內容簡介
本書以感測器的套用技術為主線安排內容,通過豐富的圖示、詳細的套用實例、新穎的取材,將感測器和工程檢測方面的知識和技能有機地聯繫在一起。本書主要介紹了工業、生活等領域常用感測器和一些新型感測器的結構原理、基本使用和綜合套用,同時,在編寫過程中,注意補充反映新器件、新技術的內容。全書共分9 章,主要內容包括認識感測器與自動檢測系統、溫度的檢測、力與壓力的檢測、
圖書目錄
第1章認識感測器與自動檢測系統....................................................................................1
1.1 認識自動檢測系統.............................................................................................................1
1.1.1 自動檢測系統的基本概念....................................................................................1
1.1.2 自動檢測系統的組成............................................................................................2
1.2 認識感測器.........................................................................................................................3
1.2.1 感測器的組成及其分類........................................................................................3
1.2.2 感測器的特性與指標............................................................................................4
小結.....................................................................................................................................6
習題.....................................................................................................................................6
第2章溫度的檢測.............................................................................................................8
2.1 熱電阻感測器測量溫度.....................................................................................................8
2.1.1 溫度檢測的主要方法及特點................................................................................8
2.1.2 金屬熱電阻............................................................................................................9
2.1.3 半導體熱敏電阻器..............................................................................................14
2.1.4 熱電阻感測器的套用..........................................................................................15
2.2 熱電偶感測器測量溫度...................................................................................................18
2.2.1 熱電偶測溫原理..................................................................................................18
2.2.2 熱電偶的結構類型和特性..................................................................................20
2.2.3 熱電偶的冷端補償..............................................................................................24
2.2.4 熱電偶感測器的使用..........................................................................................26
2.3 集成溫度感測器測量溫度...............................................................................................29
2.3.1 半導體管溫度感測器..........................................................................................29
2.3.2 集成溫度感測器..................................................................................................29
2.3.3 幾種常用的集成溫度感測器..............................................................................31
2.4 紅外感測器測量溫度.......................................................................................................36
2.4.1 紅外測溫的工作原理..........................................................................................36
2.4.2 紅外測溫儀的結構..............................................................................................37
2.4.3 紅外測溫儀的特點..............................................................................................37
2.4.4 紅外測溫儀的性能指標及選擇..........................................................................38
2.4.5 紅外測溫儀的使用..............................................................................................39
2.5 電動機溫控電路的製作與調試.......................................................................................40
2.5.1 電路製作..............................................................................................................40
2.5.2 電路調試..............................................................................................................41
小結...................................................................................................................................41
習題...................................................................................................................................41
第3章力與壓力的檢測....................................................................................................46
3.1 電阻應變式感測器測量壓力...........................................................................................46
3.1.1 壓力檢測的方法及壓力感測器的分類..............................................................46
3.1.2 電阻應變效應......................................................................................................46
3.1.3 電阻應變片的結構形式及特性..........................................................................48
3.1.4 電阻應變片的測量電路及溫度補償..................................................................50
3.1.5 電阻應變式感測器的套用..................................................................................53
3.2 壓電式感測器測量壓力...................................................................................................57
3.2.1 壓電效應及壓電材料..........................................................................................57
3.2.2 壓電式感測器的等效電路及測量電路..............................................................59
3.2.3 壓電式感測器的套用..........................................................................................60
3.3 簡易電子秤的製作與調試...............................................................................................62
3.3.1 電路製作..............................................................................................................63
3.3.2 電路調試..............................................................................................................63
小結...................................................................................................................................63
習題...................................................................................................................................64
第4章物位和流量的檢測................................................................................................68
4.1 電容式感測器檢測液位...................................................................................................68
4.1.1 物位檢測的方法..................................................................................................68
4.1.2 電容式感測器的基本工作原理..........................................................................70
4.1.3 電容式感測器的轉換電路..................................................................................73
4.1.4 差壓式液位檢測..................................................................................................77
4.1.5 電容式感測器的套用..........................................................................................81
4.2 超音波感測器檢測物位...................................................................................................84
4.2.1 超音波感測器的物理基礎..................................................................................84
4.2.2 超音波換能器及耦合技術..................................................................................87
4.2.3 超音波感測器的套用..........................................................................................90
