目录

项目 1 初识传感器 1
    任务 1.1 机器感知初探 ……………………………………………………………… 4
        探究新知………………………………………………………………………………… 4
            1.1.1　机器感知概述 ………………………………………………………… 4
            1.1.2　机器感知与人类感知的对比分析 …………………………… 5
        拓展阅读 ………………………………………………………………………………… 7
            关节里的秧歌步——捕捉机械震颤，赓续文化基因 …………… 7
    任务 1.2 传感器基础知识 …………………………………………………………… 8
        探究新知………………………………………………………………………………… 8
            1.2.1　传感器的定义 ………………………………………………………… 8
            1.2.2　传感器的组成 ………………………………………………………… 9
            1.2.3　传感器的分类 ………………………………………………………… 9
            1.2.4　传感器的误差理论 ………………………………………………… 10
            1.2.5　传感器的特性 ……………………………………………………… 13
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 17
            传感“芯”跳——解码技术跃迁，守望科技初心 ……………… 17
    任务 1.3 传感器应用领域 …………………………………………………………18
        探究新知……………………………………………………………………………… 18
            1.3.1　传感器在家居生活领域中的应用 …………………………… 18
            1.3.2　传感器在工业控制领域中的应用 …………………………… 19
            1.3.3　传感器在航空航天领域中的应用 …………………………… 20
            1.3.4　传感器在电子产品领域中的应用 …………………………… 21
            1.3.5　传感器在交通管理领域中的应用 …………………………… 22
            1.3.6　传感器在环境监测领域中的应用 …………………………… 22
        拓展阅读 ……………………………………………………………………………… 24
            螺旋桨下的脉冲——感知天地经纬，践行科技为民 ………… 24
    项目检测…………………………………………………………………………………25
项目 2 力和压力的检测及应用 27
    任务 2.1 重量的检测 …………………………………………………………………30
        探究新知……………………………………………………………………………… 31
            2.1.1　电阻应变式传感器概念 ………………………………………… 31
            2.1.2　电阻应变式传感器特点 ………………………………………… 31
            2.1.3　电阻应变式传感器工作原理 ………………………………… 31
            2.1.4　电阻应变式传感器的测量直流电桥电路 ……………… 33
        任务实践……………………………………………………………………………… 35
            电阻应变式传感器测重量 ………………………………………………… 35
        拓展阅读 ……………………………………………………………………………… 37
            秤杆上的星芒——丈量文明重量，传承诚信之光 …………… 37
    任务 2.2 血压的检测 …………………………………………………………………38
        探究新知……………………………………………………………………………… 38
            2.2.1　压阻式压力传感器的概念 …………………………………… 38
            2.2.2　半导体的压阻效应 ……………………………………………… 38
            2.2.3　压阻式压力传感器的分类 …………………………………… 39
        任务实践……………………………………………………………………………… 41
            压阻式压力传感器测压力 ……………………………………………… 41
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 43
            蓝马甲下的坚守——丈量生命温度，传承创新精神 ……… 43
    任务 2.3 闯红灯检测 ………………………………………………………………44
        探究新知…………………………………………………………………………… 44
            2.3.1　压电传感器 ………………………………………………………… 44
            2.3.2　压电传感器的测量转换电路 ……………………………… 46
            2.3.3　压电传感器的应用 ……………………………………………… 47
        任务实践…………………………………………………………………………… 50
            压电式加速度传感器测振动 ………………………………………… 50
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 52
            压电传感器里的匠心——守护行车安全，传递创新力量 … 52
    任务 2.4 水压的检测 …………………………………………………………………52
        探究新知……………………………………………………………………………… 53
            2.4.1　自感式电感传感器 ……………………………………………… 53
            2.4.2　差动变压器式传感器 ………………………………………… 58
        任务实践…………………………………………………………………………… 62
            差动变压器式传感器测位移 ………………………………………… 62
        拓展阅读 ………………………………………………………………………… 64
            水压数据中的坚守——护卫长江安澜，践行家国情怀 … 64
    项目检测………………………………………………………………………………65
项目 3 温度的检测及应用 67
