本書是高等職業教育在線開放課程新形態一體化教材，全書共分8個項目，分別為傳感器基礎認知、溫度檢測、力和位移的檢測、光的檢測、磁性量檢測、數字式位置檢測、環境量檢測、無線傳感器網絡。本書詳細介紹了傳感器的結構、特性與工作原理，引入了典型、實用、有趣的項目案例，不僅培養了學生在傳感器選型、應用等方面的技能，同時，也使學生更深刻地感受到新技術、新器件在自動檢測領域中的應用。
本書可作為高等職業院校、應用技術大學、高等專科學校、成人教育等的電子信息類專業、自動化類專業及相關專業的教學用書，也可作為相關專業技術的培訓教材。
前言
二維碼資源清單
項目1傳感器基礎認知1
引導案例航天飛行器上的傳感器1
任務1.1傳感器的認知1
1.1.1傳感器的定義與組成1
1.1.2傳感器的作用與分類3
1.1.3傳感器技術發展趨勢4
任務1.2傳感器的性能指標5
1.2.1傳感器的靜態特性5
1.2.2傳感器的動態特性8
任務1.3傳感器的測量誤差8
1.3.1誤差的類型9
1.3.2誤差的表示方法9
1.3.3精度等級10
拓展閱讀2020年全球和中國傳感器行業現狀10
思考與練習12
項目2溫度檢測14
引導案例汽車上的溫度傳感器14
知識儲備溫度測量和溫標14
任務2.1熱電偶測溫16
2.1.1熱電偶的工作原理17
2.1.2熱電偶的結構形式與熱電偶材料19
2.1.3熱電偶的冷端補償23
2.1.4熱電偶測溫基本電路24
任務2.2熱電阻測溫25
2.2.1常用熱電阻25
2.2.2熱電阻傳感器的測量電路26
2.2.3熱敏電阻29
2.2.4熱敏電阻的檢測和應用29
任務2.3集成溫度傳感器測溫32
2.3.1工作原理及特點32
2.3.2常用集成溫度傳感器33
2.4同步技能訓練36
2.4.1電冰箱溫度超標指示電路的制作36
2.4.2空調溫控電路的調試37
拓展閱讀超聲波測溫技術和熱成像技術40
思考與練習44
項目3力和位移的檢測46
引導案例壓電薄膜傳感器、ADX1320雙軸
加速度傳感器和TMD2635數字
接近傳感器模塊46
知識儲備彈性敏感元件47
任務3.1電阻應變式傳感器測力51
3.1.1電阻應變片的結構及工作原理52
3.1.2電阻應變式傳感器的應用54
任務3.2壓電式傳感器測力58
3.2.1壓電式傳感器原理與壓電材料59
3.2.2壓電式傳感器的測量電路61
3.2.3壓電式傳感器的應用62
任務3.3電容式傳感器測位移63
3.3.1電容式傳感器的工作原理與結構63
3.3.2電容式傳感器的測量電路66
3.3.3電容式傳感器的應用67
任務3.4電感式傳感器測位移69
3.4.1自感式電感傳感器69
3.4.2差動變壓器72
3.4.3電感式傳感器的應用74
任務3.5接近開關及應用75
3.5.1常用接近開關及特性75
3.5.2接近開關的技術指標80
3.5.3接近開關的選型81
3.5.4接近開關的接線81
3.6同步技能訓練82
3.6.1壓電式簡易門鈴的制作與調試82
3.6.2電容式接近開關的安裝與調試83
3.6.3數顯電子秤的制作與調試85
拓展閱讀汽車電子中的MEMS傳感器92
思考與練習95
項目4光的檢測100
引導案例手機中的光線傳感器和PM2.5
粉塵傳感器100
知識儲備光電傳感器基礎100
任務4.1認識光電器件102
4.1.1常用光電器件103
4.1.2光電器件的特性與比較106
4.1.3光電器件的應用111
任務4.2認識光電耦合器件113
4.2.1光電耦合器113
4.2.2光電開關114
任務4.3認識紅外線傳感器116
