传感器与检测技术

内容简介

《全国高职高专教育电子电气类专业规划教材：传感器与检测技术》在讲述了传感器与检测技术的基本概念、测量及误差处理知识、传感器的特性及正确选用等内容的基础上，以温度、力、位移、速度、液位、气体、湿度、噪声及生物量等参数检测为主线，介绍了各类常用传感器的结构、性能和原理，传感器的测量转换电路和应用。同时对智能传感器、微型传感器、自动检测系统和系统的抗干扰技术、无线传感器网络技术等进行了讲述。还介绍了几个传感器的综合应用实例。
　　《全国高职高专教育电子电气类专业规划教材：传感器与检测技术》在内容编排上，由实例引入，按照“任务提出”、“相关知识”、“任务实施”、“其他案例”和“训练一下”几个部分递进完成。采用任务的项目课程教学，将传感器与检测技术的知识和技能点融入项目的工作任务之中。
　　《全国高职高专教育电子电气类专业规划教材：传感器与检测技术》可作为高等职业院校机电一体化、自动化、应用电子、数控、机械等专业的教学用书，也可作为有关工程技术人员的参考与自学用书。

目录

绪论
一、传感器与检测技术概述
二、传感器与检测技术的作用和地位
三、检测系统简介
四、传感器与检测技术的发展趋势
五、本课程的内容、任务和学习方法
思考与练习题
项目一 传感器与检测技术的认知
任务一传感器的认知
一、传感器的定义
二、传感器的组成
三、传感器的分类
任务二 测量误差的认知及处理
一、测量的概念及方法
二、测量误差的认知
三、测量误差的分类
四、测量误差的处理
任务三传感器与检测系统的特性
认知
一、静态特性
二、动态特性
任务四传感器的选用
一、传感器的常用性能指标
二、传感器的选择要求
三、传感器的选用原则
思考与练习题
项目二 温度检测
任务一轧钢炉的温度检测
任务提出
相关知识
一、热电偶的外形结构、种类和特性
二、热电偶的测温原理
三、热电偶的基本定律
任务实施
其他案例
一训练一下
任务二 管道温度检测
任务提出
相关知识
一、热电阻的外形、结构及性能
二、热电阻的测温原理
任务实施
其他案例
训练一下
任务三 电冰箱温度检测
任务提出
相关知识
一、热敏电阻的外形结构及符号
二、热敏电阻的测温原理
三、热敏电阻的分类
任务实施
其他案例
训练一下
任务四 空调器的温度检测
任务提出
相关知识
一、AD590系列集成温度传感器
二、AN670IS集成温度传感器
任务实施
其他案例
训练一下
任务五 非接触式体温检测
任务提出
相关知识
一、红外辐射
二、红外探测器
三、红外测温的特点
任务实施
其他案例
训练一下
思考与练习题
项目三 力检测
任务一 电子台秤的重量检测
任务提出
相关知识
一、测力传感器中的弹性敏感元件
二、电阻应变式传感器
三、扩散型压阻式压力传感器
任务实施
其他案例
训练一下
实验一 金属应变片与单臂、半桥和全桥电路检测重量
任务二 桥墩水下部位缺陷的检测
任务提出
相关知识
一、压电传感器、压电材料的外形和技术指标
二、压电传感器的工作原理
三、压电传感器的等效电路与测量电路
四、压电传感器使用的注意事项任务实施
其他案例
训练一下
思考与练习题
项目四 位移检测
任务一 轴承滚柱的直径检测
任务提出
相关知识
一、电感式测微传感器的外形与结构
二、自感式电感式传感器
三、互感式电感式传感器
任务实施
其他案例
训练一下
实验二 差分变压器检测位移
任务二振动和偏心检测
任务提出
相关知识
一、电涡流传感器外形结构和性能指标
二、电涡流传感器的工作原理
三、高频反射式电涡流传感器
四、低频透射式电涡流传感器
五、电涡流传感器的测量电路
任务实施
其他案例
训练一下
实验三 电涡流传感器检测位移
任务三 数控机床的位移检测（光栅
传感器）
任务提出
相关知识
一、光栅传感器的外形与结构
二、光栅的类型与结构
三、光栅传感器的组成
四、莫尔条纹
五、光栅传感器测量位移的原理
六、光栅传感器的测量电路
任务实施
训练一下
任务四 数控机床的位移检测（磁栅
传感器）
任务提出
相关知识
一、磁栅传感器的外形
二、磁尺
三、磁头的结构和原理
四、磁栅传感器的组成和测量原理
……

摘要与插图

二、测量误差的认知
　　人们认识客观世界，不仅要进行定性的观察，还必须通过各种测量进行定量描述。但由于人们的认识能力不足和科学水平的限制，测量设备、测量对象、测量方法和测量者本身都会受到各种因数的影响；同时，测量系统的加入也会改变被测对象原有的状态。因此被测量的真值实际上是测不到的，这种不一致在数值上表现为误差。一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有科学实验的过程之中。
　　（一）测量误差的基本概念
　　1．真值
　　真值是在确定的时间、地点和状态下，被测量表现出来的实际大小。真值是客观存在的，又是不可测得的，通常称为“理论真值”。在实际工作中采用“约定真值”或“相对真值”来替代“理论真值”。约定真值是根据计量委员会通过并发布的各种物理参量单位的定义，利用进科学技术复现这些实物单位基准，并被为或国家基准的值。在计量传递过程中，用约定真值代替理论真值进行量值传递。而相对真值是检测器具的误差小于低一级检测器具误差的三分之一，则可认为前者是后者的相对真值。
　　2．测量误差
　　测量误差是检测结果与被测量的真值之间的差值。
　　3．标称值
　　标称值是计量或测量器具上标注的量值，如标准砝码上标出的1kg。
　　4．示值
　　示值是由测量仪器给出或提供的量值，也称测量值。
　　5．度（精度）
　　度是测量结果中系统误差与随机误差的综合，表示测量结果与真值的一致程度。
　　（二）测量误差的来源
　　在测量过程中，误差的来源主要有以下几个方面：
　　1．测量装置误差
　　测量装置误差包括传感器和测量仪器仪表的误差、标准件的误差以及装卡附件的误差。传感器和测量仪器仪表的误差如设计、制造误差；标准件的误差如标准量块、标准线纹尺、标准电池、标准电阻、标准砝码等所体现量值的误差；装卡附件的误差如装卡定位等造成的误差。
　　2．测量方法误差
　　测量方法不完善或测量所依据的理论公式本身的近似性引起的误差。
　　3．环境误差
　　各种环境因素与规定的标准状态不一致而引起的测量装置和被测量本身的变化所造成的误差。如温度、湿度、气压、振动、照明、电磁场等所引起的误差。
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