    任务 3.1 电热水袋温度测量 ………………………………………………70
        探究新知………………………………………………………………………… 71
            3.1.1　什么是温度 …………………………………………………… 71
            3.1.2　如何表示温度 ………………………………………………… 71
            3.1.3　温度传感器分类 ……………………………………………… 72
            3.1.4　双金属片温度传感器 ……………………………………… 72
        任务实践………………………………………………………………………… 75
            双金属片温度传感器测温度 ……………………………………… 75
        拓展阅读 ……………………………………………………………………… 76
            中国航空的飞跃——立民族自信，铸大国重器 ………… 76
    任务 3.2 烘干机温度测量 ……………………………………………………77
        探究新知………………………………………………………………………… 78
            3.2.1　电阻式温度传感器 ………………………………………… 78
            3.2.2　热敏电阻 ……………………………………………………… 83
        任务实践……………………………………………………………………… 86
            Pt100 热电阻温度传感器测温度 …………………………… 86
        拓展阅读 …………………………………………………………………… 90
            超导材料的新发现——攀科学高峰，破技术壁垒 … 90
    任务 3.3 炼钢炉内温度测量 ………………………………………………91
        探究新知……………………………………………………………………… 92
            红外温度传感器 ……………………………………………………… 92
        任务实践……………………………………………………………………… 96
            红外温度传感器测温度 …………………………………………… 96
        拓展阅读 …………………………………………………………………… 98
            红外辐射的中国温度——科技赋能，以民为本 ……… 98
    任务 3.4 化工厂内温度测量 ……………………………………………99
        探究新知…………………………………………………………………… 100
            3.4.1　热电偶传感器 …………………………………………… 100
            3.4.2　热电偶的冷端延长与温度补偿 ………………… 106
        任务实践………………………………………………………………… 109
            热电偶温度传感器测温度 …………………………………… 109
        拓展阅读 ………………………………………………………………… 113
            极端环境下的技术攻坚——以科技之笔，绘强国蓝图 … 113
    任务 3.5 人体温度测量 ………………………………………………………… 114
        探究新知…………………………………………………………………………… 114
            3.5.1　集成温度传感器 ………………………………………………… 114
            3.5.2　集成温度传感器技术的发展 ……………………………… 118
        任务实践…………………………………………………………………………… 119
            集成温度传感器测温度 ………………………………………………… 119
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 120
            新能源技术的国产化突围——中国智慧，改写未来坐标 … 120
    项目检测……………………………………………………………………………… 121
项目 4 位移的检测及应用 123
    任务 4.1 智能小车速度检测 ………………………………………………… 126
        探究新知…………………………………………………………………………… 127
            4.1.1　编码器式位移传感器的检测原理与分类 …………… 127
            4.1.2　常用编码器式位移传感器介绍 ………………………… 128
            4.1.3　编码器基本参数 ………………………………………………… 131
            4.1.4　编码器电机接线方法 ………………………………………… 131
            4.1.5　编码器式位移传感器在智能小车测速中的应用 … 132
        任务实践…………………………………………………………………………… 133
            增量型光电编码器测转速 ……………………………………………… 133
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 135
            无人驾驶“火炬手”——科技圣火里的强国担当 ……………… 135
    任务 4.2 倒车雷达距离检测 …………………………………………………… 136
        探究新知…………………………………………………………………………… 137
            4.2.1　声波的定义与分类 ……………………………………………… 137
            4.2.2　声波的传播方式 ………………………………………………… 137
            4.2.3　超声波的声速、波长、指向性 …………………………… 138
            4.2.4　超声波传感器检测过程 ……………………………………… 139
            4.2.5　超声波测距传感器的工作原理 …………………………… 139
            4.2.6　超声波测距传感器的技术特点 …………………………… 140
            4.2.7　超声波传感器在倒车雷达中的应用 …………………… 140
            4.2.8　超声波传感器的其他应用 ………………………………… 141
        任务实践…………………………………………………………………………… 142
            超声波传感器测距 ……………………………………………………… 142
        拓展阅读 ………………………………………………………………………… 143
