新型电力系统数字孪生技术及实践 江苏省电力试验研究院有限公司

本书主要讲述了传感器的工作原理、结构、性能和应用。书中既介绍了温度、力、光电式、图像、磁、位移、气体、湿度等基本传感器，又介绍了生物、无线电波与微波、超声波、机器人、语音和人像识别、指纹、触摸屏和微机电系统等新型传感器，还介绍了智能传感器和传感器网络知识，以及它们在工农业生产、科学研究、医疗卫生、环境保护、交通管理、家用电器等方面的应用实例。
本书可作为高职院校电子信息类、自动化类等专业的教学用书，也可作为有关工程技术人员的技术参考和自学用书。

金发庆，先后在浙江树人大学任教师、教务科长、教学督导，主要讲授传感器、激光影视设备、计算机显示技术、开关电源、移动通信、电波与天线、高频电子线路、电视原理等课程。曾任全国电子技术教学指导委员会成员。

适读人群 ：高职高专
★ 包含基本传感器、新型传感器和传感器网络的新知识，内容丰富，知识新颖，实用性强，有利于引导学习兴趣。

★ 理论知识讲解浅显易懂，应用实例介绍清晰透彻，实例种类多，涉及领域广，扩大知识面，有利于提高应用能力。

★ 实训课题与各章内容紧密结合，课题电路简洁，元件参数明晰，操作步骤具体，作品有使用价值，有利于培养实践技能。

党的二十大报告指出，推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。今天，人类已经进入了科学技术迅猛发展的信息时代，传感器技术是信息发展的重要支撑。电子计算机、互联网、机器人、自动控制、物联网、嵌入式系统以及人工智能技术的迅速发展，迫切需要各种各样的传感器。作为“感觉器官”，传感器可用于各种各样信息的感知、获取和检测，并转换为能被工作系统处理的信息。显而易见，传感器在现代科学技术领域中占有极其重要的地位，了解和掌握传感器技术与应用成了应用电子技术、自动控制技术、仪器仪表技术、自动信号技术、测量技术、机器人技术、人工智能技术、物联网及计算机应用等专业的必修课。
本书在第4版的基础上进行了一些删减，增添了部分新内容，力求内容新颖、叙述简明、实例面广、引导应用。
本书共11章，主要讲述了传感器的工作原理、结构、性能和具体的应用。第1章介绍了自动测控系统与传感器、传感器的分类和传感器性能指标；第2~8章介绍了温度、力、光电式、图像、磁、位移、气体、湿度等基本物理量传感器；第9章介绍了生物、无线电波与微波、超声波、机器人、语音和人像识别、指纹、触摸屏和微机电系统等新型传感器；第10章和第11章分别介绍了智能传感器和传感器网络。在介绍传感器基本知识的同时，还介绍了它们在工农业生产、科学研究、医疗卫生、环境保护、交通管理、家用电器等方面的应用实例。
本书每章后面附有实训和习题，实训内容通过介绍传感器实验和传感器应用电路，增强读者对知识的理解，提高读者的动手能力。在讲授和学习本书时，可根据实际情况和具体条件，选择完成一部分实训课题或全部实训课题，也可以安排在课余时间进行。参考学时为60学时。
本书第1、5、10、11章由金发庆编写，第2章和第3章由孙卫星编写，第4、8、9章由李晴编写，第6章和第7章由张天伟编写。全书由金发庆统稿，李瑜芳审稿。
在本书编写过程中，得到许多同行、同事的热情关心和帮助，并提出了许多宝贵意见，在此一并表示衷心感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

