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传感器与自动检测技术（第二版）
书号：9787113232368 套系名称：全国高等职业教育机电类专业“十三五”规划教材
作者：刘 丽 出版日期：2017-08-01
定价：41.00 页码 / 开本：280 /16
策划编辑：祁 云 责任编辑：祁 云
适用专业：无 适用层次：高职
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内容简介
前言
目录
作者介绍
图书特色
"本书以传感器的应用技术为主线安排内容，通过丰富的图示、详细的应用实例、新颖的取材，
将传感器和工程检测方面的知识和技能有机地联系在一起。本书主要介绍了工业、生活等领域常
用传感器和一些新型传感器的结构原理、基本使用和综合应用，同时，在编写过程中，注意补充
反映新器件、新技术的内容。
全书共分9 章，主要内容包括认识传感器与自动检测系统、温度的检测、力与压力的检测、
物位和流量的检测、速度的检测、位移的检测、气体成分与湿度的检测、检测系统的抗干扰技术、
检测技术的综合应用。
本书适合作为高职高专电类、仪器仪表类和机电类等专业的教材，也可供在企业生产一线从
事技术、管理、运行等工作的相关技术人员参考使用。"
无
"第1章 认识传感器与自动检测系统.................................................................................... 1
1.1 认识自动检测系统.............................................................................................................1
1.1.1 自动检测系统的基本概念....................................................................................1
1.1.2 自动检测系统的组成............................................................................................2
1.2 认识传感器.........................................................................................................................3
1.2.1 传感器的组成及其分类........................................................................................3
1.2.2 传感器的特性与指标............................................................................................4
小 结.....................................................................................................................................6
习 题.....................................................................................................................................6
第2章 温度的检测............................................................................................................. 8
2.1 热电阻传感器测量温度.....................................................................................................8
2.1.1 温度检测的主要方法及特点................................................................................8
2.1.2 金属热电阻............................................................................................................9
2.1.3 半导体热敏电阻器..............................................................................................14
2.1.4 热电阻传感器的应用..........................................................................................15
2.2 热电偶传感器测量温度...................................................................................................18
2.2.1 热电偶测温原理..................................................................................................18
2.2.2 热电偶的结构类型和特性..................................................................................20
2.2.3 热电偶的冷端补偿..............................................................................................24
2.2.4 热电偶传感器的使用..........................................................................................26
2.3 集成温度传感器测量温度...............................................................................................29
2.3.1 半导体管温度传感器..........................................................................................29
2.3.2 集成温度传感器..................................................................................................29
2.3.3 几种常用的集成温度传感器..............................................................................31
2.4 红外传感器测量温度.......................................................................................................36
2.4.1 红外测温的工作原理..........................................................................................36
2.4.2 红外测温仪的结构..............................................................................................37
2.4.3 红外测温仪的特点..............................................................................................37
2.4.4 红外测温仪的性能指标及选择..........................................................................38
2.4.5 红外测温仪的使用..............................................................................................39
2.5 电动机温控电路的制作与调试.......................................................................................40
2.5.1 电路制作..............................................................................................................40
2.5.2 电路调试..............................................................................................................41
小 结...................................................................................................................................41
习 题...................................................................................................................................41
第3章 力与压力的检测.................................................................................................... 46
3.1 电阻应变式传感器测量压力...........................................................................................46
3.1.1 压力检测的方法及压力传感器的分类..............................................................46
3.1.2 电阻应变效应......................................................................................................46
3.1.3 电阻应变片的结构形式及特性..........................................................................48
3.1.4 电阻应变片的测量电路及温度补偿..................................................................50
3.1.5 电阻应变式传感器的应用..................................................................................53
3.2 压电式传感器测量压力...................................................................................................57
3.2.1 压电效应及压电材料..........................................................................................57
3.2.2 压电式传感器的等效电路及测量电路..............................................................59
3.2.3 压电式传感器的应用..........................................................................................60
3.3 简易电子秤的制作与调试...............................................................................................62
3.3.1 电路制作..............................................................................................................63
3.3.2 电路调试..............................................................................................................63
小 结...................................................................................................................................63
习 题...................................................................................................................................64
第4章 物位和流量的检测................................................................................................ 68
4.1 电容式传感器检测液位...................................................................................................68
4.1.1 物位检测的方法..................................................................................................68
4.1.2 电容式传感器的基本工作原理..........................................................................70
4.1.3 电容式传感器的转换电路..................................................................................73
4.1.4 差压式液位检测..................................................................................................77
4.1.5 电容式传感器的应用..........................................................................................81
4.2 超声波传感器检测物位...................................................................................................84
4.2.1 超声波传感器的物理基础..................................................................................84
4.2.2 超声波换能器及耦合技术..................................................................................87
