21世纪高职高专机电工程类规划教材：传感器与检测技术（高职高专） 宋雪臣,单振清,郭永欣 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋雪臣，单振清，郭永欣 著

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• 宋雪臣
• 单振清
• 郭永欣
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店铺： 智博天恒图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115259714

商品编码：29423739086

包装：平装

出版时间：2011-11-01

图书基本信息
图书名称	21世纪高职高专机电工程类规划教材：传感器与检测技术（高职高专）
作者	宋雪臣,单振清,郭永欣
定价	32.00元
出版社	人民邮电出版社
ISBN	9787115259714
出版日期	2011-11-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.359Kg

内容简介

本书从实用角度出发，主要介绍常用传感器的工作原理、外特性及基本应用电路，并介绍了选择和应用传感器的基本技能。全书共10章，主要内容包括：检测技术基础、力学量传感器及应用、几何量传感器及应用、温度量传感器及应用、环境量传感器及应用、光学量传感器及应用、磁学量传感器及应用、数字量传感器及应用、传感器选用与标定和抗干扰技术及微机接口技术。 传感器与检测技术是整个自动化技术中的重要基础，是一门理论与实践结合十分密切的技术基础课程，在整个机电一体化学科体系中占有非常重要的地位。 　　本书可作为高等职业教育机电一体化技术类、电子信息类等专业的教材，也可作为成人教育、职业培训的教材，还可作为生产技术管理人员及其他工程技术人员参考和自学用书。

