本書著重闡述傳感器與檢測技術(shù)的基本知識, 常用傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、主要性能、測量電路和應(yīng)用方法; 檢測系統(tǒng)中的信號處理、干擾抑制技術(shù)和若干新型傳感器。要求使用者掌握傳感器的基本原理、基本特性、信號調(diào)節(jié)電路、設(shè)計原理以及它們在電量和非電量檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用。同時, 本書在各章編寫中, 加入典型工程應(yīng)用實例, 理論聯(lián)系實際, 加深了學生地理解。
“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等發(fā)展戰(zhàn)略,正前所未有地推進信息化與工業(yè)化深度融合,重構(gòu)新時代人們的工作模式、生活方式和思維方式,先進的信息技術(shù)成為引領(lǐng)和衡量社會邁向高度現(xiàn)代化的支撐性技術(shù)之一。傳感器原理與檢測技術(shù)位于信息鏈之首,是泛在感知、智能制造等技術(shù)的基石,助推信息技術(shù)成為不同對象相互交叉、聯(lián)結(jié)、融合和涌現(xiàn)的內(nèi)生動力。新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式層出不窮,以融合創(chuàng)新、智能賦能為核心特征的數(shù)字經(jīng)濟與新經(jīng)濟呼喚“新工科”的建設(shè),傳感器原理與檢測技術(shù)被賦予新的、更加偉大的歷史使命:便捷、可靠、智能、安全地獲取、處理和應(yīng)用信息;建立人、機、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)融合的數(shù)字化智慧型社會;進一步解放生產(chǎn)力、提高工作效率、促進人的創(chuàng)造性勞動,滿足人民日益增長的美好生活需要。
傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)學科,它們分別構(gòu)成了自動檢測控制系統(tǒng)的“感覺器官”“中樞神經(jīng)”和“大腦”。傳感器原理與檢測技術(shù)是自動控制、自動計量、遙感技術(shù)、人工智能、汽車電控技術(shù)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)性學科,是自動監(jiān)測控制系統(tǒng)信息獲取、信息轉(zhuǎn)換、信號處理的主要途徑,是一門實驗性學科。“傳感器原理與檢測技術(shù)”這門課程講述了如何利用各種類型的傳感器,獲取所需要的信號并進行適當?shù)奶幚,從而獲得有價值的信息并對生產(chǎn)過程進行必要的控制,以及由此涉及的若干專門的技術(shù)和相關(guān)的基礎(chǔ)理論,是電氣工程及其自動化、自動化、機電一體化、應(yīng)用電子等專業(yè)學生的必修課。
本書順應(yīng)智能檢測技術(shù)和儀器與信息技術(shù)深度融合的發(fā)展趨勢,瞄準新時期傳感器原理與檢測技術(shù)系統(tǒng)性領(lǐng)域知識構(gòu)建、素質(zhì)提升和能力發(fā)展的現(xiàn)實需求,力爭精準地介紹傳感器原理與檢測技術(shù)的基礎(chǔ)概念、基本原理、典型應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展。本書著重闡述傳感器原理與檢測技術(shù)的基本知識,包括常用傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、主要性能、測量電路和應(yīng)用方法;檢測系統(tǒng)中的信號處理、干擾抑制技術(shù)和若干新型傳感器。本書能夠幫助讀者掌握傳感器的基本原理、基本特性、信號調(diào)節(jié)電路、設(shè)計原理以及它們在電量和非電量檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用。
本書結(jié)合實驗實訓項目,將各個實驗實訓內(nèi)容對應(yīng)地加入各個章節(jié)中,讓學生在學習完傳感器原理理論知識后,可直接動手實驗,有效地加強了學生對理論的理解與掌握,并提高了學生的動手能力。本書知識體系完整,邏輯清晰,工程性強,讓學生更加深入地融入“學思交融”的深度學習模式中,在目標上強調(diào)了新工科背景下工程實踐應(yīng)用與創(chuàng)新性思維。
本書以學習者為中心,突出工程教育、好學易用的目標,在編寫中強化了工程原理、學習拓展和學習收獲與反思等。每一章都首先給出導學內(nèi)容,列出本章的知識目標、技能目標、素質(zhì)目標和教學重難點,明確學習者的努力方向,強化對自主學習的引領(lǐng)。同時,本書貫徹《高等學校課程思政建設(shè)指導綱要》要求,設(shè)置了“拓展閱讀”模塊,將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體,在知識傳授和能力培養(yǎng)之中,幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀。
第1章 檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識
1.1 傳感器基礎(chǔ)知識
1.2 檢測系統(tǒng)的組成
1.3 測量概述
1.4 測量誤差及其分類
1.5 技能實訓
第2章 電阻式傳感器
2.1 電阻應(yīng)變式傳感器
2.2 熱電阻式傳感器
2.3 氣敏電阻式傳感器
2.4 濕敏電阻式傳感器
2.5 電阻式傳感器的應(yīng)用
2.6 技能實訓
第3章 電感式傳感器
3.1 自感式電感傳感器
3.2 差動變壓器式傳感器
3.3 電渦流式傳感器
3.4 電感式傳感器的應(yīng)用
3.5 技能實訓
第4章 電容式傳感器
4.1 電容式傳感器的工作原理
4.2 電容式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路
4.3 電容式傳感器的應(yīng)用
4.4 技能實訓
第5章 壓電式傳感器
5.1 壓電式傳感器的工作原理
5.2 壓電式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路
5.3 壓電式傳感器的應(yīng)用
5.4 技能實訓
第6章 霍爾傳感器
6.1 霍爾傳感器的工作原理
6.2 霍爾傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路
6.3 霍爾傳感器的應(yīng)用
6.4 技能實訓
第7章 光電式傳感器
7.1 光的知識
7.2 光電效應(yīng)
7.3 光電器件
7.4 技能實訓
第8章 熱電偶傳感器
8.1 熱電偶傳感器的工作原理
8.2 熱電偶的材料、結(jié)構(gòu)及種類
8.3 熱電偶的冷端補償
8.4 技能實訓
第9章 新型傳感器
9.1 超聲波傳感器
9.2 微波傳感器
9.3 輻射式傳感器
9.4 數(shù)字式傳感器
9.5 智能式傳感器
第10章 檢測系統(tǒng)的信號處理
10.1 調(diào)制與解調(diào)
10.2 信號的放大
10.3 信號在傳輸過程中的轉(zhuǎn)換技術(shù)
10.4 信號的非線性校正
第11章 檢測裝置的干擾抑制技術(shù)
11.1 干擾的產(chǎn)生和來源
11.2 電磁干擾概述
11.3 差模干擾和共模干擾
11.4 抗干擾的措施
11.5 抗干擾措施的設(shè)計
參考文獻