4.2.3 超声波传感器的应用..........................................................................................90
4.3 流量的检测.......................................................................................................................97
4.3.1 流量检测的方法..................................................................................................97
4.3.2 差压式节流流量计..............................................................................................99
4.3.3 超声波流量计....................................................................................................104
4.4 光纤传感器测量液位.....................................................................................................108
4.4.1 光纤.....................................................................................................................109
4.4.2 光纤传感器........................................................................................................110
4.4.3 光纤液位传感器................................................................................................112
4.5 超声波测距装置的制作和调试.....................................................................................113
4.5.1 电路制作............................................................................................................113
4.5.2 电路调试............................................................................................................115
小 结.................................................................................................................................116
习 题.................................................................................................................................116
第5章 速度的检测......................................................................................................... 121
5.1 电涡流式传感器测量转速.............................................................................................121
5.1.1 高频反射式和低频透射式电涡流传感器........................................................121
5.1.2 电涡流式传感器测量转换电路........................................................................122
5.1.3 电涡流式传感器的结构及技术指标................................................................123
5.1.4 电涡流式传感器的应用....................................................................................125
5.2 霍尔传感器测量转速.....................................................................................................128
5.2.1 霍尔传感器的基本工作原理............................................................................128
5.2.2 霍尔元件............................................................................................................130
5.2.3 霍尔传感器........................................................................................................133
5.2.4 霍尔传感器的应用............................................................................................134
5.3 光电传感器测量转速.....................................................................................................137
5.3.1 光电效应和光电元件........................................................................................137
5.3.2 光电传感器的应用............................................................................................148
5.4 微波传感器测速.............................................................................................................155
5.4.1 微波的基本知识................................................................................................155
5.4.2 微波传感器........................................................................................................156
5.4.3 微波多普勒测速传感器....................................................................................157
5.4.4 微波传感器的其他应用....................................................................................158
5.5 光电式测速装置的制作和调试.....................................................................................161
5.5.1 电路制作............................................................................................................161
5.5.2 电路调试............................................................................................................162
小 结.................................................................................................................................163
习 题.................................................................................................................................163
第6章 位移的检测......................................................................................................... 168
6.1 电感式传感器测量位移.................................................................................................168
6.1.1 位移检测的主要方法及特点............................................................................168
6.1.2 自感式传感器....................................................................................................169
6.1.3 差分变压器........................................................................................................173
6.1.4 电感式测微仪....................................................................................................176
6.1.5 电感式传感器的应用........................................................................................177
6.2 光栅传感器测量位移.....................................................................................................178
6.2.1 光栅的结构和种类............................................................................................179
6.2.2 光栅传感器的工作原理....................................................................................1796.2.3 光栅传感器的使用............................................................................................182
6.3 光电编码器测量角位移.................................................................................................185
6.3.1 增量式光电编码器............................................................................................186
6.3.2 绝对式编码器....................................................................................................187
6.3.3 光电式旋转编码器的使用................................................................................188
6.3.4 光电式旋转编码器的应用................................................................................190
6.4 磁栅传感器测量位移.....................................................................................................190
6.4.1 磁栅的组成及类型............................................................................................191
6.4.2 磁栅传感器的工作原理....................................................................................191
6.4.3 信号处理方式....................................................................................................192
6.4.4 磁栅数显装置....................................................................................................193
6.5 感应同步器.....................................................................................................................193
6.5.1 感应同步器的结构............................................................................................193
6.5.2 感应同步器的工作原理....................................................................................194
6.5.3 感应同步器的信号处理方式............................................................................195
6.5.4 感应同步器数显表............................................................................................196
6.6 位移检测控制系统的制作和调试.................................................................................197
6.6.1 系统设计目的....................................................................................................197