4.3.1紅外線及其應用116
4.3.2熱釋電型紅外線傳感器117
4.3.3紅外探測器119
任務4.4認識光纖傳感器123
4.4.1光纖傳感元件123
4.4.2常用光纖傳感器124
4.5同步技能訓練126
4.5.1自動水龍頭電路設計126
4.5.2可逆計數器電路設計127
4.5.3智能環保小夜燈128
拓展閱讀BH1750數字式光照度傳感器和TCS3200顏色傳感器131
思考與練習133
項目5磁性量檢測135
引導案例霍爾速度傳感器與汽車防抱死系統135
任務5.1霍爾傳感器135
5.1.1霍爾元件的工作原理及特性136
5.1.2霍爾集成電路137
5.1.3霍爾傳感器的應用139
任務5.2干簧管142
任務5.3其他磁敏傳感器143
5.3.1磁敏電阻144
5.3.2磁敏二極管146
5.3.3磁敏晶體管149
5.4同步技能訓練151
5.4.1霍爾電子轉把和閘把的測試151
5.4.2干簧管式水位控制裝置153
5.4.3磁敏電阻綜合應用155
拓展閱讀磁傳感器集成芯片—霍尼韋爾HMC5883L156
思考與練習157
項目6數字式位置檢測160
引導案例位移傳感器與數控機床160
任務6.1光柵測位移160
6.1.1莫爾條紋160
6.1.2光柵位移傳感器的結構及工作原理161
6.1.3光柵位移傳感器的應用162
6.1.4長光柵尺的安裝162
任務6.2光電編碼器測角位移162
6.2.1增量式編碼器163
6.2.2絕對式光電編碼器164
6.2.3光電脈沖編碼器的應用166
任務6.3磁柵測位移167
6.3.1磁柵傳感器的組成及類型168
6.3.2磁柵傳感器的工作原理168
6.3.3磁柵傳感器的應用171
6.4同步技能訓練172
6.4.1光柵位移傳感器數顯系統的安裝與維護172
6.4.2數控機床主軸光電編碼器的安裝與調試177
6.4.3數控機床磁柵的安裝180
思考與練習181
項目7環境量檢測183
引導案例天津港“8.12”特別重大火災爆炸事故183
知識儲備濕度的表示法和聲波183
任務7.1氣敏傳感器與煙霧傳感器184
7.1.1氣敏傳感器的分類185
7.1.2氣敏傳感器的選擇188
7.1.3煙霧傳感器188
7.1.4氣敏傳感器的檢測和應用189
任務7.2濕度與水分傳感器192
7.2.1濕度傳感器基礎192
7.2.2濕度傳感器的分類193
7.2.3含水量檢測195
7.2.4濕度傳感器的檢測和應用196
任務7.3聲敏傳感器及超聲波傳感器198
7.3.1聲敏傳感器198
7.3.2超聲波傳感器202
7.4同步技能訓練207
7.4.1火災自動報警電路207
7.4.2實用酒精檢測報警器208
7.4.3超聲波倒車防撞報警電路209
拓展閱讀數字溫濕度傳感器DHT11 210
思考與練習212
項目8無線傳感器網絡213
引導案例山體滑坡的無線傳感器監測網絡213
任務8.1無線傳感器網絡基礎213
8.1.1無線傳感器體系結構214
8.1.2無線傳感器網絡協議結構215
8.1.3無線傳感器網絡特點217
8.1.4無線傳感器網絡應用218
任務8.2無線傳感器網絡的關鍵技術219
任務8.3應用實例221
8.3.1基于ZigBee的節水灌溉系統221
8.3.2遠程醫療監護系統223
拓展閱讀LoRa技術224
思考與練習226
附錄 常用傳感器的性能及選擇227
參考文獻229
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