本書主要內(nèi)容包括傳感技術基礎知識、常用被測量測量控制技術、典型傳感器件(含新型傳感器件)選用、傳感檢測系統(tǒng)及接口技術、傳感技術教學實驗指導等內(nèi)容。考慮到高職高專類相關專業(yè)教學的實際需要,本書采取基礎知識介紹、分析,傳感器件選用,檢測系統(tǒng)及接口技術并重的原則,重點突出常用被測量的實際測量與控制技術,以使學生的學習達到良好的效果,為其分析、運用傳感技術為實際工程服務打好基礎。
傳感技術是測量技術、半導體技術、計算機技術、信息處理技術、微電子學、光學、聲學、精密機械、仿生學和材料科學等眾多學科相互交叉的綜合性和高新技術密集型前沿技術之一,是現(xiàn)代新技術革命和信息社會的重要基礎,是自動檢測和自動控制技術不可缺少的重要組成部分。目前,傳感技術已成為我國國民經(jīng)濟不可或缺的支柱產(chǎn)業(yè)的一部分。傳感器在工業(yè)部門的應用普及率已被國際社會作為衡量一個國家智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的重要標志。
本書通過精選內(nèi)容、歸類編排的方法增強傳感器教學的系統(tǒng)性,有利于讀者對傳感器的現(xiàn)狀和發(fā)展有一個完整的概念。鑒于傳感器種類繁多,涉及的學科廣泛,不可能也沒有必要對各種具體傳感器逐一剖析。本書在編寫中力求突出共性技術基礎,對各類傳感器則注重機理分析,篩選我國當前工業(yè)生產(chǎn)和科研實際應用廣泛的內(nèi)容,納入重點編寫。
全書共8章,內(nèi)容包括傳感器的基本概念、傳感器的特性及測量電路分析、電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、熱電式傳感器、氣敏式傳感器、濕敏式傳感器、輻射式傳感器、光電式傳感器、光纖式傳感器等。注重理論與實踐相給合,力求能用一定理論去解決實際問題;既能掌握一定的先進技術,又能著眼當前的技術應用服務。
與此同時,本書將一些實際案例通過二維碼技術實現(xiàn),讀者可掃描二維碼參考這些案例。
本書可作為高等學校電氣、電子、檢測技術、儀器儀表、自動化、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)的教材,也可作為跨專業(yè)選修課教材。除緒論外,傳感器各章均具有一定的獨立性。可供有關專業(yè)本科生、大專生和研究生選用;同時,也可作為有關工程技術人員的參考書。
本書由饒志強、鈕文良編著,負責總體設計和統(tǒng)稿;龍建雄、路銘、陳景霞、肖琳、申海偉、杜麗娟參編,采用集體討論、分工編寫、交叉修改的方式進行。
本書的編寫得到了北京聯(lián)合大學人才培養(yǎng)定額專項“跨學科多層次可持續(xù)人才培養(yǎng)模式研究”的資助。與此同時得到了北京聯(lián)合大學應用科技學院的教師和有關領導的大力支持。編寫時參考了諸多書籍,在此對參考文獻的作者表示感謝!最后,感謝科學出版社各位編輯為本書的出版傾注了大量的心血和熱情,也正是他們前瞻性的眼光,才讓讀者有機會看到本書。
前言
第1章 緒論
1.1 傳感器的定義及作用
1.2 傳感器的分類
1.3 傳感器的基本特性
1.4 傳感器的動態(tài)模型
習題
第2章 電阻式傳感器
2.1 傳感器的彈性敏感元件
2.2 應變式電阻傳感器
2.2.1 應變效應
2.2.2 電阻應變片的結(jié)構和工作原理
2.2.3 電阻應變片的溫度誤差及其補償方法
2.2.4 電阻應變片的測量電路
2.3 電阻式傳感器的應用
2.4 應變片的應用
習題
第3章 電容式傳感器
3.1 電容式傳感器的工作原理
3.2 電容式傳感器的等效電路
3.3 電容式傳感器的測量電路
3.4 電容式傳感器應用舉例
習題
第4章 電感式傳感器
4.1 變磁阻式傳感器
4.1.1 自感式傳感器
4.1.2 差動自感傳感器
4.2 互感(差動變壓器)式傳感器
4.3 電渦流式傳感器
4.4 電感式傳感器應用舉例
4.5 電感式傳感器的應用
4.5.1 位移測量
4.5.2 壓力測量
習題
第5章 壓電式傳感器
5.1 壓電式傳感器原理
5.1.1 壓電效應
5.1.2 壓電式傳感器等效電路和測量電路
5.1.3 測量電路
5.1.4 壓電式傳感器的應用
5.2 熱電式傳感器
5.2.1 熱電偶
5.2.2 熱電偶測溫原理
5.2.3 熱電偶基本定律
5.2.4 熱電偶的誤差及其補償措施
5.2.5 熱電偶的材料與種類
5.2.6 熱電偶實用測量電路
5.3 熱電阻
5.4 熱敏電阻
5.5 PN結(jié)型溫度傳感器
5.6 熱電式溫度傳感器應用舉例
5.6.1 高精度K型熱電偶數(shù)字溫度計
5.6.2 熱電阻式傳感器的應用
習題
第6章 氣敏和濕敏傳感器
6.1 氣敏傳感器
6.2 濕敏傳感器
6.2.1 濕度的定義
6.2.2 濕敏傳感器的主要參數(shù)
6.2.3 濕敏傳感器的測量電路
6.3 氣敏傳感器的應用
6.3.1 換氣扇的自動控制電路
6.3.2 吸排油煙機自動控制電路
6.3.3 家用氣體報警器
6.3.4 具有溫濕度補償?shù)臍怏w報警器
6.3.5 氣體/煙霧報警器
6.3.6 氣敏傳感器在汽車上的應用
6.4 一種簡單的濕度控制器的設計
6.4.1 室內(nèi)濕度控制器
6.4.2 汽車玻璃擋板結(jié)露控制電路
6.4.3 錄像機結(jié)露報警控制電路
習題
第7章 輻射式傳感器
7.1 紅外輻射傳感器
7.1.1 紅外輻射的基本特點
7.1.2 紅外輻射的基本定律
7.1.3 紅外探測器(傳感器)
7.2 超聲波傳感器
7.2.1 超聲波及其波形
7.2.2 超聲波的傳播速度
7.2.3 超聲波的物理性質(zhì)
7.2.4 超聲波傳感器
7.2.5 超聲波傳感器的應用
7.3 輻射式傳感器應用舉例
7.4 超聲波應用電路
習題
第8章 光電式與光纖傳感器
8.1 光電效應
8.2 外光電效應的光電器件
8.3 內(nèi)光電效應的光電器件
8.4 光電耦合器件
8.5 光電傳感器的應用
8.6 光導纖維(光纖)傳感器
8.6.1 光纖結(jié)構
8.6.2 斯涅耳定理
8.6.3 光纖的傳(導)光原理
8.6.4 光纖傳感器結(jié)構原理及分類
8.6.5 光纖傳感器的調(diào)制原理
8.6.6 光電傳感器與光纖傳感器應用舉例
8.7 光纖光柵傳感器的應用
8.7.1 光纖光柵傳感器的優(yōu)勢
8.7.2 光纖光柵的傳感應用
8.8 現(xiàn)狀與展望
習題
參考文獻