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绪论 1

1 检测技术的作用和地位 1

2 传感器及其基本特性 2

3 课程的内容、任务和学习方法 5

思考与练习 6

项目一 温度检测与信号调理 7

任务1 轧钢加热炉温度检测 8

任务背景 8

相关知识 9

1 热电偶的外形、特性及种类 9

2 热电偶的工作原理 11

3 热电偶的基本定律 12

4 热电偶冷端补偿方法 14

5 热电偶的使用及配套仪表 17

拓展知识——基于冷端补偿和非线性校正的热电偶信号调理电路 20

任务2 管道温度检测 22

任务背景 22

相关知识 23

1 热电阻的外形、种类 23

2 热电阻工作原理 23

3 正确使用热电阻测温 24

拓展知识——热电阻用于管道流量检测 26

任务3 数字电冰箱温度检测 27

任务背景 27

相关知识 27

1 热敏电阻的外形 28

2 热敏电阻的分类与工作原理 28

3 正确使用热敏电阻传感器 29

拓展知识——汽车空调温度控制器电路 31

任务4 非接触式体温检测 32

任务背景 32

相关知识 33

1 红外辐射 33

2 红外传感器的分类与工作原理 34

3 正确使用红外测温传感器 35

拓展知识 35

思考与练习 38

项目二 力检测 39

任务1 电子地磅检测重量 40

任务背景 40

相关知识 40

1 测力传感器的弹性敏感元件 40

2 电阻应变式传感器 43

3 压阻式传感器 49

4 正确使用测力传感器 50

拓展知识——便携式数显电子秤的设计 52

任务2 桥墩水下部位缺陷的检测 54

任务背景 54

相关知识 54

1 压电传感器的外形、技术指标和压电材料的外形 54

2 压电传感器的工作原理 55

3 压电传感器的等效电路与测量电路 57

4 正确使用压电传感器 58

拓展知识——压电传感器在燃气灶电子点火器上的应用 60

思考与练习 61

项目三 位移检测 62

任务1 轴承滚柱的直径检测 63

任务背景 63

相关知识 63

1 电感测微传感器的外形 64

2 自感式电感传感器 64

3 互感式电感传感器 69

4 正确使用电感传感器 74

拓展知识——电感式接近开关传感器的选型及其使用、调试方法 77

任务2 振动和偏心检测 79

任务背景 79

相关知识 80

1 电涡流传感器的外形结构和性能指标 80

2 电涡流传感器的工作原理 80

3 高频反射式电涡流传感器 81

4 低频透射式电涡流传感器 81

5 电涡流传感器的测量电路 82

6 正确使用电涡流传感器 83

拓展知识——电涡流式传感器的应用 84

任务3 数控机床的位移检测（光栅传感器） 86

任务背景 86

相关知识 87

1 光栅传感器的外形和结构 87

2 光栅的分类与结构 89

3 莫尔条纹和特性 90

4 光栅传感器测量位移的原理 91

5 光栅传感器的测量电路 92

6 正确使用光栅位移传感器 93

拓展知识——数控机床的位移检测（磁栅传感器） 94

思考与练习 99

项目四 速度检测 101

任务1 机床转轴的转速检测 101

任务背景 101

相关知识 101

1 霍尔传感器的外形结构 102

2 霍尔传感器的工作原理 102

3 霍尔集成传感器 109

4 霍尔转速表 111

拓展知识——光电传感器测速度 113

思考与练习 113

项目五 液位检测 114

任务1 汽车油箱的油位检测 114

任务背景 114

相关知识 115

1 电容式液位传感器的外形 115

2 几种电容传感器的结构 115

3 电容传感器的工作原理 116

4 电容式传感器的测量电路 120

5 正确使用电容式液位传感器 125

拓展知识——土壤湿度检测 126

任务2 高压密闭容器的液位检测 127

任务背景 127

相关知识 127

1 超声波传感器的外形结构和特性 127

2 超声波的特性 129

3 正确使用超声波液位传感器 132

拓展知识——超声波测距系统 133

思考与练习 135

项目六 气体检测 136

任务1 厨房可燃气体泄漏检测 137

任务背景 137

相关知识 138

1 气敏电阻的外形和结构 138

2 气敏电阻的组成、工作原理及特性 139

3 接触燃烧式气敏传感器 144

4 正确使用气敏传感器和报警器 147

拓展知识——酒精测试仪的设计 149

思考与练习 152

项目七 传感器在现代检测系统中的应用 155

任务1 现代检测系统的基本结构 156

任务背景 156

相关知识 156

1 现代检测系统的三种基本结构 156

2 现代检测系统设计的关键技术 159

任务2 现代汽车中的传感器应用 165

任务背景 165

相关知识 166

1 汽车传感器的工作环境、种类和特点 166

2 汽车中的各种传感器的应用 167

拓展知识——车用传感器的故障检测方法 174

任务3 现代机器人中的传感器应用 175

任务背景 175

相关知识 175

1 机器人传感器的分类 175

2 机器人的触觉传感器 176

3 机器人的其他类型传感器 178

拓展知识——智能循迹机器人小车 179

思考与练习 180

附录 182

附录A K型热电偶分度表 182

附录B Pt100铂电阻分度表 188

附录C 基于MATLAB最小二乘法的K型热电偶线性拟合 192

参考文献 193