            超声波测距——国产传感器的崛起之路 …………………… 143
    任务 4.3 机床运动位置检测 ……………………………………………… 144
        探究新知……………………………………………………………………… 144
            4.3.1　电涡流传感器组成 ……………………………………… 144
            4.3.2　电涡流效应 ………………………………………………… 145
            4.3.3　电涡流传感器的等效阻抗分析 …………………… 146
            4.3.4　电涡流传感器的结构和技术参数 ………………… 146
            4.3.5　电涡流传感器的测量转换电路 ……………………… 147
            4.3.6　电涡流传感器在机床运动位置检测中的应用 … 148
            4.3.7　电涡流传感器的其他应用 ………………………………… 149
        任务实践………………………………………………………………………… 150
            电涡流传感器测位移 ………………………………………………… 150
        拓展阅读 ……………………………………………………………………… 154
            电涡流传感器——雷场之上的“生命防线” ………………… 154
    任务 4.4 水塔水位检测 ……………………………………………………… 155
        探究新知………………………………………………………………………… 156
            4.4.1　电容式传感器定义及工作原理 ………………………… 156
            4.4.2　变极距式电容传感器 ……………………………………… 157
            4.4.3　变面积式电容传感器 ……………………………………… 158
            4.4.4　变介电常数式电容传感器 ……………………………… 158
            4.4.5　电容式传感器的测量转换电路 ……………………… 160
            4.4.6　电容式接近开关传感器在水塔水位监测中的应用 … 161
            4.4.7　电容式加速度传感器在发动机上的应用 …………… 163
        任务实践…………………………………………………………………………… 164
            电容式传感器测位移 …………………………………………………… 164
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 170
            电容式传感器——医疗设备里的“精度”与“温度” …………… 170
    项目检测……………………………………………………………………………… 171
项目 5 气体的检测及应用 173
    任务 5.1 酒精气体检测 ………………………………………………………… 176
        探究新知…………………………………………………………………………… 177
            5.1.1　气敏传感器定义和分类 ……………………………………… 177
            5.1.2　气敏传感器的发展及技术进步 …………………………… 177
            5.1.3　气敏电阻工作原理 ……………………………………………… 178
            5.1.4　气敏电阻的组成与类型 ……………………………………… 178
            5.1.5　气敏电阻主要特性参数 ……………………………………… 179
            5.1.6　气敏电阻的测量电路 ………………………………………… 181
            5.1.7 MQ-3 酒精传感器介绍 ………………………………………… 181
            5.1.8　气敏电阻的典型应用 ………………………………………… 183
        任务实践…………………………………………………………………………… 185
            气敏传感器测酒精浓度 ………………………………………………… 185
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 186
            气敏材料的微光——纳米尺度的突破与 MOFs 框架的创新轨迹 … 186
    任务 5.2 室内湿度检测 …………………………………………………………… 187
        探究新知……………………………………………………………………………… 187
            5.2.1　湿度的衡量 ………………………………………………………… 188
            5.2.2　湿敏电阻工作原理、组成及特性 ………………………… 189
            5.2.3　湿敏电阻的分类 ………………………………………………… 190
            5.2.4　湿敏电阻测量电路 ……………………………………………… 191
            5.2.5　湿敏电容工作原理、组成及特性 ………………………… 192
            5.2.6　湿敏电容测量电路 ……………………………………………… 192
            5.2.7　湿敏传感器的应用领域 ……………………………………… 193
            5.2.8　湿敏传感器的典型应用 ……………………………………… 194
        任务实践…………………………………………………………………………… 195
            湿敏传感器测湿度 ………………………………………………………… 195
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 197
            湿度里的文明刻度——丈量文物呼吸，守护时光印记 … 197
    项目检测……………………………………………………………………………… 198
项目 6 声光的检测及应用 201
    任务 6.1 光的检测 ………………………………………………………………… 204
        探究新知…………………………………………………………………………… 204
            6.1.1　光电传感器 ………………………………………………………… 204
        6.1.2　光敏电阻 ………………………………………………………………… 205
        6.1.3　常用光电传感器：光敏二极管和光敏晶体管 ………… 210
        6.1.4　常用光电传感器：光电池 …………………………………… 213