作者简介

目录

章　检测技术基础知识　 　1.1　检测技术的应用　 　1.2　测量与测量误差　 　　1.2.1　测量的概念　 　　1.2.2　测量方法　 　　1.2.3　测量误差及表达方式　 　　1.2.4　测量误差的分类　 　　1.2.5　测量误差的分析与处理　 　1.3　传感器的基本知识　 　　1.3.1　传感器的定义、组成和分类　 　　1.3.2　传感器的基本特性　 　1.4　检测系统　 　　1.4.1　检测的基本概念　 　　1.4.2　自动检测系统　 　1.5　传感器与检测技术发展趋势　 　　1.5.1　传感器的发展方向　 　　1.5.2　检测技术的发展趋势　 　本章小结　 　思考与练习　 第2章　力学量传感器及应用　 　2.1　压力检测基础　 　　2.1.1　压力的定义　 　　2.1.2　压力的表示方法　 　　2.1.3　压力的计量单位　 　　2.1.4　压力测量仪表的分类　 　2.2　弹性敏感元件　 　　2.2.1　弹性敏感材料的弹性特性　 　　2.2.2　弹性敏感元件的材料及基本要求　 　　2.2.3　变换力的弹性敏感元件　 　　2.2.4　变换压力的弹性敏感元件　 　2.3　电阻应变式传感器　 　　2.3.1　应变效应与应变片　 　　2.3.2　测量转换电路　 　　2.3.3　应变式传感器应用实例　 　2.4　固态压阻式传感器　 　　2.4.1　半导体压阻效应　 　　2.4.2　扩散型压阻式传感器　 　2.5　压电式力学传感器　 　　2.5.1　压电效应　 　　2.5.2　压电材料　 　　2.5.3　压电式传感器测量电路　 　　2.5.4　压电式传感器的应用　 　本章小结　 　思考与练习　 　实训题目1　电阻应变式传感器　 　实训项目2　压电传感器的动态响应实训　 第3章　几何量传感器及应用　 　3.1　电位器式位移传感器　 　　3.1.1　电位器位移传感器原理和基本结构　 　　3.1.2　电位器传感器负载特性　 　　3.1.3　电位器传感器的应用实例　 　3.2　电容式几何量传感器　 　　3.2.1　电容式传感器工作原理及类型　 　　3.2.2　电容式传感器的转换电路　 　　3.2.3　电容式传感器的应用　 　3.3　电感式几何量传感器　 　　3.3.1　自感式传感器　 　　3.3.2　差动变压器式传感器　 　3.4　电涡流传感器　 　　3.4.1　涡流效应　 　　3.4.2　电涡流传感器的工作原理　 　　3.4.3　电涡流传感器基本结构和类型　 　　3.4.4　测量电路　 　　3.4.5　电涡流传感器的应用　 　3.5　超声波传感器　 　　3.5.1　超声波及其物理性质　 　　3.5.2　超声波探头及耦合技术　 　　3.5.3　超声波传感器的应用　 　本章小结　 　思考与练习　 　实训题目3　电容式传感器　 　实训题目4　差动变压器的标定(静态位移性能)　 　实训题目5　电涡流式传感器的应用——振幅测量　 第4章　温度量传感器及应用　 　4.1　温度测量基本知识　 　　4.1.1　温度的基本概念　 　　4.1.2　温标　 　　4.1.3　温度传感器的分类及发展方向　 　4.2　电阻式温度传感器　 　　4.2.1　热电阻传感器　 　　4.2.2　热敏电阻和集成温度传感器　 　4.3　热电式温度传感器　 　　4.3.1　热电偶工作原理　 　　4.3.2　热电偶的结构形式及材料　 　　4.3.3　热电偶冷端延长　 　　4.3.4　热电偶实用测温线路和温度补偿　 　　4.3.5　热电偶传感器应用实例　 　本章小结　 　思考与练习　 　实训项目6　热电偶原理及现象　 第5章　环境量传感器及应用　 　5.1　气敏电阻传感器　 　　5.1.1　气敏传感器的材料及工作原理　 　　5.1.2　气敏元件的基本测量电路　 　　5.1.3　气敏电阻元件的种类　 　　5.1.4　气敏传感器的应用　 　5.2　湿敏电阻传感器　 　　5.2.1　湿度的概念和表示方法　 　　5.2.2　