6.6.2 系统的工作原理................................................................................................197
6.6.3 系统的主要器件................................................................................................198
6.6.4 系统设计步骤....................................................................................................198
小 结.................................................................................................................................199
习 题.................................................................................................................................199
第7章 气体成分与湿度的检测....................................................................................... 203
7.1 气敏传感器测量气体成分.............................................................................................203
7.1.1 气体成分检测的主要方法及特点....................................................................203
7.1.2 半导体气敏传感器............................................................................................204
7.1.3 半导体气敏传感器的应用................................................................................208
7.2 湿度检测.........................................................................................................................211
7.2.1 湿度检测的主要方法及特点............................................................................211
7.2.2 常见的湿度传感器............................................................................................213
7.2.3 湿度传感器的特性参数....................................................................................217
7.2.4 湿度传感器的使用............................................................................................218
7.2.5 湿度传感器的应用实例....................................................................................219
7.2.6 结露传感器........................................................................................................221
7.3 粮食湿度检测器的制作与调试.....................................................................................223
7.3.1 电路制作............................................................................................................223
7.3.2 电路调试............................................................................................................224
小 结.................................................................................................................................224
习 题.................................................................................................................................225
第8章 检测系统的抗干扰技术....................................................................................... 227
8.1 干扰的类型及形成要素.................................................................................................227
8.1.1 干扰源的类型....................................................................................................227
8.1.2 电磁干扰的途径................................................................................................228
8.1.3 电子测量装置的两种干扰................................................................................229
8.2 抑制干扰措施.................................................................................................................230
8.2.1 硬件抑制干扰措施............................................................................................230
8.2.2 软件抗干扰实施................................................................................................233
小 结.................................................................................................................................233
习 题.................................................................................................................................233
第9章 检测技术的综合应用........................................................................................... 235
9.1 传感器在家用电器中的应用.........................................................................................235
9.1.1 传感器在电冰箱中的应用................................................................................235
9.1.2 传感器在电压力锅中的应用............................................................................236
9.1.3 传感器在模糊控制洗衣机中的应用................................................................237
9.1.4 传感器在笔记本式计算机中的应用................................................................239
9.2 传感器在汽车中的应用.................................................................................................241
9.2.1 汽车电子控制系统............................................................................................241
9.2.2 汽车中的温度传感器........................................................................................246
9.2.3 汽车中的流量传感器........................................................................................247
9.2.4 汽车中的压力传感器........................................................................................249
9.2.5 汽车中的位置和转速传感器............................................................................250
9.3 传感器在数控机床中的应用.........................................................................................250
9.3.1 数控机床中的传感器........................................................................................250
9.3.2 位置检测传感器................................................................................................252
9.3.3 温度检测传感器................................................................................................255
9.3.4 振动检测传感器................................................................................................257
9.4 传感器在智能楼宇中的应用.........................................................................................258
9.4.1 空调系统............................................................................................................258
9.4.2 给排水系统........................................................................................................260
9.4.3 电梯监控系统....................................................................................................260
9.4.4 照明监控系统....................................................................................................262
9.4.5 防火监控系统....................................................................................................262
9.4.6 安全防范系统....................................................................................................264
小 结.................................................................................................................................267
习 题.................................................................................................................................267
参考文献............................................................................................................................ 268
"
" 学习经历：1993~1997安徽机电学院大学本科学习。2004~2007年在中国科学技术大学攻读硕士学位。
教学经历：1997.7～至今，在安徽职业技术学院电气系从事机电一体化专业课程的理论和实践教学及教学研究。 指导机电一体化专业的毕业设计及顶岗实习。担任国家教育部及省教育厅组织的师资培训教学任务。承担中央财政支持的职业教育实训基地传感器实训室的建设与管理工作。
科研成果：1．发表论文《音频压缩编码中参数比特分配算法的研究和实现》. 微电子学与计算机，2008（2）、《音频编码中MDCT算法的一种FPGA实现》.电子测量技术，2008（1）、 基于Zigbee技术的无线传感器网络在水质监测系统中的应用. 安徽职业技术学院学报，2009（1）、《传感器与检测技术虚拟实验教学研究和实践》.中国电力教育，2011年（13） 、《传感器与检测技术虚拟实验室的设计和研究》.安徽职业技术学院学报，2011（3）等。 2、编写教材参编省十一五规划教材教材《自动控制原理与系统》、副主编《传感器与检测技术》、副主编《维修电工技能与实训》、主编《传感器与自动检测技术》等。 3、其它成果：主持院级教研课题《虚拟传感器实验室的研究和开发》、《基于无线传感器网络的高校校园火灾监测系统研究》等、 参加省级特色专业“电气自动化技术”专业的建设， 并承担《自动调速技术》一体化教学实施及课程开发的任务、 参加省质量工程项目机电一体化技术开放实训基地项目建设、 参加国家示范性高职院校机电一体化专业示范建设专业的“自动检测和转换技术”、“机电设备的故障诊断与维修”课程建设、 指导学生参加安徽省职业技能大赛，获2012年“智能建筑及楼宇自动化”项目省级一等奖。
"
教材内容紧跟传感器和检测技术的发展，及时将新技术、案例引入教材，并且教材中拓展阅读部分也介绍了本领域的先进技术，供学生学习参考。