家裝備制造業(yè)有效高速發(fā)展的必要保障。但是，相關(guān)部門的調(diào)查顯示，機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)面臨著兩種矛盾的局面：一方面社會(huì)需求量巨大而迫切，另一方面職業(yè)院校培養(yǎng)的人才失業(yè)人數(shù)不斷增大。這一現(xiàn)象說明，我們傳統(tǒng)的機(jī)電一體化人才培養(yǎng)模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足企業(yè)和社會(huì)需求，現(xiàn)實(shí)呼吁要加大力度對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)能力結(jié)構(gòu)和專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的研究，特別是要進(jìn)一步探討培養(yǎng)“高端技能型人才”的機(jī)電一體化技術(shù)人才職業(yè)教育模式，需要不斷探索、完善機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)、教學(xué)建設(shè)和教材建設(shè)。
正式基于以上的現(xiàn)狀和實(shí)際需求，電子工業(yè)出版社在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，2012年確立了“高職高專機(jī)電一體化專業(yè)工學(xué)結(jié)合課程改革研究”的課題，統(tǒng)一規(guī)劃，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，聯(lián)合一批優(yōu)秀的高職高專院校共同研究高職機(jī)電一體化專業(yè)的課程改革指導(dǎo)方案和教材建設(shè)工作。寄希望通過院校的交流，以及專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教材及教學(xué)資源建設(shè)，促進(jìn)國內(nèi)高職高專機(jī)電一體化專業(yè)的快速發(fā)展，探索出培養(yǎng)機(jī)電一體化“高端技能型人才”的職業(yè)教育模式，提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量和水平。
該課題的成果包括《工學(xué)結(jié)合模式下的高職高專機(jī)電一體化專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)方案》和專業(yè)課程系列教材。系列教材突破傳統(tǒng)教材編寫模式和體例，將專業(yè)性、職業(yè)性和學(xué)生學(xué)習(xí)指南以及學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展緊密結(jié)合。具有以下特點(diǎn)：
1. 統(tǒng)一規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在電子工業(yè)出版社統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，由深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院等二十余所高職高專示范院校共同研討構(gòu)建了高職高專機(jī)電一體化專業(yè)課程體系框架及課程標(biāo)準(zhǔn)，較好地解決了課程之間的序化和課程知識(shí)點(diǎn)分配問題，保證了教材編寫的系統(tǒng)性和內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。
2. 普適性與個(gè)性結(jié)合。教材內(nèi)容的選取在統(tǒng)一要求的課程體系和課程標(biāo)準(zhǔn)框架下考慮，特別是要突出機(jī)電一體化行業(yè)共性的知識(shí)，主要章節(jié)要具有普適性，滿足當(dāng)前行業(yè)企業(yè)的主要能力需求，對(duì)于具有區(qū)域特性的內(nèi)容和知識(shí)可以作為拓展章節(jié)編寫。
3. 強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程與工作過程的緊密結(jié)合，突破傳統(tǒng)學(xué)科體系教材的編寫模式。專業(yè)課程教材采取基于工作過程的項(xiàng)目化教學(xué)模式和體例編寫，教學(xué)項(xiàng)目的教學(xué)設(shè)計(jì)要突出職業(yè)性，突出將學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)情境，突出以學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)。
4. 資源豐富，方便教學(xué)。在教材出版的同時(shí)為教師提供教學(xué)資源庫，主要內(nèi)容為： 教學(xué)課件、習(xí)題答案、趣味閱讀、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)視頻等，以便于教師教學(xué)參考。
為保證教材的產(chǎn)業(yè)特色、體現(xiàn)行業(yè)發(fā)展要求、對(duì)接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和崗位要求、保證教材編寫質(zhì)量，本系列教材從宏觀設(shè)計(jì)開發(fā)方案到微觀研討和確定具體教學(xué)項(xiàng)目（工作任務(wù)），都傾注了職業(yè)教育研究專家、職業(yè)院校領(lǐng)導(dǎo)和一線教學(xué)教師、企業(yè)技術(shù)專家和電子工業(yè)出版社各位編輯的心血，是高等職業(yè)教育教材為適應(yīng)學(xué)科教育到職業(yè)教育、學(xué)科體系到能力體系兩個(gè)轉(zhuǎn)變進(jìn)行的有益嘗試。
本系列教材適用于高等職業(yè)院校、高等�？茖W(xué)校、成人高校及本科院校的二級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)使用，也可作為上述院校電氣自動(dòng)化、機(jī)電設(shè)備等專業(yè)的教學(xué)用書。
本系列教材難免有不足之處，請(qǐng)各位專家、老師和廣大讀者不吝指正，希望本系列教材的出版能為我國高職高專機(jī)電類專業(yè)教育事業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)做出貢獻(xiàn)。
“高職高專機(jī)電一體化專業(yè)工學(xué)結(jié)合課程改革研究”課題組
2013年6月
前言
前言
《傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)》是為高職高專院校機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等專業(yè)編寫的專業(yè)課教材，是編者們?cè)诙嗄陱氖聜鞲衅黝愓n程的教學(xué)及科研的基礎(chǔ)上編寫而成的。本書內(nèi)容豐富、全面、新穎，力求由淺入深，在講述各種傳感器的原理及特性時(shí)，盡量講清楚相關(guān)的各種物理概念； 在介紹各種傳感器的工程應(yīng)用時(shí)，充分結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)與工程實(shí)踐，使本教材具有一定的實(shí)用與參考價(jià)值。本書編寫過程中充分考慮了傳感器的實(shí)際應(yīng)用與教學(xué)內(nèi)容的需要，并希望以此促進(jìn)各專業(yè)傳感器課程的教學(xué)。
全書內(nèi)容主要分為兩部分，第一部分主要介紹傳感器的基礎(chǔ)理論知識(shí)； 第二部分系統(tǒng)地介紹各種傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等內(nèi)容，目的在于培養(yǎng)學(xué)生選擇和使用各種傳感器的技巧，使學(xué)生在掌握傳感器基本原理的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步地利用這些知識(shí)來解決實(shí)際工程應(yīng)用中的具體問題。
全書共分為9章，除去第1章傳感器基礎(chǔ)理論概述之外，其余的8章內(nèi)容都具有獨(dú)立性，在使用本教材時(shí)，可根據(jù)不同專業(yè)的要求和特點(diǎn)，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩帷?br>本書可作為高職高專機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等專業(yè)的教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
本書由杜曉妮編寫第1章、第7章 、第9章； 吳輝編寫第3章、第4章、第5章； 宋劍英編寫第2章、第6章； 崔連濤編寫第8章。本書由杜曉妮擔(dān)任第一主編和統(tǒng)稿，由吳輝擔(dān)任第二主編，由青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院金龍國教授主審。全書在編寫過程中，得到了許多同行的支持，他們提出了許多寶貴的意見，同時(shí)，電子工業(yè)出版社的編輯同志工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，對(duì)本書的出版提供了大力支持，在此一并表示衷心的感謝。本書在編寫過程中，參閱了許多文獻(xiàn)，在此向參考文獻(xiàn)的作者致謝。
由于作者水平有限，書中難免會(huì)有不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
作者
2013年11月
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