传感器检测技术

传感器是一门知识密集型技术，传感器的原理各种各样，它与许多学科有关，种类繁多，分类方法也很多，广泛采用的分类方法有如下几种：1)按照传感器的工作机理，可分为物理型、化学型、生物型等类型。2)从构成原理，可分为结构型和物性型两大类型。①结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括力场运动定律、电磁场电磁定律等。对于传感器而言，这种方程式也是其工作时的数学模型，这类传感器的特点是其性能与结构材料没有多大关系，如差动变压器。②物性型传感器是利用物质定律构成的，如欧姆定律等。物质定律是表示某些客观性质的法则，多数以物质本身的常数形式表示，代表了传感器的主要性能，因此，物性型传感器的性能随材料的不同而异，如光电管、半导体传感器等。3)按照物理原理，可分为电参量式传感器(包括电阻式、电感式、电容式等基本形式)、磁电式传感器(包括磁电感应式、霍尔式、磁栅式等)、压电式传感器、光电式传感器、气电式传感器、波式传感器(包括超声波式、微波式等)、射线式传感器、半导体式传感器，以及其他原理的传感器(如振弦式和振筒式等)。有些传感器的工作原理具有两种以上的复合形式，如一些半导体式传感器。4)按传感器的能量转换情况，可分为能量控制型传感器和能量转换型传感器。①能量控制型传感器在信息变换过程中，其能量需外电源供给，如电阻、电感、电容等电路参量传感器都属于这一类传感器。②能量转换型传感器主要是由能量变换元件构成，它不需要外电源，如基于压电效应、热电效应、光电效应、霍尔效应等原理构成的传感器属于此类传感器。5)按传感器的应用，分为位移传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器等。

另外，根据传感器输出是模拟信号还是数字信号，可分为模拟传感器和数字传感

器；根据转换过程可逆与否，可分为双向传感器和单向传感器等。

随着科技和生产的迅速发展，检测仪表和系统的种类不断增加，其分类方法也有很多种，工程上通常是按被测参量分类，一般可分为以下几类。1)电工量：电压、电流、电功率、电阻、电容、频率、磁场强度、磁通密度等。

2)热工量：温度、热量、流速、物位、液位、界面等。

3)机械量：位移、形状、加速度、噪声等。比热容、热流、热分布、压力、压差、真空度、流量、力、应力、力矩、重量、质量、转速、线速度、振动、

4)物性和成分量：气体成分、液体成分、固体成分：酸碱度、盐度、浓度、黏度、粒度、密度、相对密度(比重)等。

5)光学量：光强、光通量、光照度、辐射能量等。

6)状态量：颜色、透明度、磨损量、裂纹、缺陷、泄漏、表面质量等。

严格地说，状态量范围更广，但是有些状态量由于已按习惯归人热工量、机械量、成分量中，因此不再重复列出。

传感器检测技术，ISBN：9787118050257，作者：施涌潮、梁福平、牛春晖。

王晓敏，湖北省，宜昌市，三峡电力职业学院，机电工程系机电教研室主任，副教授，曾主编《传感器检测技术及应用》教材。

《传感器检测技术及应用》

项目1 认识传感器

1.1 认识传感器的组成与分类

1.2 了解传感器的性能指标

1.3 传感器的标定

1.4 认识传感技术的现状和发展趋势

习题

项目2 位移、速度、流量传感器及其应用

2.1 参量型位移传感器

2.2 光栅磁栅位移传感器

2.3 速度、加速度传感器

2.4 物位流量流速传感器

2.5 位移传感器的应用

2.6 综合实训：检测电感式传感器

习题

项目3 力学传感器及其应用

3.1 测力传感器

3.2 扭矩传感器

3.3 压力传感器

3.4 力学传感器的应用

3.5 综合实训：了解电阻应变式传感器

习题

项目4 温度传感器及其应用

4.1 热电式温度传感器

4.2 电阻式温度传感器

4.3 非接触式温度传感器

4.4 半导体集成温度传感器

4.5 温度传感器的应用

4.6 综合实训：了解热电偶的原理及现象

习题

项目5 气敏、湿度传感器及其应用

5.1 气敏传感器

5.2 湿度传感器

5.3 水分传感器

5.4 气敏和湿度传感器应用实例

5.5 综合实训：检测电容式传感器的性能

习题

项目6 光电传感器及其应用

6.1 光电效应及光电器件

6.2 红外传感器

6.3 激光传感器

6.4 光纤传感器

6.5 光电传感器应用实例

6.6 综合实训：光电传感器(反射型)测转速

6.7 综合实训：光纤位移测量

习题

项目7 视觉传感器及其应用

7.1 光导视觉传感器

7.2 ccd视觉传感器

7.3 cmos视觉传感器

7.4 人工视觉

7.5 视觉传感器应用实例

7.6 综合实训：电涡流式传感器的

应用

习题

项目8 新型传感器及其应用

8.1 机器人传感器

8.2 生物传感器

8.3 微波传感器

8.4 超声波传感器

8.5 新型传感器应用实例

8.6 综合实训：压电传感器的动态响应

习题

项目9 传感检测系统及其应用

9.1 传感检测系统的组成

9.2 传感器检测信号处理

9.3 传感器的微机接口

9.4 传感器网络

9.5 传感器接口电路应用实例

9.6 综合实训：检测霍尔传感器的直流激励特性

习题

项目10 传感器在机电一体化系统中的应用

10.1 传感器在工业机器人中的应用

10.2 传感器在cnc机床与加工中心中的应用

10.3 传感器在汽车机电一体化中的应用

10.4 传感器在家用电器中的应用

习题

参考文献

本书重点讲解了位移、力、视觉、触觉、温度、气敏、湿度、光电、智能、生物、微波、超声波、机器人等各种传感器的工作原理与应用方法，对传感器检测的输出信号处理、传感器与微机的接口、传感器网络进行了详细叙述。书中列举了传感器在工农业生产、科学研究、医疗卫生、家用电器等许多方面的应用实例，特别是介绍了传感器在机电一体化系统中的具体应用。《传感器检测技术及应用》介根据工学结合课程的教学安排，还编写了与内容相关的综合实训课题。《传感器检测技术及应用》介共10个项目，每个项目前后均附有知识目标、能力目标及习题。

《传感器检测技术及应用》介选材广泛，图文并茂，层次分明，条理清晰，结构合理，重点突出，深入浅出，通俗易懂，通过大量的传感器实例分析和综合实训课题来帮助读者理解传感器的工作原理。

《传感器检测技术及应用》介深度适宜，实用性强，可作为高职院校、大专院校、成人高校及本科院校举办的二级职业技术学院和民办高校机电一体化、应用电子技术、自动控制、仪器仪表测量、计算机应用、机械制造、数控加工、模具技术等专业的教学用书，也可作为相关专业培训教材或相关工程技术人员的参考学习用书。