本书从实用角度出发，以项目为载体，介绍了传感器的基本结构、工作原理、测量电路及应用等。全书共九个项目，分别为传感器概述、基于电阻式传感器的电子秤的设计与制作、基于电容式传感器的湿度计的设计与制作、基于电感式传感器的接近开关的设计与制作、基于霍尔传感器的车速测量仪的设计与制作、基于热电式传感器的测温电路的设计与制作、基于压电陶瓷传感器的声波检测仪的设计与制作、基于光电传感器的倒车雷达的设计与制作、基于数字式传感器的位置检测仪的设计与制作。每个项目均由项目描述、项目目标、知识准备、任务实施、考核评价、拓展训练六个部分组成。每个项目中的典型工作任务将相关知识和实践过程相结合，力求体现理论与实践一体化的教学理念。本书结构合理，脉络清晰，内容安排循序渐进，通俗易懂。
本书既可作为高等职业院校机电一体化、电子信息、自动化、智能医疗装备技术、物联网等专业的教学用书，也可作为从事传感器技术研究与开发、生产与应用的科技工作者和工程技术人员的参考用书。
传感器是各种测控、检测系统获取信息的第一道“门槛”，它的性能对这些系统的功能起决定性作用，而且，这些系统的自动化程度越高，对传感器的依赖性就越大。现代技术的发展促进了传感器向小型化、高准确度、集成化和智能化方向发展，新工艺、新材料的应用也使传感器的制造成本不断降低，性能指标不断提高。目前，传感器已经在国民经济的各个领域发挥着越来越重要的作用，传感器技术也成为测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密器械、仿生学和材料科学等众多学科相互交叉的综合性和高新技术密集型前沿技术之一，是现代新技术革命和信息社会的重要基础。
随着高等职业教育改革的不断深入，高职教材也在进行相应的调整。本书在编写时打破了原来各学科的框架，将各学科的内容按项目进行了合理整合，结合课程改革成果，采用了综合化、项目化的编写思路，以培养学生在实践工作中观察问题和独立分析、解决问题的综合能力，并注重拓宽学生的知识面，提高学生的综合素质。
为贯彻二十大精神，本书在各章节的“读一读”模块中，引入了先进传感器在我国农业、军事、科学研究、航空航天等方面的应用，同时也介绍了我国在脱贫攻坚、全面建成小康社会的过程中取得的成果。传感器在众多领域发挥着极其重要的作用，其将继续在我国全面建设社会主义现代化国家、实现第二个百年奋斗目标、全面推进中华民族伟大复兴的进程中起着举足轻重的作用。
本书顺应当今信息化教学趋势，配有丰富的数字化教学资源，是一本与“互联网+”时代相适应的教材。本书配套资源已经在智慧树网站上线，读者可以登录网站进行学习，也可以通过扫描书中的二维码观看微课。此外，本书还为教师提供了一些数字化课程教学资源，包括制作精良的电子课件、动画、教学文本等。本书的相关讲义资料和多媒体课件在淄博职业学院“传感器应用技术”课程中已经连续使用多年，该课程于2018年被评为山东省精品资源共享课。在此基础上，本书几位作者结合多年来从事传感器与检测技术教学、科研和生产的实践与体会，学习、吸收了国内外文献资料的精华，共同编写了本书，编写过程中尽可能地紧密结合生产实践和日常生活，突出应用，满足高职教育的需求。
本书项目一、二、三由赵静、胡晓玮编写，项目四由赵焓、张振远编写，项目五由梁宸、魏昂编写，项目六由华能辛店发电有限公司郭明编写，项目七、八、九由内蒙古化工职业学院杨薇编写。作者在编写本书的过程中，参阅了相关教材和专著，在此向各位原编著者致谢。
本书涉及的知识面非常广泛，而且传感器技术本身也处在飞速发展过程中，由于编者水平有限，书中难免有不足之处，恳请读者批评指正。我们热诚希望本书能对学习和从事传感器技术的广大读者有所帮助。
编 者
2023年4月
项目一 传感器概述 1
项目描述 1
项目目标 1
知识准备 2
1.1 传感器的概念 2
1.2 传感器的基本特性 3
1.3 传感器的发展趋势 13
任务实施 15
任务一 认识与测试常见传感器 15
考核评价 18
拓展训练 19项目二 基于电阻式传感器的电子秤的设计与制作 20
项目描述 20
项目目标 20
知识准备 21
2.1 电位器式电阻传感器 21
2.2 电阻应变式传感器 27
任务实施 42
任务二 基于电阻式传感器的电子秤的设计与制作 42
考核评价 47
拓展训练 48项目三 基于电容式传感器的湿度计的设计与制作 49
项目描述 49
项目目标 49
知识准备 50
3.1 电容式传感器的工作原理 50
3.2 电容式传感器的测量电路 56
3.3 电容式传感器的应用 63
任务实施 66
任务三 基于电容式传感器的湿度计的设计与制作 66
考核评价 68
拓展训练 69
项目四 基于电感式传感器的接近开关的设计与制作 71
项目描述 71
项目目标 71
知识准备 72
4.1 自感式传感器 72
4.2 差动变压器 83
4.3 电涡流式传感器 85
4.4 电感式传感器的应用 90
任务实施 93
任务四 基于电感式传感器的接近开关的设计与制作 93
考核评价 96
拓展训练 97
项目五 基于霍尔传感器的车速测量仪的设计与制作 98
项目描述 98
项目目标 98
知识准备 99
5.1 霍尔传感器 99
5.2 气敏传感器 112
5.3 湿敏传感器 121
任务实施 126
任务五 基于霍尔传感器的车速测量仪的设计与制作 126
考核评价 131
拓展训练 132项目六 基于热电式传感器的测温电路的设计与制作 133
项目描述 133
项目目标 133
知识准备 134
6.1 热电阻 134
6.2 热电偶 141
任务实施 153
任务六 利用NTC热敏电阻进行温度测量 153
任务七 利用热电偶进行温度测量 157
考核评价 158
拓展训练 159
项目七 基于压电陶瓷传感器的声波检测仪的设计与制作 160
项目描述 160
项目目标 160
知识准备 161
7.1 压电效应和压电材料 161
7.2 压电元件的连接方式 167
7.3 压电传感器的等效电路和测量电路 168
7.4 压电传感器的应用 172
任务实施 175
任务八 基于压电陶瓷传感器的声波检测仪的设计与制作 175
考核评价 176
拓展训练 177
项目八 基于光电传感器的倒车雷达的设计与制作 178
项目描述 178
项目目标 178
知识准备 179
8.1 光电效应 179
8.2 光电器件 180
8.3 光源及光学元件 205
8.4 光电传感器的应用 205
任务实施 211
任务九 基于光电传感器的倒车雷达的设计与制作 211
考核评价 214
拓展训练 215
项目九 基于数字式传感器的位置检测仪的设计与制作 216
项目描述 216
项目目标 216
知识准备 217
9.1 角度数字编码器 217
9.2 光栅传感器 223
9.3 感应同步器 234
任务实施 245
任务十 机床用数字位移传感器的选型、安装与使用 245
考核评价 246
拓展训练 247
参考文献 248
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