本書主要內容包括緒論、電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器、霍爾式傳感器與其他磁敏傳感器、波式傳感器、數字式傳感器、智能傳感器、機器視覺技術、現代智能制造工業(yè)領域中的傳感器、智慧未來與物聯(lián)網、智能檢測與虛擬儀器技術、檢測裝置的干擾抑制技術以及“創(chuàng)新與制作”實訓工作頁。
本書可作為高職本科院校、應用型本科院校機電設備類、自動化類、電子信息類等專業(yè)的教材,也可以作為企業(yè)的崗位培訓教材。
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本書遵循職業(yè)教育教材編寫規(guī)律和職業(yè)院校學生學習規(guī)律,配套齊全
本書根據黨的二十大精神和全國教材工作會議精神編寫,黨的二十大報告指出:教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰(zhàn)略性支撐。本書通過“科技前沿”和“知識拓展”版塊,弘揚中國制造與中國創(chuàng)造,培養(yǎng)學生的大國情懷和愛國情懷。本書致力于落實高等職業(yè)教育立德樹人的根本任務,突顯現代高等職業(yè)教育特色。
智能傳感與檢測技術在現代智能裝備中的應用極為廣泛,智能傳感與檢測技術是現代工程師和技師的核心技術。
本書涵蓋了智能傳感與檢測技術領域的基本知識,內容豐富,視野開闊。對智能傳感與檢測技術基礎知識、新知識和新技術的介紹,符合學生的認知規(guī)律,體現了當代高等職業(yè)教育的特點。
本書主要內容包括緒論、電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器、霍爾式傳感器與其他磁敏傳感器、波式傳感器、數字式傳感器、智能傳感器、機器視覺技術、現代智能制造工業(yè)領域中的傳感器、智慧未來與物聯(lián)網、智能檢測與虛擬儀器技術、檢測裝置的干擾抑制技術以及“創(chuàng)新與制作”實訓工作頁。
本書的編寫特色如下:
1本書在保持傳統(tǒng)教材優(yōu)秀風格的基礎上,以更為開闊的視野,引入“知識拓展”和“科技前沿”版塊,介紹了國家政策、科技前沿和相關領域的新知識、新技術。
2為了響應國家發(fā)展智能制造產業(yè)、實現制造強國的戰(zhàn)略目標,本書加大了智能傳感器、現代智能制造工業(yè)領域中的傳感器、智慧未來與物聯(lián)網等章節(jié)的篇幅。
3精選了11個典型的智能傳感與檢測技術創(chuàng)新與制作實訓項目,使本書的結構體系更為完整。
4以實用知識和技能為核心,進一步簡化了煩瑣的理論計算、特性分析和公式推導。
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本書由徐小華擔任主編,李麗榮、梁曉明擔任副主編,崔培雪、楊月彩、高倩、孫偉、王健、龔承漢參與了本書的編寫工作。武漢華中數控股份有限公司高級工程師龔承漢對本書的編寫思路提出了很多合理化建議,在此表示感謝。
由于編者水平所限,書中難免會出現疏漏和不妥之處,歡迎廣大讀者提出寶貴意見。
編者
職業(yè)院校教師
前言
二維碼清單
緒論1
01智能傳感與檢測技術的發(fā)展1
011傳感器的發(fā)展1
012智能檢測技術的發(fā)展1
02智能傳感與檢測技術基礎2
021傳感器的概念2
022傳感器的組成3
023智能檢測技術基礎3
03課程性質及主要任務4
第1章電阻式傳感器5
11電阻應變式傳感器5
111應變片與應變效應5
112應變片的種類與結構5
113應變片的粘貼工藝6
114測量轉換電路6
115電阻應變片的溫度補償8
科技前沿壓阻式傳感器在高科技領域中的
應用9
12氣敏電阻傳感器9
121基本概念與工作原理9
122結構特性10
123氣敏電阻傳感器的應用實例11
13濕敏電阻傳感器12
131基本概念與工作原理12
132結構特性12
133濕敏電阻傳感器的應用實例13
思考題與習題14
第2章電容式傳感器15
21電容式傳感器的工作原理與結構15
211變遮蓋面積型電容式傳感器16
212變極距型電容式傳感器17
213變介電常數型電容式傳感器18
22電容式傳感器的測量轉換電路18
221調頻電路18
222脈沖寬度調制電路19
223運算放大器電路19
224電橋電路20
225雙T電橋電路20
23電容式傳感器的應用實例21
231電容料位計21
232電容測厚儀22
233差動式電容壓力傳感器22
234電容式濕度傳感器23
235電容式加速度傳感器23
236電容式荷重傳感器23
知識拓展人體接近電容式傳感器24
思考題與習題24
第3章電感式傳感器25
