传感器应用技术项目化教程

项目1 学习检测及传感器基础知识 （1）

教学目标 （1）

项目内容 （1）

知识储备 （1）

1．1 传感器的组成与分类 （2）

1．1．1 传感器的组成 （2）

1．1．2 传感器的分类 （3）

1．1．3 传感器的特性 （3）

1．2 传感器的选用原则 （5）

1．3 测量误差的基本概念 （6）

知识拓展：传感器的外围电路 （9）

习题 （15）

项目2 温度检测 （16）

教学目标 （16）

项目内容 （17）

知识储备 （17）

2．1 温度传感器的基本特性 （17）

2．2 热敏电阻传感器 （17）

2．2．1 热敏电阻的工作原理和类型 （18）

2．2．2 负温度系数热敏电阻传感器 （18）

2．3 PN结温度传感器 （20）

2．3．1 PN结温度传感器的特性 （20）

2．3．2 PN结温度传感器的应用 （21）

2．4 金属热电阻传感器 （21）

2．4．1 铂电阻传感器的外形特点 （21）

2．4．2 热电阻材料特性 （21）

2．4．3 铂电阻传感器的主要参数 （22）

2．4．4 铜电阻传感器的主要参数 （22）

2．5 热电偶传感器 （24）

2．5．1 热电偶传感器的结构特点 （24）

2．5．2 热电偶传感器的工作原理 （24）

2．5．3 热电偶传感器的品种和规格 （26）

2．5．4 其他类型的温度传感器 （29）

项目实践 （30）

2．6 温度传感器应用电路 （30）

2．6．1 体温计――10K热敏电阻数字式温度计 （30）

2．6．2 室温计――PN结数字式温度计 （31）

2．6．3 电脑CPU测温计――Pt100热电阻数字式温度计 （32）

2．6．4 摄氏温度计――AD590数字式温度计 （33）

项目3 气体浓度检测 （35）

教学目标 （35）

项目内容 （36）

知识储备 （36）

3．1 半导体气敏传感器 （36）

3．1．1 半导体气敏传感器工作原理 （36）

3．1．2 气敏电阻传感器的类型 （37）

3．1．3 气敏电阻传感器的结构特点 （38）

3．1．4 常用气敏电阻传感器 （38）

项目实践 （39）

3．2 气敏传感器应用――手持式酒精检测报警器设计 （39）

习题 （40）

项目4 湿度检测 （42）

教学目标 （42）

项目内容 （43）

知识储备 （43）

4．1 湿敏电阻传感器 （43）

4．1．1 氯化锂湿敏电阻传感器 （44）

4．1．2 半导体陶瓷湿敏电阻 （44）

4．1．3 高分子电阻式湿度传感器 （45）

4．2 湿敏电容传感器 （45）

4．2．1 陶瓷电容式湿度传感器 （46）

4．2．2 高分子电容式湿度传感器 （46）

4．3 其他湿敏传感器 （46）

项目实践 （47）

4．4 湿敏传感器应用――大气相对湿度计设计 （47）

习题 （48）

项目5 颜色检测 （49）

教学目标 （49）

项目内容 （50）

知识储备 （50）

5．1 颜色传感器 （50）

项目实践 （51）

5．2 颜色传感器应用――流水线不同物品包装区别器设计 （51）

项目6 压力检测 （54）

教学目标 （54）

项目内容 （55）

知识储备 （55）

6．1 压力传感器的种类及特点 （55）

6．1．1 电容式压力传感器 （55）

6．1．2 电阻应变式压力传感器 （57）

6．1．3 压阻式传感器 （59）

6．1．4 电感式压力传感器 （60）

6．1．5 霍尔式压力传感器 （70）

6．1．6 光纤式压力传感器 （75）

6．1．7 谐振式压力传感器 （77）

项目实践 （80）

6．2 电子秤――金属箔式应变片称重计制作 （80）

项目7 位移与物位检测 （83）

教学目标 （83）

项目内容 （84）

知识储备 （84）

7．1 光电传感器 （84）

7．1．1 光电传感器的特点 （84）

7．1．2 光电传感器的类型 （84）

7．2 光敏电阻传感器 （84）

7．2．1 光敏电阻传感器的基本特性与结构 （85）

7．2．2 光敏电阻的特性参数 （85）

7．3 光敏二极管传感器 （86）

7．3．1 光敏二极管电路的图形符号 （86）

7．3．2 光敏二极管的类型和特点 （86）

7．3．3 光敏二极管的结构与外形 （86）

7．3．4 光敏二极管和光敏晶体管的基本特性 （87）

7．3．5 常用光敏二极管及其检测 （87）

7．4 光敏三极管传感器 （87）

7．4．1 光敏三极管的基本特性 （87）

7．4．2 光敏三极管的工作特性 （88）

7．5 光电池传感器 （88）

7．5．1 硅光电池的结构与原理 （89）

7．5．2 光电池的基本特性 （89）

7．6 光电耦合器件 （89）

7．7 超声波传感器 （90）

7．8 机械臂位移――角编码器 （92）

7．8．1 光电码盘工作原理 （92）

7．8．2 码盘和码制 （92）

7．8．3 二进制码与循环码的转换 （93）

7．8．4 应用 （95）

7．9 仓储物位高度――电容传感器 （95）

项目实践 （99）

7．10 位移及物位检测应用――流水线金属物品计数器设计 （99）

7．11 位移及物位检测应用――流水线磁性物品计数器设计 （100）

7．11 位移及物位检测应用――流水线物品计数器设计 （101）

7．12 位移及物位检测应用――手持式测距仪设计 （103）

7．13 位移及物位检测应用――仓储物位高度测量仪设计 （104）

项目8 转速检测 （107）

教学目标 （107）

项目内容 （108）

知识储备 （108）

8．1 转速传感器 （109）

8．1．1 光电式转速传感器 （110）

8．1．2 变磁阻式转速传感器 （110）

8．1．3 电容式转速传感器 （111）

8．1．4 霍尔式转速传感器 （112）

8．1．5 磁电式转速传感器 （112）

项目实践 （113）

8．2 转速传感器应用――制作电动车转速表 （113）

8．3 转速传感器应用――制作齿轮转速表 （114）

8．4 转速传感器应用――制作手持式转速表 （115）

项目9 流量测量 （118）

教学目标 （118）

项目内容 （119）

知识储备 （119）

9．1 流量的基本概念 （119）

9．1．1 流量测量的基本概念 （119）

9．1．2 流量检测的方法 （119）

9．1．3 流量传感器分类及构成 （120）

9．2 差压变送器特性及工作原理 （129）

9．2．1 工作原理 （129）

9．2．2 节流装置测量原理与流量方程式 （129）

9．2．3 节流装置 （130）

9．2．4 流量计安装注意事项 （131）

项目实践 （131）

9．3 流量传感器应用 ――制作涡轮流量计 （131）

项目10 综合应用系统设计 （134）

教学目标 （134）

10．1 过程参数检测与变送系统设计 （135）

10．2 仓库智能小车巡航系统设计 （146）

10．3 仓库环境检测及报警应用系统设计 （152）

参考文献 （162）