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学习情境1：认识传感器1

情境介绍1

学习要点1

知识点拨1

一、初识传感器1

二、传感器的定义、组成及分类2

三、传感器的应用及发展趋势4

四、传感器的基本特性5

知识运用8

一、传感器的合理选择8

二、传感器的正确使用10

知识拓展10

一、测量及测量方法10

二、测量误差的概念及术语11

三、测量误差的类型12

四、测量误差的表示方法13

五、自动检测系统14

知识总结15

学习评价15

思考题16

学习情境2：力的检测17

学习子情境2.1：数显电子秤的实现17

情境介绍17

学习要点17

知识点拨17

一、电阻应变式传感器的工作原理18

二、应变片的结构与类型19

三、测量转换电路20

知识运用23

一、应变片的选择和使用23

二、电阻应变式传感器实现力的检测26

三、简易数显电子秤的制作28

知识拓展29

一、电阻应变式传感器的其他应用29

二、压阻式传感器32

知识总结33

学习评价33

思考题34

学习子情境2.2：振动感知电子狗的实现35

情境介绍35

学习要点35

知识点拨35

一、压电式传感器的工作原理36

二、压电材料及特性36

三、压电式传感器的测量转换电路39

知识运用41

一、压电传感器的选择41

二、压电式传感器实现振动的检测42

三、声振动感知电子狗的制作44

知识拓展45

一、压电式单向测力传感器45

二、压电式压力传感器45

三、高分子材料压电传感器46

知识总结46

学习评价46

思考题47

学习情境3：温度的检测48

学习子情境3.1：燃气热水器的火焰监测48

情境介绍48

学习要点48

知识点拨48

一、热电偶的工作原理49

二、热电偶的种类和结构52

知识运用54

一、热电偶的使用54

二、燃气热水器火焰监测的实现58

知识拓展58

一、金属表面温度的测量58

二、热电偶炉温控制系统60

知识总结61

学习评价61

思考题62

学习子情境3.2：机床电机的过热保护62

情境介绍62

学习要点62

知识点拨62

一、热电阻63

二、热敏电阻66

知识运用69

一、热电阻传感器实现温度的检测69

二、机床电机过热保护的实现70

知识拓展71

一、气敏电阻传感器71

二、湿敏电阻传感器74

知识总结77

学习评价78

思考题78

学习情境4：位移的检测79

学习子情境4.1：滚珠直径的自动分选79

情境介绍79

学习要点79

知识点拨79

一、自感式传感器80

二、差动变压器式传感器84

知识运用87

一、电感式传感器实现位移的检测87

二、电感式滚柱直径分选装置的实现88

知识拓展88

一、差动变压器实现振动和加速度的测量88

二、差动变压器实现力和压力的测量89

知识总结91

学习评价91

思考题91

学习子情境4.2：汽轮机轴向位移的监测92

情境介绍92

学习要点92

知识点拨92

一、电涡流式传感器的工作原理92

二、电涡流式传感器的结构和性能93

三、测量转换电路95

知识运用96

一、电涡流式传感器的使用96

二、电涡流传感器进行汽轮机轴向位移监测的实现97

知识拓展98

一、电涡流传感器实现厚度测量98

二、电涡流传感器实现转速测量99

三、电涡流表面探伤99

知识总结100

学习评价101

思考题101

学习子情境4.3：数控机床位移的控制101

情境介绍101

学习要点102

知识点拨102

一、光栅的结构和类型102

二、光栅的工作原理103

三、辨向和细分技术105

知识运用107

一、光栅传感器的使用107

二、光栅传感器在数控机床位移控制中的应用108

知识拓展109

一、光栅数显表109

二、轴环式光栅数显表109

知识总结110

学习评价111

思考题111

学习情竟5：位置的检测112

学习子情境5.1：饮料包装中液位的自动检测112

情境介绍112

学习要点112

知识点拨112

一、电容式传感器的工作原理113

二、电容式传感器的类型和特性113

三、测量转换电路117

知识运用119

一、电容式传感器的设计要点119

二、电容式传感器实现液位的检测122

三、饮料包装中液位检测电路的设计124

知识拓展127

一、电容式加速度传感器127

二、电容式测厚仪127

三、电容式力和压力传感器128

知识总结128

学习评价129

思考题129

学习子情境5.2：煤仓煤位的自动监控130

情境介绍130

学习要点130

知识点拨130

一、超声波的基本特性130

二、超声波传感器的外形与特性131

三、超声波探测用耦合剂132

知识运用133

一、超声波传感器实现物位的检测133

二、煤仓煤位监控系统的实现134

知识拓展137

一、超声防盗报警器137

二、超声波测厚137

三、无损探伤138

四、流量的检测139

知识总结140

学习评价141

思考题141

学习情境6：速度的检测142

学习子情境6.1：磁力测速仪的实现142

情境介绍142

学习要点142

知识点拨142

一、霍耳传感器的工作原理142

二、霍耳元件及特性144

三、霍耳集成电路144

知识运用145

一、霍耳传感器实现转速的检测145

二、霍耳磁力测速仪的设计146

知识拓展148

一、霍耳位移传感器149

二、霍耳振动传感器149

三、霍耳液位传感器150

四、霍耳接近传感器和接近开关151

五、霍耳翼片开关151

六、霍耳加速度传感器152

知识总结153

学习评价153

思考题154

学习子情境6.2：光电测速仪的实现154

情境介绍154

学习要点154

知识点拨154

一、光电传感器的工作原理154

二、光电元件及特性155

知识运用161

一、光电传感器实现转速的检测161

二、光电测速仪的设计161

知识拓展164

一、基于光敏传感器的便携式照度计164

二、路灯自动点灭器165

三、CCD图像传感器的应用165

四、红外传感器的应用166

知识总结167

学习评价167

思考题167

附录168

附录A 传感器分类表168

附录B 常用传感器性能比较表169

附录C 热电阻分度表170

附录D 热电偶分度表171

附录E 检测仪表及故障诊断175

一、检测仪表的组成175

二、检测仪表的分类175

三、变送器176

四、检测仪表的故障判断177

附录F 抗干扰技术178

一、干扰的类型179

二、电磁干扰的来源180

三、抑制干扰的方法180

四、常用的抗干扰技术180

参考文献184