4.3 流量的檢測.......................................................................................................................97
4.3.1 流量檢測的方法..................................................................................................97
4.3.2 差壓式節流流量計..............................................................................................99
4.3.3 超音波流量計....................................................................................................104
4.4 光纖感測器測量液位.....................................................................................................108
4.4.1 光纖.....................................................................................................................109
4.4.2 光纖感測器........................................................................................................110
4.4.3 光纖液位感測器................................................................................................112
4.5 超音波測距裝置的製作和調試.....................................................................................113
4.5.1 電路製作............................................................................................................113
4.5.2 電路調試............................................................................................................115
小結.................................................................................................................................116
習題.................................................................................................................................116
第5章速度的檢測.........................................................................................................121
5.1 電渦流式感測器測量轉速.............................................................................................121
5.1.1 高頻反射式和低頻透射式電渦流感測器........................................................121
5.1.2 電渦流式感測器測量轉換電路........................................................................122
5.1.3 電渦流式感測器的結構及技術指標................................................................123
5.1.4 電渦流式感測器的套用....................................................................................125
5.2 霍爾感測器測量轉速.....................................................................................................128
5.2.1 霍爾感測器的基本工作原理............................................................................128
5.2.2 霍爾元件............................................................................................................130
5.2.3 霍爾感測器........................................................................................................133
5.2.4 霍爾感測器的套用............................................................................................134
5.3 光電感測器測量轉速.....................................................................................................137
5.3.1 光電效應和光電元件........................................................................................137
5.3.2 光電感測器的套用............................................................................................148
5.4 微波感測器測速.............................................................................................................155
5.4.1 微波的基本知識................................................................................................155
5.4.2 微波感測器........................................................................................................156
5.4.3 微波都卜勒測速感測器....................................................................................157
5.4.4 微波感測器的其他套用....................................................................................158
5.5 光電式測速裝置的製作和調試.....................................................................................161
5.5.1 電路製作............................................................................................................161
5.5.2 電路調試............................................................................................................162
小結.................................................................................................................................163
習題.................................................................................................................................163
第6章位移的檢測.........................................................................................................168
6.1 電感式感測器測量位移.................................................................................................168
6.1.1 位移檢測的主要方法及特點............................................................................168
6.1.2 自感式感測器....................................................................................................169
6.1.3 差分變壓器........................................................................................................173
6.1.4 電感式測微儀....................................................................................................176
6.1.5 電感式感測器的套用........................................................................................177
6.2 光柵感測器測量位移.....................................................................................................178
6.2.1 光柵的結構和種類............................................................................................179
6.2.2 光柵感測器的工作原理....................................................................................1796.2.3光柵感測器的使用............................................................................................182
6.3 光電編碼器測量角位移.................................................................................................185
6.3.1 增量式光電編碼器............................................................................................186
6.3.2 式編碼器....................................................................................................187
6.3.3 光電式旋轉編碼器的使用................................................................................188
6.3.4 光電式旋轉編碼器的套用................................................................................190
6.4 磁柵感測器測量位移.....................................................................................................190
6.4.1 磁柵的組成及類型............................................................................................191
6.4.2 磁柵感測器的工作原理....................................................................................191
6.4.3 信號處理方式....................................................................................................192
6.4.4 磁柵數顯裝置....................................................................................................193
6.5 感應同步器.....................................................................................................................193
6.5.1 感應同步器的結構............................................................................................193
6.5.2 感應同步器的工作原理....................................................................................194
6.5.3 感應同步器的信號處理方式............................................................................195
6.5.4 感應同步器數顯表............................................................................................196