        6.1.5　光电器件的应用 ………………………………………………… 214
        任务实践……………………………………………………………………… 215
            光电传感器测转速 ………………………………………………… 215
        拓展阅读 ……………………………………………………………………… 216
            光电传感里的精密测量——捕捉光电信息，彰显科技担当 … 216
    任务 6.2 声光的检测 ……………………………………………………………… 217
        探究新知……………………………………………………………………………… 218
            6.2.1　声光控灯的工作原理 …………………………………………… 218
            6.2.2　系统构成及原理 …………………………………………………… 218
        任务实践……………………………………………………………………………… 219
            基于 Arduino 的声光控灯 ……………………………………………… 219
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 220
            声音检测里的担当——定位城市声纹，守护民生安宁 …… 220
    项目检测……………………………………………………………………………… 222
项目 7 磁场的检测及应用 225
    任务 7.1 电子燃气表燃气计量 ……………………………………………… 228
        探究新知…………………………………………………………………………… 228
            7.1.1　燃气表计量传感器的选择 ………………………………… 228
            7.1.2　干簧管传感器的分类 ………………………………………… 229
            7.1.3　干簧管的构造、特点和使用注意事项 ………………… 229
            7.1.4　干簧管的工作原理及安装方向 …………………………… 231
            7.1.5　干簧管的应用领域 ……………………………………………… 233
            7.1.6　干簧管在电子燃气表计量中的应用 …………………… 233
        任务实践…………………………………………………………………………… 236
            干簧管传感器开关实验 ………………………………………………… 236
        拓展阅读 …………………………………………………………………………… 237
            智能物联网燃气表——科技赋能民生的责任与创新 ……… 237
    任务 7.2 电动自行车速度测量 ……………………………………………… 238
        探究新知…………………………………………………………………………… 238
            7.2.1　磁敏传感器的定义与分类 ………………………………… 238
            7.2.2　霍尔效应 …………………………………………………………… 239
            7.2.3　霍尔元件 …………………………………………………………… 240
            7.2.4　霍尔集成传感器 ………………………………………………… 240
            7.2.5　霍尔传感器的基本电路及误差补偿电路 …………… 242
            7.2.6　霍尔传感器在电动自行车测速中的应用 …………… 243
        任务实践………………………………………………………………………… 244
            开关型霍尔传感器测转速 …………………………………………… 244
        拓展阅读 ………………………………………………………………………… 246
            车速调控技术——从“安全屏障”到“责任标尺” …………… 246
    项目检测……………………………………………………………………………… 247
项目 8 智能传感器及应用 249
    任务 8.1 智能传感器的概念 ……………………………………………… 251
        探究新知………………………………………………………………………… 252
            8.1.1　智能传感器的主要功能 …………………………………… 252
            8.1.2　智能传感器的主要优点 …………………………………… 254
            8.1.3　智能传感器的实现途径 …………………………………… 254
            8.1.4　智能传感器面临的挑战 …………………………………… 255
            8.1.5　智能传感器未来的发展趋势 …………………………… 256
        任务实践………………………………………………………………………… 257
            基于智能传感系统的心率、血氧饱和度检测 …………… 257
        拓展阅读 ……………………………………………………………………… 259
            科技赋能产业升级——智能传感器与边缘计算彰显中国“智”造担当 … 259
    任务 8.2 智能传感器的应用领域 …………………………………………… 260
        探究新知……………………………………………………………………………… 261
            8.2.1 MEMS 压力传感器 ………………………………………………… 262
            8.2.2　米家蓝牙温湿度计的应用 …………………………………… 264
            8.2.3　智能传感器在人形机器人上的应用 ……………………… 264
        任务实践……………………………………………………………………………… 265
            智能全向路径识别传感器设计 ………………………………………… 265
        拓展阅读 ……………………………………………………………………………… 271
            秧歌间的机械星光——舞动科技韵律，闪耀创新锋芒 …… 271
    项目检测……………………………………………………………………………… 272
参考文献 274

世纪宏图免费样书、课件申请表

尊敬的老师：

您好！欢迎您领取本书样书，高校教师免费领取，包邮，每人1-3本。提交申请样书信息后，由对应区域负责人安排邮寄，1-3天内寄出。如有其他问题，请联系：薛老师 13810412048 （微信同号） QQ: 2301407762 进行咨询和处理。