比较成熟的几类湿敏传感器　 　　5.2.3　湿敏传感器的应用实例——ZHG型湿敏电阻及其应用　 　本章小结　 　思考与练习　 　实训题目7　湿敏电阻(RH)传感器　 第6章　光学量传感器及应用　 　6.1　光电效应及光电元器件　 　　6.1.1　光电效应及分类　 　　6.1.2　光电管及基本测量电路　 　　6.1.3　光电倍增管及基本测量电路　 　　6.1.4　光敏电阻及基本测量电路　 　　6.1.5　光敏晶体管及基本测量电路　 　　6.1.6　光电池及基本测量电路　 　　6.1.7　光电耦合器件及基本测量电路　 　6.2　光电式传感器的应用　 　　6.2.1　光电式传感器应用类型　 　　6.2.2　光电式传感器应用实例　 　6.3　光纤传感器　 　　6.3.1　光纤传感器概述　 　　6.3.2　光纤的结构和传输原理　 　　6.3.3　光纤传感器　 　　6.3.4　光纤传感器的应用　 　6.4　红外传感器　 　　6.4.1　红外辐射基础　 　　6.4.2　红外探测器　 　　6.4.3　红外传感器的应用　 　本章小结　 　思考与练习　 　实训项目8　光电传感器(反射型)测转速实训　 　实训题目9　光纤位移测量　 第7章　磁学量传感器及应用　 　7.1　霍尔式磁学量传感器　 　　7.1.1　霍尔效应　 　　7.1.2　霍尔元件和测量电路　 　　7.1.3　霍尔元件主要特性参数　 　　7.1.4　霍尔元件的误差补偿　 　　7.1.5　集成霍尔传感器　 　　7.1.6　霍尔传感器的应用　 　7.2　其他磁敏传感器及应用　 　　7.2.1　磁敏电阻器　 　　7.2.2　磁敏二极管　 　　7.2.3　磁敏三极管　 　　7.2.4　磁敏二极管和磁敏三极管的应用　 　本章小结　 　思考与练习　 　实训题目10　霍尔传感器直流激励特性　 第8章　数字量传感器及应用　 　8.1　栅式数字传感器　 　　8.1.1　光栅的类型和结构　 　　8.1.2　光栅的工作原理　 　　8.1.3　光栅式传感器的测量电路　 　8.2　数字编码器　 　　8.2.1　接触式码盘编码器　 　　8.2.2　光电式编码器　 　　8.2.3　电磁式编码器　 　　8.2.4　脉冲盘式数字传感器　 　8.3　感应同步器　 　　8.3.1　直线式感应同步器的结构和工作原理　 　　8.3.2　旋转式感应同步器(圆感应同步器)　 　　8.3.3　感应同步器位移测量系统　 　8.4　频率式数字传感器　 　　8.4.1　改变力学系统固有频率的频率传感器　 　　8.4.2　RC振荡器式频率传感器　 　　8.4.3　压控振荡器式频率传感器　 　　8.4.4　频率式传感器的基本测量电路　 　本章小结　 　思考与练习　 第9章　传感器选用与标定　 　9.1　传感器选用原则　 　　9.1.1　测量方式选择　 　　9.1.2　传感器性能指标选择　 　9.2　传感器的标定与校准　 　　9.2.1　标定与校准的概念　 　　9.2.2　传感器标定方法　 　　9.2.3　传感器的静态标定　 　　9.2.4　传感器的动态标定　 　本章小结　 　思考与练习　 0章　抗干扰技术及微机接口技术　 　10.1　传感器抗干扰技术　 　　10.1.1　干扰的来源及形式　 　　10.1.2　抑制干扰的途径　 　　10.1.3　屏蔽技术　 　　10.1.4　接地技术　 　　10.1.5　浮置技术　 　　10.1.6　其他抑制干扰的措施　 　10.2　传感器与微机接口技术　 　　10.2.1　信号预处理　 　　10.2.2　数据采集　 　　10.2.3　ADC接口技术　 　10.3　自动检测技术综合应用实例——基于AT89C2051和DS18B20的温度测量系统　 　　10.3.1　数字温度传感器DS18B20　 　　10.3.2　AT89C2051单片机　 　　10.3.3　AT89C2051与DS18B20组成的测温系统　 　　10.3.4　软件设计　 　本章小结　 　思考与练习　 参考文献