31自感式傳感器25
32互感式傳感器27
33電渦流式傳感器28
34電感式傳感器的應用實例29
341變氣隙式自感傳感器的應用29
342電渦流式傳感器的應用30
思考題與習題31
第4章壓電式傳感器32
41壓電元件與壓電效應32
411壓電元件32
412壓電效應34
42壓電式傳感器的原理35
43壓電式傳感器的等效電路和測量電路36
431壓電元件的等效電路36
432電荷放大器36
44壓電式傳感器的應用實例37
441壓電陶瓷傳感器的應用37
442高分子壓電材料的應用39
知識拓展壓電式振動傳感器與汽車點火
時間控制40
思考題與習題40
第5章熱電式傳感器41
51熱電偶傳感器41
511熱電偶的測溫原理41
512熱電偶基本定律42
513熱電偶的材料、結構及性能44
514熱電偶的冷端溫度補償方法46
515熱電偶測溫電路48
52熱電阻傳感器49
521熱電阻的工作原理49
522熱電阻的結構49
523熱電阻測量電路的選擇50
53熱敏電阻傳感器51
科技前沿集成溫度傳感器52
思考題與習題52
第6章光電式傳感器53
61光電式傳感器的工作原理及應用53
611光電效應53
知識拓展光的研究歷史54
612光電器件54
613光電式傳感器的應用實例57
科技前沿太陽能發(fā)電系統(tǒng)59
62紅外傳感器60
621紅外傳感器概述60
知識拓展紅外線的發(fā)現61
622熱釋電紅外傳感器61
63光纖傳感器62
631光纖的結構62
632光纖傳感器的工作原理及特點63
633光纖傳感器的應用實例64
64激光傳感器64
科技前沿激光測長、測距與測速65
思考題與習題66
第7章霍爾式傳感器與其他磁敏
傳感器67
71霍爾效應67
72霍爾元件及其特性參數68
721霍爾元件68
722霍爾元件的主要特性參數69
73集成霍爾式傳感器69
74霍爾式傳感器的應用實例71
741金屬零件霍爾計數裝置71
742霍爾式無觸點電子點火裝置71
75其他磁敏傳感器73
751磁敏電阻73
752磁敏二極管74
753磁敏晶體管75
754磁敏傳感器的應用實例76
思考題與習題77
第8章波式傳感器79
81超聲波傳感器79
811超聲波的物理性質79
知識拓展斯帕拉捷的蝙蝠飛行實驗81
812超聲波探頭81
813超聲波傳感器的應用實例82
82多普勒傳感器84
科技前沿多普勒效應與彩超84
思考題與習題85
第9章數字式傳感器86
91光柵式傳感器86
911莫爾條紋86
912光柵式傳感器的結構和工作原理87
913光柵式傳感器的應用87
92光電編碼器88
921增量式光電編碼器88
922絕對式光電編碼器88
923光電編碼器的應用89
93磁柵式傳感器90
931磁柵的基本概念90
932磁柵式傳感器的結構和工作原理90
933磁柵式傳感器的應用91
94感應同步器91
941直線式感應同步器的結構和類型92
942直線式感應同步器的工作原理93
943直線式感應同步器的應用94
95容柵式傳感器95
951容柵式傳感器的結構和工作原理95
952容柵式傳感器的應用96
思考題與習題96
第10章智能傳感器98
101智能傳感器概述98
1011智能傳感器的概念98
1012智能傳感器的功能99
1013智能傳感器的實現方式99
1014智能傳感器與檢測技術100
科技前沿我國自行研制的神舟飛船101
102智能圖像傳感器102
1021CCD圖像傳感器102
知識拓展傳統(tǒng)CCD與超級CCD105
1022CMOS圖像傳感器106
科技前沿航空航天中的納米CMOS圖像
傳感器108
1023接觸式圖像傳感器109
1024圖像傳感器的應用110
103智能無線傳感器111
1031無線傳感器概述111
1032智能無線傳感器的應用領域111
科技前沿中國“風云四號”衛(wèi)星112
104生物傳感器113
1041生物傳感器概述114
1042生物芯片115
1043智能生物傳感器115
科技前沿健康與運動裝備中的智能生物
傳感器116
105模糊傳感器117
1051模糊傳感器概述117
1052模糊傳感器的邏輯結構118
科技前沿模糊數學與模糊洗衣機118
106多傳感器數據融合系統(tǒng)119
1061多傳感器數據融合系統(tǒng)概述119
1062多傳感器數據融合系統(tǒng)的
工作原理120
科技前沿奔馳V8發(fā)動機燃油直噴系統(tǒng)
中的多傳感器數據融合120
107MEMS傳感器121
1071MEMS傳感器概述121
1072MEMS傳感器的應用領域121
科技前沿滑雪與沖浪運動中的3D
運動追蹤122
思考題與習題122
第11章機器視覺技術124
111機器視覺系統(tǒng)的組成124