6.6 位移檢測控制系統的製作和調試.................................................................................197
6.6.1 系統設計目的....................................................................................................197
6.6.2 系統的工作原理................................................................................................197
6.6.3 系統的主要器件................................................................................................198
6.6.4 系統設計步驟....................................................................................................198
小結.................................................................................................................................199
習題.................................................................................................................................199
第7章氣體成分與濕度的檢測.......................................................................................203
7.1 氣敏感測器測量氣體成分.............................................................................................203
7.1.1 氣體成分檢測的主要方法及特點....................................................................203
7.1.2 半導體氣敏感測器............................................................................................204
7.1.3 半導體氣敏感測器的套用................................................................................208
7.2 濕度檢測.........................................................................................................................211
7.2.1 濕度檢測的主要方法及特點............................................................................211
7.2.2 常見的濕度感測器............................................................................................213
7.2.3 濕度感測器的特性參數....................................................................................217
7.2.4 濕度感測器的使用............................................................................................218
7.2.5 濕度感測器的套用實例....................................................................................219
7.2.6 結露感測器........................................................................................................221
7.3 糧食濕度檢測器的製作與調試.....................................................................................223
7.3.1 電路製作............................................................................................................223
7.3.2 電路調試............................................................................................................224
小結.................................................................................................................................224
習題.................................................................................................................................225
第8章檢測系統的抗干擾技術.......................................................................................227
8.1 干擾的類型及形成要素.................................................................................................227
8.1.1 干擾源的類型....................................................................................................227
8.1.2 電磁干擾的途徑................................................................................................228
8.1.3 電子測量裝置的兩種干擾................................................................................229
8.2 抑制干擾措施.................................................................................................................230
8.2.1 硬體抑制干擾措施............................................................................................230
8.2.2 軟體抗干擾實施................................................................................................233
小結.................................................................................................................................233
習題.................................................................................................................................233
第9章檢測技術的綜合套用...........................................................................................235
9.1 感測器在家用電器中的套用.........................................................................................235
9.1.1 感測器在電冰櫃中的套用................................................................................235
9.1.2 感測器在電壓力鍋中的套用............................................................................236
9.1.3 感測器在模糊控制洗衣機中的套用................................................................237
9.1.4 感測器在筆記本式計算機中的套用................................................................239
9.2 感測器在汽車中的套用.................................................................................................241
9.2.1 汽車電子控制系統............................................................................................241
9.2.2 汽車中的溫度感測器........................................................................................246
9.2.3 汽車中的流量感測器........................................................................................247
9.2.4 汽車中的壓力感測器........................................................................................249
9.2.5 汽車中的位置和轉速感測器............................................................................250
9.3 感測器在數控工具機中的套用.........................................................................................250
9.3.1 數控工具機中的感測器........................................................................................250
9.3.2 位置檢測感測器................................................................................................252
9.3.3 溫度檢測感測器................................................................................................255
9.3.4 振動檢測感測器................................................................................................257
9.4 感測器在智慧型樓宇中的套用.........................................................................................258
9.4.1 空調系統............................................................................................................258
9.4.2 給排水系統........................................................................................................260
9.4.3 電梯監控系統....................................................................................................260
9.4.4 照明監控系統....................................................................................................262
9.4.5 防火監控系統....................................................................................................262
9.4.6 安全防範系統....................................................................................................264
小結.................................................................................................................................267
習題.................................................................................................................................267
參考文獻............................................................................................................................268
作者簡介
學習經歷:1993~1997安徽機電學院大學本科學習。2004~2007年在中國科學技術大學攻讀碩士學位。
教學經歷:1997.7開始,在安徽職業技術學院電氣系從事機電一體化專業課程的理論和實踐教學及教學研究。指導機電一體化專業的畢業設計及頂崗實習。擔任國家教育部及省教育廳組織的師資培訓教學任務。承擔中央財政支持的職業教育實訓基地感測器實訓室的建設與管理工作。