前言
二维码资源清单
第1章传感器概述
1.1自动测控系统与传感器
1.1.1自动测控系统
1.1.2传感器
1.2传感器分类
1.2.1按被测物理量分类
1.2.2按传感器工作原理分类
1.3传感器性能指标
1.3.1静态特性
1.3.2动态特性
1.3.3性能指标
1.4实训
1.4.1电子秤静态特性测试
1.4.2红外线传感器遇人自动闪灯电路装配与调试
1.5习题
第2章温度传感器
2.1温度测量概述
2.2热电偶传感器
2.2.1热电偶测温原理
2.2.2热电偶的结构形式和标准化热电偶
2.2.3热电偶测温及参考端温度补偿
2.3金属热电阻传感器
2.3.1热电阻的温度特性
2.3.2热电阻传感器的结构
2.4热敏电阻
2.4.1热敏电阻的Rtt特性
2.4.2负温度系数热敏电阻的性能
2.4.3负温度系数热敏电阻的温度方程
2.4.4负温度系数热敏电阻的主要特性
2.5半导体温度传感器
2.5.1二极管温度传感器
2.5.2晶体管温度传感器
2.6集成温度传感器
2.6.1集成温度传感器基本工作原理
2.6.2电压输出型集成温度传感器
2.6.3电流输出型集成温度传感器
2.7温度传感器应用实例
2.7.1双金属温度传感器温度计
2.7.2热电偶用于电加热炉温度控制
2.7.3热敏电阻4通道温度测量电路
2.7.4集成温度传感器的应用
2.7.5家用空调专用温度传感器
2.7.6电冰箱、电冰柜专用温度传感器
2.7.7热水器专用温度传感器
2.7.8汽车发动机控制系统专用温度传感器
2.8实训
2.8.1熟悉集成温度传感器的性能指标
2.8.2电冰箱温度超标指示电路的装配与调试
2.9习题
第3章力传感器
3.1弹性敏感元件
3.1.1弹性敏感元件的特性
3.1.2弹性敏感元件的分类
3.2电阻应变片传感器
3.2.1电阻应变片的工作原理
3.2.2电阻应变片的分类
3.2.3电阻应变片的测量电路
3.3压电传感器
3.3.1石英晶体的压电效应
3.3.2压电陶瓷的压电效应
3.3.3压电元器件的并联和串联
3.3.4压电测力传感器结构
3.3.5单片集成硅压力传感器
3.4电容式传感器
3.4.1变极距式电容传感器
3.4.2变面积式电容传感器
3.4.3变介电常数式电容传感器
3.5电感式传感器
3.5.1自感式传感器
3.5.2互感式传感器
3.6加速度传感器
3.6.1加速度传感器的组成
3.6.2ADXL320双轴加速度传感器
3.6.3物体移动或倾倒报警电路
3.6.4MMA1220D单轴加速度传感器
3.7力传感器应用实例
3.7.1燃气灶压电晶体点火器
3.7.2带温度补偿的压力电子开关
3.7.3电阻应变片称重传感器
3.7.4指套式电子血压计
3.7.5CLYZ320型力敏传感器
3.7.6手机和平板电脑的横竖显示转换
3.8实训
3.8.1电阻应变片力传感器的装配与调试
3.8.2 LED条图显示压力计电路的装配与调试
3.9习题
第4章光电式传感器
4.1光电效应
4.1.1外光电效应
4.1.2内光电效应
4.1.3光生伏打效应
4.2光电器件
4.2.1光电管和光电倍增管
4.2.2光敏电阻
4.2.3光电二极管和光电晶体管
4.2.4光电池
4.2.5光电元器件的特性
4.2.6光耦合器
4.3红外线传感器
4.3.1概述
4.3.2热释电型红外传感器
4.4色彩传感器
4.5CZGGD500系列紫外火焰传感器
4.6核辐射传感器
4.7光纤传感器
4.7.1光纤传感元器件
4.7.2常用光纤传感器
4.7.3光纤传感器水源检测设备
4.8光传感器应用实例
4.8.1自动照明灯
4.8.2物体长度及运动速度的检测
4.8.3红外线自动水龙头
4.8.4手指光反射测量心率方法
4.8.5条形码与扫描笔
4.8.6插卡式电源开关
4.8.7虚拟现实三维空间跟踪球
4.9实训
4.9.1熟悉常用光敏元器件的性能指标
4.9.2测光文具盒电路的装配与测试
4.10习题
第5章图像传感器
5.1CCD图像传感器
5.1.1CCD原理
5.1.2CCD图像传感器的结构及原理
5.1.3CCD图像传感器的应用
5.2CMOS图像传感器
5.2.1CMOS型光电转换器件
5.2.2CMOS图像传感器的结构原理
5.2.3CMOS图像传感器的应用
5.3CCD和CMOS图像传感器应用实例
5.3.1证件自动打印机
5.3.2数字摄像机
5.3.3数码相机
5.3.4平板电脑和手机摄像头
5.3.5车辆牌照自动识别
5.3.6光纤内窥镜
5.3.7二维码与识读设备
5.4实训
5.4.1工作现场图像传输网络的安装与调试
5.4.2汽车倒车提醒和后视电路的装配与调试
5.5习题
第6章霍尔传感器及其他磁传感器
6.1霍尔传感器工作原理
6.1.1霍尔效应
6.1.2霍尔元器件的主要技术参数
6.2霍尔传感器
6.2.1霍尔开关集成传感器
6.2.2霍尔线性集成传感器
6.3其他磁传感器
6.3.1磁阻元器件
6.3.2磁敏二极管
6.3.3磁敏晶体管
6.4霍尔传感器及其他磁传感器应用实例
6.4.1霍尔汽车无触点点火器
6.4.2霍尔无刷直流电动机
6.4.3磁卡及磁卡阅读器
6.4.4地震动传感器
6.5实训
6.5.1干簧管开门播放音乐电路的装配与调试
6.5.2磁感应强度测量仪电路的装配与调试
6.6习题
第7章位移传感器
7.1机械位移传感器
7.1.1电位器式机械位移传感器
7.1.2电容式机械位移传感器
7.1.3螺线管电感式机械位移传感器
7.1.4差动变压器式机械位移传感器
7.2光栅位移传感器
7.2.1莫尔条纹
7.2.2光栅位移传感器的结构及工作原理
7.2.3光栅位移传感器的应用
7.3磁栅位移传感器
7.4热释电式自动门开关电路
7.5磁电式转速传感器
7.6导电式液位传感器
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