检测技术及应用

职业规划与就业导航 1

绪论 3

模块1 检测技术的基础知识教学聚焦 6

知识目标 6

技能目标 6

课时建议 6

课堂随笔 6

1.1 检测技术的基础理论知识 7

1.1.1 测量的概念与单位 7

1.1.2 测量的种类与方法 8

1.1.3 测量的误差与分析 9

1.2 传感器及其基本特性 13

1.2.1 传感器的定义与组成 13

1.2.2 传感器的种类 14

1.2.3 传感器的基本特性 16

重点串联 19

拓展与实训 19

基础训练 19

技能实训 20

模块2 力学量的检测教学聚焦 23

知识目标 23

技能目标 23

课时建议 23

课堂随笔 23

2.1 电阻应变式传感器及应用 24

2.1.1 电阻应变片的结构 24

2.1.2 电阻应变片的工作原理 25

2.1.3 测量与转换电路 26

2.1.4 电阻应变式传感器的应用 30

2.2 压电式传感器及应用 35

2.2.1 压电效应与逆压电效应 35

2.2.2 压电材料 35

2.2.3 测量与转换电路 38

2.2.4 压电式传感器的应用 41

重点串联 43

拓展与实训 43

基础训练 43

技能实训 44

模块3 几何量的检测教学聚焦 49

知识目标 49

技能目标 49

课时建议 49

课堂随笔 49

3.1 电感式传感器及应用 50

3.1.1 自感式传感器 51

3.1.2 差动变压器式传感器的工作原理及应用 56

3.1.3 电涡流式传感器的工作原理及应用 62

3.2 电容式传感器及应用 67

3.2.1 电容效应 67

3.2.2 电容式传感器分类 68

3.2.3 差动电容式传感器 70

3.2.4 电容式传感器的测量电路 71

3.3 液位传感器及应用 77

3.3.1 液位传感器分类 77

3.3.2 浮力式液位传感器 77

3.3.3 压阻式液位传感器 78

3.4 超声波传感器及应用 80

3.4.1 超声波及其物理性质 80

3.4.2 超声波探头及耦合技术 81

3.4.3 超声波传感器的应用 82

重点串联 83

拓展与实训 83

基础训练 83

技能实训 86

模块4 热学量的检测教学聚焦 90

知识目标 90

技能目标 90

课时建议 90

课堂随笔 90

4.1 热电阻式传感器及应用 91

4.1.1 温标及测温方法 91

4.1.2 热膨胀式测温计 92

4.1.3 热电阻传感器的工作原理及基本特性 93

4.1.4 测量与转换电路 96

4.1.5 热电阻传感器的应用 97

4.2 热电偶传感器及应用 100

4.2.1 热电偶的测温原理 100

4.2.2 热电偶的基本定律 102

4.2.3 热电偶的结构及种类 104

4.2.4 热电偶的冷端补偿 107

4.2.5 热电偶的测量电路 109

4.2.6 热电偶传感器的应用 110

4.3 集成式温度传感器及应用 111

4.3.1 集成式温度传感的发展 111

4.3.2 模拟式温度传感器 111

4.3.3 数字式温度传感器 112

4.3.4 集成式温度传感器的应用 112

4.4 红外热辐射式传感器及应用 115

4.4.1 红外传感器工作原理 115

4.4.2 红外传感器的应用 116

重点串联 118

拓展与实训 118

基础训练 118

技能实训 121

模块5 光学量的检测教学聚焦 128

知识目标 128

技能目标 128

课时建议 128

课堂随笔 128

5.1 光电式传感器及应用 129

5.1.1 内光电效应及光电器件 129

5.1.2 外光电效应及光电器件 132

5.1.3 光电池特性 133

5.1.4 光电耦合器的工作原理 135

5.1.5 光电式传感器的应用 137

5.2 CCD电荷式传感器及应用 140

5.2.1 CCD的工作原理 140

5.2.2 CCD器件 142

5.2.3 CCD应用 143

5.2.4 数码相机 145

5.3 光栅传感器及应用 146

5.3.1 光栅的分类 146

5.3.2 光栅传感器的工作原理 148

5.3.3 光栅传感器的应用 149

重点串联 151

拓展与实训 151

基础训练 151

技能实训 153

模块6 磁学量的检测教学聚焦 165

知识目标 165

技能目标 165

课时建议 165

课堂随笔 165

6.1 霍尔式传感器及应用 166

6.1.1 霍尔式传感器基础知识 166

6.1.2 霍尔式传感器误差及补偿 168

6.1.3 集成霍尔传感器 170

6.1.4 霍尔式传感器的应用 171

6.2 新型磁学量传感器及应用 174

6.2.1 磁敏电阻 174

6.2.2 磁敏二、三极管 175

重点串联 177

拓展与实训 177

基础训练 177

技能实训 179

模块7 气体、湿度量的检测教学聚焦 186

知识目标 186

技能目标 186

课时建议 186

课堂随笔 186

7.1 气敏传感器及应用 187

7.1.1 气敏电阻 187

7.1.2 气敏传感器的工作原理 191

7.1.3 气敏传感器的应用电路 191

7.2 湿敏传感器及应用 194

7.2.1 湿度测量方法 194

7.2.2 湿敏传感器的工作原理 195

7.2.3 湿敏传感器的应用电路 198

重点串联 199

拓展与实训 200

基础训练 200

技能实训 201

模块8 检测系统综合举例教学聚焦 208

知识目标 208

技能目标 208

课时建议 208

课堂随笔 208

8.1 检测技术与单片机的综合应用 209

8.1.1 立式罐底量测量方法 209

8.1.2 在线检测技术应用 210

8.1.3 动态底量测量系统设计 212

8.2 检测技术与PLC的综合应用 213

8.2.1 物料检测技术应用 214

8.2.2 犁煤器PLC控制系统设计 214

8.3 全国大学生电子设计竞赛举例 215

8.3.1 帆板控制系统 216

8.3.2 角度检测技术应用 217

8.3.3 电机驱动技术应用 218

8.3.4 帆板控制系统设计 218

8.3.5 测试方案及结果 220

重点串联 222

拓展与实训 223

基础训练 223

技能实训 224

附录 228

参考文献 235