编辑推荐

文摘

序言

传感器与检测技术（高职高专） 引言 在现代工业生产和科技发展中，传感器扮演着至关重要的角色。它们是信息获取的“眼睛”和“耳朵”，将物理世界中的各种信号转化为可被测量和分析的电信号，为自动化控制、智能制造、环境保护、医疗健康等诸多领域提供基础支撑。本书旨在为高职高专机电工程类专业的学生提供全面、系统的传感器与检测技术知识。通过深入浅出的讲解，本教材将帮助读者掌握传感器的基本原理、分类、特性，了解各类传感器的结构、工作方式、应用范围，并熟悉数据采集、信号处理、故障诊断等检测技术。 第一章 绪论 本章将带领读者走进传感器与检测技术的世界。我们将从传感器在现代社会中的地位和作用入手，阐述其在国民经济和科学技术发展中的重要性。接着，我们将明确传感器与检测技术的概念，区分两者的内涵与外延。随后，本章将梳理传感器与检测技术的发展历程，追溯其从早期简单测量工具到如今高度集成化、智能化演变的轨迹，让读者对该领域有一个宏观的认识。最后，我们将展望传感器与检测技术未来的发展趋势，例如微型化、智能化、网络化、多功能化等，激发读者的学习兴趣和探索热情。 第二章 传感器的工作原理 本章将深入探讨各类传感器的核心——工作原理。我们将从物理量到电信号的转换过程入手，详细介绍各种能量转换机制，例如压电效应、热电效应、磁致伸缩效应、光电效应、半导体效应等。针对不同的物理量（如温度、压力、位移、力、光、声、磁等），我们将逐一剖析相应的传感器是如何实现测量功能的。例如，在介绍热敏电阻时，我们将详细讲解其电阻值随温度变化的规律及其内在的物理机制；在介绍光敏电阻时，我们将阐述光照强度如何影响其导电性能。本章还将对传感器的动态特性进行介绍，包括响应时间、灵敏度、线性度、迟滞等关键参数，帮助读者理解传感器在实际应用中的性能表现。 第三章 传感器分类与特性 本章将对传感器进行系统性的分类，帮助读者建立清晰的认知框架。我们将从不同的维度对传感器进行划分，例如： 按被测量物理量分类： 温度传感器、压力传感器、位移传感器、力传感器、流量传感器、液位传感器、光电传感器、声传感器、气体传感器、湿度传感器等。 按工作原理分类： 电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁阻式传感器、霍尔效应传感器、光电式传感器、声波传感器、化学传感器等。 按输出信号分类： 模拟量传感器、数字量传感器。 按供电方式分类： 有源传感器、无源传感器。 在介绍各类传感器的同时，本章还将重点阐述其关键技术特性，例如：灵敏度、测量范围、精度、分辨率、响应时间、稳定性、可靠性、环境适应性等。通过对比分析不同传感器的特性，读者将能够根据具体的应用需求，选择最合适的传感器。 第四章 常用传感器详解 本章将选取高职高专机电工程领域中最常用、最重要的传感器进行详细介绍。我们将重点关注以下几类传感器： 温度传感器： 热电偶、热电阻（PT100、Cu50等）、红外测温传感器、半导体温度传感器。我们将详细介绍它们的结构、工作原理、性能特点、适用范围以及在工业自动化、环境监测等方面的应用。 压力传感器： 压阻式压力传感器、电容式压力传感器、应变片式压力传感器。我们将分析它们在测量液体、气体压力中的应用，以及在液压系统、气动系统中的作用。 位移传感器： 线性电位计、LVDT（线性可变差动变压器）、编码器（增量式、绝对式）、光栅尺。我们将阐述它们在测量直线或角度位移中的应用，以及在数控机床、机器人等领域的关键作用。 力传感器： 测力电阻、力传感器（Load Cell）。我们将介绍它们在称重、张力测量、碰撞力监测等方面的应用。 液位传感器： 浮球式液位开关、电容式液位传感器、超声波液位计、雷达液位计。我们将分析它们在储罐、容器中液位监测的应用。 流量传感器： 涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计。我们将探讨它们在流体流量测量中的原理和应用。 对于每种传感器，本章都将详细介绍其工作原理、结构组成、技术参数、优缺点、典型应用实例以及选型要点。 第五章 检测技术基础 本章将引入检测技术的核心概念和基本方法，为读者理解传感器数据的处理和应用打下基础。 信号的产生与传输： 传感器输出的电信号通常是模拟信号，我们需要了解模拟信号的基本特性（幅度、频率、相位）以及其传输过程中可能遇到的问题（噪声、衰减）。 信号的调理： 传感器输出的信号往往需要经过放大、滤波、隔离等处理才能满足后续处理的要求。