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绪论1

一、检测技术与传感器的作用和地位1

二、检测系统简介2

三、检测技术与传感器的发展趋势3

四、本课程的内容、任务和学习方法4

思考与练习5

项目一　检测技术与传感器的认知6

任务一　传感器的认知6

一、传感器的定义6

二、传感器的组成6

三、传感器的分类7

任务二　测量误差的认知及处理8

一、测量的概念及方法8

二、测量误差的认知10

三、测量误差的分类12

四、测量误差的处理13

任务三　传感器的特性及选用认知17

一、传感器的特性17

二、传感器的选用认知19

思考与练习21

项目二　速度检测22

任务一　电涡流传感器用于转速检测22

任务提出22

相关知识22

一、电涡流传感器外形结构和性能指标23

二、电涡流传感器的工作原理24

三、高频反射式电涡流传感器24

四、低频透射式电涡流传感器24

五、电涡流传感器的测量电路25

任务实施26

其他案例27

训练一下29

实验一 用电涡流传感器检测位移29

任务二　汽车行车速度检测31

任务提出31

相关知识32

一、霍尔传感器的外形结构和性能32

二、霍尔传感器的工作原理34

三、霍尔传感器的测量电路及补偿35

四、霍尔集成传感器36

任务实施36

其他案例38

训练一下40

实验二 直流激励时用霍尔传感器检测位移41

任务三　磁电式传感器用于转速检测42

任务提出42

相关知识42

一、磁电式传感器的工作原理42

二、变磁通式磁电传感器43

三、恒磁通式磁电传感器43

任务实施43

其他案例45

训练一下46

任务四　光电传感器用于转速检测47

任务提出47

相关知识47

一、光电传感器的工作原理47

二、光电器件48

三、光电传感器的组成及测量方法52

任务实施52

其他案例53

训练一下57

思考与练习57

项目三 位移检测60

任务一　数控机床的位移检测（光电编码器）60

任务提出60

相关知识61

一、光电编码器和码盘的外形图61

二、增量式编码器61

三、绝对式编码器62

任务实施63

其他案例65

训练一下66

任务二　数控机床的位移检测（光栅传感器）66

任务提出66

相关知识67

一、光栅传感器的外形与结构67

二、光栅的类型与结构68

三、莫尔条纹的形成及特性68

四、光栅传感器的组成69

五、光栅传感器测量位移的原理69

六、光栅传感器的测量电路70

任务实施73

训练一下74

任务三　数控机床的位移检测（磁栅传感器）74

任务提出74

相关知识75

一、磁栅传感器的外形75

二、磁尺75

三、磁头的结构和原理76

四、磁栅传感器的组成和测量原理77

任务实施77

训练一下78

任务四　轴承滚柱的直径检测78

任务提出78

相关知识78

一、电感式测微传感器的外形与结构78

二、自感式电感传感器79

三、互感式电感传感器83

任务实施86

其他案例87

训练一下88

实验三　差动变压器检测位移88

思考与练习89

项目四 力检测91

任务一　电子台秤的重量检测91

任务提出91

相关知识91

一、测力传感器中的弹性敏感元件91

二、电阻应变式传感器93

三、压阻式压力传感器97

任务实施98

其他案例100

训练一下100

实验四　金属应变片与单臂、半桥和全桥电路检测重量101

任务二　桥墩水下部位缺陷的检测105

任务提出105

相关知识105

一、压电传感器、压电材料的外形和技术指标105

二、压电传感器的工作原理106

三、压电传感器的等效电路与测量电路109

四、压电传感器的使用注意事项110

任务实施110

其他案例111

训练一下113

思考与练习113

项目五　温度检测115

任务一　轧钢炉的温度检测116

任务提出116

相关知识116

一、热电偶的外形结构、种类和特性117

二、热电偶工作原理119

三、热电偶的基本定律120

任务实施122

其他案例124

训练一下125

任务二　管道温度的检测125

任务提出125

相关知识126

一、热电阻的外形、结构及性能126

二、热电阻的工作原理127

任务实施127

其他案例128

训练一下129

任务三　电冰箱温度检测129

任务提出129

相关知识130

一、热敏电阻的外形结构及符号130

二、热敏电阻的工作原理130

三、热敏电阻的分类131

任务实施131

相关案例132

训练一下134

任务四　空调器的温度检测134

任务提出134

相关知识134

一、AD590系列集成温度传感器135

二、AN6701S集成温度传感器135

任务实施136

其他案例137

训练一下137

任务五　非接触式体温检测138

任务提出138

相关知识138

一、红外辐射138

二、红外探测器139

三、红外测温的特点141

任务实施141

相关案例142

训练一下144

思考与练习144

项目六　液位检测145

任务一　汽车油箱的液位检测145

任务提出145

相关知识145

一、电容式液位传感器的外形145

二、各种电容式传感器的结构145

三、电容式传感器的工作原理145

四、电容式传感器的测量电路148

任务实施152

其他案例154

训练一下156

实验五 电容式传感器检测位移156

任务二　高压密闭容器的液位检测158

任务提出158

相关知识158

一、超声波传感器的外形、结构和特性158

二、超声波的特性159

三、超声波传感器的工作原理160

四、超声波探测用耦合剂160

任务实施160

其他案例162

训练一下164

思考与练习165

项目七　环境量检测167

任务一　厨房可燃气体泄漏检测167

任务提出167

相关知识168

一、半导体气敏传感器168

二、接触燃烧式气敏传感器170

三、固体电解质气体传感器170

四、电化学气体传感器170

任务实施171

其他案例172

训练一下173

任务二　粮仓湿度检测174

任务提出174

相关知识174

一、湿度的概念175

二、湿敏器件的外形175

三、湿敏传感器的结构与工作原理176

四、湿敏传感器的使用注意事项177

任务实施178

其他案例180

训练一下182

任务三　噪声检测183

任务提出183

相关知识183

一、声波183

二、声敏传感器的分类184

三、常用传声器的介绍184

任务实施184

其他案例185

训练一下186

思考与练习187

项目八　智能检测与传感器在自动线中的应用189

任务一　压力信号的智能检测189

任务提出189

相关知识189

一、智能传感器的概念189

二、智能传感器的功能与特点190

三、智能传感器的组成191

四、智能传感器的实现191

任务实施192

其他案例193

训练一下194

任务二　传感器在自动线中的应用194

一、光电开关及应用195

二、磁性开关及应用197

三、霍尔接近开关及应用199

四、电涡流式接近开关及应用200

五、光纤传感器及应用201

六、电容式接近开关及应用202

思考与练习203

项目九　检测系统与无线传感器网络204

任务一　检测系统204

一、检测系统的组成框图204

二、检测系统的工作原理204

三、检测系统各部分介绍205

任务二　检测系统的抗干扰技术210

一、干扰与噪声210

二、两种测量干扰211

三、外部干扰的抑制212

四、内部干扰的抑制213

任务三 无线传感器网络214

一、无线传感器网络的概念214

二、无线传感器网络的主要特征215

三、无线传感器网络的组成216

四、无线传感器网络的应用218

思考与练习219

附录1　热电偶分度表221

附录2　热电阻分度表229

附录3　测量的基准、标准和单位制简介231

附录4　几种常用传感器的性能比较233

参考文献235