112機器視覺數字圖像處理125
1121圖像處理125
1122圖像分析127
1123圖像理解127
113機器視覺圖像邊緣檢測127
知識拓展無人駕駛汽車的感知和定位128
114機器視覺技術在紡織企業(yè)中的應用128
思考題與習題129
第12章現代智能制造工業(yè)領域中的
傳感器130
121機器人傳感器130
1211機器人概述130
1212機器人傳感器的分類131
1213機器人的“大腦”和執(zhí)行機構132
科技前沿智能機器人Pepper在阿里智慧
展臺上正式亮相134
122汽車傳感器134
1221汽車常用傳感器134
科技前沿谷歌無人駕駛汽車139
1222汽車電子控制系統(tǒng)139
科技前沿電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)142
123現代移動通信領域中的傳感器143
1231現代移動通信技術概述143
科技前沿第五代移動通信技術——5G143
1232智能手機上的各類傳感器144
知識拓展智能手機攝像頭145
科技前沿全新數字陀螺儀讓運動感應
實境臻至完美147
知識拓展時間戳147
知識拓展指紋傳感器148
科技前沿觸摸屏與多點觸控149
124中國智能制造發(fā)展現狀及趨勢151
1241制造業(yè)智能化151
科技前沿智能制造153
1242四大產業(yè)集聚區(qū)撐起
“中國智造”153
1243中國智能制造業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新154
思考題與習題156
第13章智慧未來與物聯(lián)網157
131物聯(lián)網的概念157
132物聯(lián)網的體系架構157
133無線射頻識別技術158
134無線傳感器網絡159
科技前沿藍牙技術與WiFi161
135網絡傳感器162
1351網絡傳感器及其基本結構162
1352網絡傳感器通用接口標準162
1353網絡傳感器的發(fā)展趨勢163
科技前沿中國北斗衛(wèi)星導航
系統(tǒng)——BDS164
全球定位系統(tǒng)——GPS164
136智慧未來165
1361智慧農業(yè)165
1362智慧醫(yī)療167
1363智慧校園168
1364智能工廠170
科技前沿工業(yè)40與智能制造171
思考題與習題172
第14章智能檢測與虛擬儀器技術173
141智能檢測技術173
1411智能檢測系統(tǒng)的結構173
1412智能檢測系統(tǒng)的工作原理174
1413智能檢測技術的特點175
142虛擬儀器技術175
1421虛擬儀器176
1422虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較176
1423虛擬儀器的分類176
143圖形化編程語言——LabVIEW177
1431LabVIEW的啟動177
1432前面板窗口178
1433程序框圖窗口179
1434圖標/連接器179
1435LabVIEW的模板179
144虛擬儀器設計項目實例182
1441設計要求182
1442前面板設計183
1443程序框圖設計183
145基于LabVIEW的虛擬儀器在智能
檢測中的應用實例185
1451溫度監(jiān)測模塊185
1452濕度監(jiān)測模塊186
1453光照強度監(jiān)測模塊187
1454CO2濃度監(jiān)測模塊187
思考題與習題190
第15章檢測裝置的干擾抑制技術191
151干擾的來源191
1511常見的干擾類型191
1512噪聲與信噪比192
152干擾的耦合方式192
1521靜電耦合192
1522電磁耦合193
1523共阻抗耦合194
1524漏電流耦合194
153差模干擾和共模干擾195
1531差模干擾195
1532共模干擾196
1533共模干擾抑制比196
154干擾抑制技術197
1541屏蔽技術197
1542接地技術198
1543浮空技術201
1544軟件干擾抑制技術202
思考題與習題204
“創(chuàng)新與制作”實訓工作頁205
實訓1模擬電子稱重裝置的制作與調試205
實訓2土壤濕度測量裝置的制作與調試206
實訓3簡易酒精檢測儀的制作與調試208
實訓4電容觸摸按鍵的制作與調試209
實訓5壓電式簡易門鈴的制作與調試211
實訓6溫度控制開關的制作與調試212
實訓7轉速測量裝置的制作與調試214
實訓8簡易光控燈的制作與調試215
實訓9人體感應裝置的制作與調試217
實訓10模擬工業(yè)物料分揀裝置的
制作與調試218
實訓11基于LabVIEW的霍爾磁性開關電機
轉速測量220
參考文獻222