本章将介绍各种信号调理电路的设计原理和应用，例如仪表放大器、滤波器（低通、高通、带通）、隔离放大器等。 数据采集技术： 数据采集系统（DAQ）是连接传感器和计算机的桥梁。本章将介绍ADC（模数转换器）的工作原理，不同类型的ADC（逐次逼近型、Σ-Δ型等）的特点，以及采样率、分辨率等关键参数。 数字信号处理基础： 经过ADC转换后的数字信号需要进行进一步处理。本章将介绍一些基础的数字信号处理方法，例如数字滤波、傅里叶变换（FFT）在信号分析中的应用，以及一些常用的算法。 第六章 传感器在机电一体化中的应用 本章将聚焦传感器在机电一体化系统中的实际应用，帮助读者理解理论知识如何转化为实际工程解决方案。 工业自动化中的应用： 介绍传感器在生产线监控、产品质量检测、过程控制、机器人导航等方面的应用。例如，在自动化装配线上，位移传感器用于定位工件，压力传感器用于检测抓取力度，视觉传感器用于识别产品缺陷。 数控机床中的应用： 阐述传感器在数控机床中的作用，如编码器用于实现精确的位置控制，限位开关用于检测运动范围，温度传感器用于监测主轴和轴承的温度。 机器人技术中的应用： 介绍传感器在机器人感知、决策和执行中的作用，例如，视觉传感器用于目标识别和环境感知，力传感器用于实现安全抓取和人机交互，超声波传感器用于避障。 汽车电子中的应用： 探讨传感器在现代汽车中的广泛应用，如发动机管理系统中的各种传感器（氧传感器、爆震传感器、油门位置传感器），安全系统中的传感器（ABS传感器、气囊传感器），以及舒适性配置中的传感器（雨量传感器、光线传感器）。 智能家居与物联网中的应用： 介绍传感器在智能家居设备（温湿度传感器、人体移动传感器、门窗传感器）和物联网系统中的作用，如何实现环境监测、节能控制、安全防护等功能。 第七章 传感器与检测系统的设计与选型 本章将为读者提供实际工程设计指导，帮助读者掌握传感器与检测系统的设计流程和选型原则。 检测系统设计的基本流程： 从明确检测目标、分析被测对象、确定检测指标、选择传感器、设计信号处理电路、构建数据采集系统到软件开发和系统调试。 传感器选型的原则： 综合考虑被测量的性质、测量范围、精度要求、响应速度、工作环境、成本、可靠性、易用性等因素。 典型检测系统的设计案例分析： 选取几个典型的机电一体化检测系统（例如，某液压系统压力监测系统、某生产线产品位置检测系统），详细分析其设计思路、组件选择和实现方法。 传感器与检测系统的故障诊断与维护： 介绍常见的传感器与检测系统故障类型（例如，传感器损坏、信号漂移、连接不良等），以及相应的诊断方法和维护措施，强调预防性维护的重要性。 第八章 传感器与检测技术的发展趋势 本章将对传感器与检测技术的未来发展进行展望。 智能化与集成化： 传感器将越来越智能化，集成微处理器和算法，实现数据预处理和自诊断。 网络化与无线化： 传感器将更多地接入网络，实现远程监控和数据共享，无线传输技术将得到更广泛的应用。 微型化与MEMS技术： 微机电系统（MEMS）技术将推动传感器向更小、更轻、更低功耗的方向发展，并在可穿戴设备、医疗健康等领域发挥重要作用。 多功能化与多模态感知： 一个传感器将能同时测量多种物理量，或者不同类型的传感器将被集成在一起，实现更全面的环境感知。 传感器的应用拓展： 传感器将在新能源、生物医药、环境保护、航空航天等新兴领域得到更广泛的应用。 人工智能在检测技术中的应用： AI算法将用于更复杂的信号分析、模式识别和故障预测，进一步提升检测系统的智能化水平。 结语 传感器与检测技术是现代工程技术不可或缺的组成部分。本书力求为读者构建一个坚实的理论基础和实践框架，帮助读者掌握核心知识和技能，为未来从事机电工程相关工作打下坚实的基础。希望本书能激发读者对传感器与检测技术领域的浓厚兴趣，并鼓励他们在未来的学习和实践中不断探索和创新。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经毕业多年的机电工程师，我时常需要回顾和学习最新的技术动态，尤其是在传感器和检测技术领域。这次偶然翻阅到这本《传感器与检测技术》，我惊喜地发现它完全超出了一本教材的范畴。作者在讲解过程中，不仅注重了理论的深度，更强调了实践的应用性。书中的内容覆盖了从基础的温度、压力、位移传感器，到更复杂的视觉、力觉传感器，甚至还触及到了物联网时代下的一些新兴传感器技术。