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绪论1

一、传感器与检测技术的作用和地位1

二、基本概念2

三、检测系统简介2

四、传感器与检测技术的发展趋势4

五、本课程的内容、任务和学习方法5

［思考与练习题］6

项目一 温度检测7

任务一 轧钢炉的温度检测8

*任务提出8

*相关知识8

一、热电偶的外形结构、种类和特性9

二、热电偶的工作原理11

三、热电偶的基本定律12

*任务实施14

一、合理选择热电偶传感器的类型14

二、正确使用热电偶传感器14

*其他案例16

任务二 管道温度的检测17

*任务提出17

*相关知识17

一、热电阻的外形、结构及性能17

二、热电阻工作原理18

*任务实施19

一、合理选择热电阻的类型19

二、正确使用热电阻传感器19

*其他案例19

任务三 电冰箱温度检测20

*任务提出20

*相关知识20

一、热敏电阻的外形结构及符号20

二、热敏电阻的工作原理20

三、热敏电阻的分类21

*任务实施22

一、合理选择热敏电阻的类型22

二、正确使用热敏电阻传感器22

*其他案例22

任务四 空调器的温度检测24

*任务提出24

*相关知识25

一、AD590系列集成温度传感器25

二、AN6701S集成度传感器26

*任务实施26

一、合理选择集成温度传感器的类型26

二、正确使用AN6701S集成温度传感器26

*其他案例27

任务五 非接触式体温检测28

*任务提出28

*相关知识28

一、红外辐射28

二、红外传感器29

*任务实施31

一、合理选择红外传感器的类型31

二、正确使用红外测温传感器31

*其他案例32

［思考与练习题］34

项目二 力检测35

任务一 吊杆秤的重量检测35

*任务提出35

*相关知识35

一、测力传感器的弹性敏感元件35

二、电阻应变式传感器36

三、压阻式传感器40

*任务实施42

一、合理选择测力传感器的类型42

二、正确使用测力传感器42

*其他案例47

任务二 桥墩水下部位缺陷的检测48

*任务提出48

*相关知识48

一、压电传感器的外形、技术指标和压电材料的外形48

二、压电传感器的工作原理49

三、压电传感器的等效电路与测量电路51

四、压电传感器的使用注意事项52

*任务实施52

一、合理选择压电传感器的类型52

二、正确使用压电式加速度传感器52

*其他案例53

［思考与练习题］55

项目三 位移检测57

任务一 轴承滚柱的直径检测57

*任务提出57

*相关知识57

一、电感测微传感器的外形58

二、自感式电感传感器58

三、互感式电感传感器63

*任务实施65

一、合理选择电感传感器65

二、正确使用电感传感器66

*其他案例68

任务二 振动和偏心检测69

*任务提出69

*相关知识69

一、电涡流传感器的外形结构和性能指标69

二、电涡流传感器的工作原理70

三、高频反射式电涡流传感器70

四、低频透射式电涡流传感器71

五、电涡流传感器的测量电路71

*任务实施72

一、合理选择电涡流传感器72

二、正确使用电涡流传感器72

*其他案例75

任务三 数控机床的位移检测（光栅传感器）77

*任务提出77

*相关知识77

一、光栅传感器的外形与结构77

二、光栅的类型与结构77

三、莫尔条纹及特性78

四、光栅传感器的组成79

五、光栅传感器测量位移的原理79

六、光栅传感器的测量电路80

*任务实施83

一、合理选择光栅传感器83

二、正确使用直线光栅位移传感器83

任务四 数控机床的位移检测（磁栅传感器）84

*任务提出84

*相关知识84

一、磁栅传感器的外形结构84

二、磁栅的结构84

三、磁头的结构和原理85

四、磁栅传感器的组成和测量原理86

*任务实施86

一、合理选择磁栅传感器86

二、正确使用磁栅位移传感器87

［思考与练习题］87

项目四 速度检测89

*任务提出89

任务一 机床转轴的转速检测（霍尔传感器）89

*相关知识89

一、霍尔传感器的外形结构和性能90

二、霍尔传感器的工作原理91

三、霍尔传感器的测量电路及补偿93

四、霍尔集成传感器94

*任务实施94

一、合理选择霍尔传感器的类型94

二、正确使用霍尔传感器94

*其他案例97

任务二 机床转轴的转速检测（磁电传感器）99

*相关知识99

一、磁电传感器的工作原理99

二、变磁通式磁电传感器100

三、恒磁通式磁电传感器100

*任务实施100

一、合理选择磁电传感器的类型100

二、正确使用变磁通式磁电传感器101

*其他案例102

任务三 机床转轴的转速检测（光电传感器）103

*相关知识103

一、光电传感器的工作原理103

二、光电元件104

三、光电传感器的组成及原理107

*任务实施108

一、合理选择光电传感器的类型108

二、正确使用光电传感器108

*其他案例109

任务四 机床转轴的转速检测（光电编码器）114

*相关知识114

一、光电编码器和码盘的外形114

二、增量式光电编码器114

三、绝对式光电编码器115

*任务实施116

一、合理选择光电编码器的类型116

二、正确使用增量式光电编码器116

［思考与练习题］118

项目五 液位检测120

任务一 汽车油箱的液位检测120

*任务提出120

*相关知识120

一、电容式液位传感器的外形120

二、几种电容传感器的结构121

三、电容传感器的工作原理121

四、电容传感器的测量电路124

*任务实施127

一、合理选择电容式液位传感器127

二、正确使用电容式液位传感器128

*其他案例130

任务二 高压密闭容器的液位检测133

*任务提出133

*相关知识133

一、超声波传感器的外形结构和特性133

二、超声波的特性134

三、超声波探测用耦合剂134

*任务实施135

一、合理选择超声波传感器的类型135

二、正确使用超声波液位传感器135

*其他案例136

［思考与练习题］138

项目六 气体检测140

任务 厨房可燃气体泄漏检测140

*任务提出140

*相关知识140

一、气敏电阻的外形和结构140

二、气敏电阻的组成、工作原理及特性141

三、接触燃烧式气敏传感器142

*任务实施142

一、合理选择气敏传感器的类型142

二、正确使用气敏电阻和报警器142

*其他案例144

［思考与练习题］146

项目七 湿度检测147

任务 粮仓水分检测147

*任务提出147

*相关知识147

一、湿度的概念147

二、湿敏器件的外形148

三、湿敏传感器的结构与工作原理148

四、湿敏传感器的使用注意事项150

*任务实施150

一、合理选择湿度传感器的类型150

二、正确使用湿敏传感器151

*其他案例152

［思考与练习题］153

项目八 检测与检测系统154

任务一 检测基本知识154

一、测量的概念及方法154

二、测量误差的分析基础156

三、测量误差的分类157

四、测量误差的处理158

五、检测系统的特性162

任务二 检测系统164

一、检测系统的组成和工作原理164

二、检测系统各部分介绍164

任务三 传感器的选用知识170

一、传感器的选择要求170

二、选择传感器的原则171

任务四 检测系统的抗干扰技术171

一、两种测量干扰171

二、外部干扰的抑制172

三、内部干扰的抑制173

［思考与练习题］173

附录174

附录1 热电偶分度表174

附录2 热电阻分度表182

附录3 测量的基准、标准和单位制简介183

附录4 几种常用传感器的性能比较184

参考文献186