让我眼前一亮的是，书中对不同传感器的优缺点、适用范围以及误差分析都进行了细致的比较，这对于工程师在实际项目中进行器件选型具有极大的指导意义。更难得的是，它还介绍了多种检测系统的设计思路和实现方法，包括了信号调理电路的设计、数据采集系统的构建以及上位机软件的开发等。这些内容对于我这样需要不断更新知识储备的在职人员来说，具有非常高的参考价值。这本书的逻辑清晰，语言精炼，即使是初学者也能快速入门，而对于有一定基础的读者，也能从中获得启发。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对机械设计和电子控制都有浓厚兴趣的爱好者，但缺乏系统的专业知识。在朋友的推荐下，我购买了这本《传感器与检测技术》。这本书给我最深刻的印象是其“由浅入深”的教学方式。它没有一开始就抛出大量专业术语，而是从生活中的例子出发，引出传感器的概念。比如，介绍热敏电阻时，就从家里的体温计谈起；介绍光敏电阻时，则以路灯的自动开关为例。这种接地气的方式让我很快就产生了学习的兴趣。随着内容的深入，书中逐渐引入了各种传感器的具体类型和工作原理，通过大量的图解和表格，将复杂的科学原理变得可视化，极大地减轻了我的阅读压力。尤其让我觉得实用的是，书中还介绍了如何根据不同的测量需求选择合适的传感器，以及一些简单的传感器电路连接和调试方法，这让我觉得学到的知识能够真正用于实践，而不是停留在理论层面。虽然我可能还无法完全理解一些高级算法，但这本书已经为我打开了一扇了解自动化世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计朴实无华，但却透露着一股严谨的气息。我是一名在校的机电工程专业学生，对于传感器和检测技术这门课程，一直以来都觉得内容繁多且理论性较强，常常感到难以把握重点。拿到这本书后，我被其系统性的编排所吸引。从最基础的传感器原理讲起，逐步深入到各种类型传感器的特性、选型以及应用，让我对这些“电子的触角”有了更清晰的认识。书中大量的图示和表格，将抽象的原理具象化，大大降低了理解门槛。尤其让我印象深刻的是，它不仅讲解了静态的测量原理，还花了相当大的篇幅介绍了动态检测技术，包括了信号的采集、处理以及相关的算法，这对于我未来从事实际的工程项目非常有帮助。此外，书中还穿插了许多实际工程案例，这些案例贴近工业生产实际，让我能够将书本知识与实际应用联系起来，这比枯燥的理论阐述要生动有趣得多。虽然我还没有完全学完，但已经能感受到这本书为我打下了坚实的基础，也激发了我对这个领域的浓厚兴趣。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一名非机电工程专业的学生，因为跨专业选修了这门课，所以对传感器和检测技术一窍不通。一开始拿到这本书，我简直头大，封面上的术语和图表对我来说就像天书一样。然而，当我硬着头皮开始阅读时，我发现这本书的讲解方式竟然异常易懂。作者似乎非常理解初学者的难处，他们在介绍每一个传感器时，都会用通俗易懂的语言解释其工作原理，并且配以非常形象的插图，让我能够直观地理解。比如，在讲解霍尔效应传感器时，书中就用了一个非常生动的例子来比喻磁场对电子运动的影响。对于一些复杂的公式，作者也尽量给出了推导过程，并解释了其物理意义，而不是简单地罗列。书中关于检测系统的部分，也用了很多流程图来展示信息是如何一步步被处理的，这让我能够理清整个检测过程的脉络。虽然我可能无法完全掌握所有细节，但这本书已经成功地让我对传感器和检测技术不再感到畏惧，甚至产生了些许好奇。

评分☆☆☆☆☆

作为一名从事自动化设备研发多年的技术人员，我一直在寻找一本能够全面、系统地梳理和提升我在传感器与检测技术方面的知识体系的书籍。这本《传感器与检测技术》恰恰满足了我的需求。它不仅仅是一本教材，更像是一本包含了丰富实践经验的技术手册。书中对于各种传感器的原理分析深入透彻，从物理效应的根本原因到具体的器件实现，都进行了详尽的阐述，这让我能够更好地理解传感器的局限性和优势。在检测技术方面，作者对信号处理、噪声抑制、数据融合等关键环节的论述尤为精彩，这些都是在实际应用中经常遇到的难题。书中还提供了大量不同应用场景下的典型检测系统设计方案，这些方案不仅具有参考价值，更能够激发我的创新思路。例如，在介绍面向工业物联网的传感器网络构建时，书中详细讲解了通信协议、数据传输以及云平台对接等内容，这对于我当前正在进行的项目非常有启发。这本书的知识密度很高，但也结构清晰，逻辑严谨，是一本值得反复研读的佳作。