教材围绕智能制造专业群建设需求，总体分为了传感技术应用篇和机器视觉应用篇两大部分，从传感器理论基础-开关量、模拟量、数字式传感器应用－传感器与PLC综合应用－机器视觉基础－视觉软硬件系统选择－视觉工具应用－典型应用的思路组织设计了教材内容，包括：项目1认识传感器技术；项目2开关量传感器应用；项目3模拟量传感器应用；项目4数字式传感器应用；项目5传感器与PLC的综合应用；项目6机器视觉硬件认识；项目7学习数字图像处理基础知识；项目8机器视觉检测、测量、识别及定位的作用；项目9机器视觉技术的应用实例。
第1章 传感检测技术基础 1
1.1 传感器的定义、作用 1
1.1.1 传感器的定义 1
1.1.2 传感器与检测技术的作用与地位 2
1.2 传感器的组成和分类 5
1.2.1 传感器的组成 5
1.2.2 传感器的分类 6
1.3 测量误差及分类 7
1.3.1 绝对误差和相对误差 7
1.3.2 静态误差和动态误差 8
1.3.3 系统误差、随机误差和粗大误差 8
1.4 传感器的基本特性 9
练习题1 11
第2章 开关量传感器及其应用 13
2.1 电感式传感器及其应用 13
2.1.1 自感式电感传感器 13
2.1.2 电感式传感器的应用 16
2.1.3 电感式接近开关 17
2.2 电容式传感器 19
2.2.1 电容式传感器的工作原理 19
2.2.2 电容式传感器的应用 21
2.3 光电式传感器 23
2.3.1 光电效应 23
2.3.2 光电器件 23
2.3.3 光电式传感器的应用 25
实训2.1 电感式接近开关的工件检测、接线及应用 27
实训2.2 电容式接近开关的工件检测、接线及应用 28
实训2.3 光电式接近开关的工件检测、接线及应用 29
练习题2 30
第3章 模拟量传感器及其应用 32
3.1 电阻应变式传感器 32
3.1.1 电阻应变片的工作原理 32
3.1.2 电阻应变片的结构与分类 33
3.1.3 电阻应变片的粘贴技术 35
3.1.4 电阻应变片的测量转换电路 35
3.1.5 电阻应变式传感器的应用 37
3.2 热电阻传感器 39
3.2.1 温度测量的基本概念 39
3.2.2 金属热电阻 40
3.2.3 热敏电阻 42
3.3 智能仪表的认识与使用 43
3.3.1 智能仪表的功能特点 43
3.3.2 智能仪表的使用 44
3.4 热电偶 50
3.4.1 热电偶的工作原理 50
3.4.2 热电偶的材料、结构和种类 52
3.4.3 热电偶的基本定律 55
3.4.4 热电偶的冷端延长 56
3.4.5 热电偶的冷端补偿 57
实训3.1 Pt100电流型温度变送器与智能仪表的测温应用 58
实训3.2 Pt100热电阻与智能仪表的测温及变送输出应用 59
实训3.3 热电偶与智能仪表连接测温的应用 62
练习题3 63
第4章 数字式传感器及其应用 65
4.1 绝对式角编码器 65
4.1.1 接触式角编码器 65
4.1.2 绝对式光电角编码器 67
4.2 增量式角编码器 67
4.2.1 增量式角编码器的结构及工作原理 67
4.2.2 角编码器的应用 69
4.3 光栅传感器 70
4.3.1 光栅传感器的结构及工作原理 70
4.3.2 光栅传感器的应用 73
4.4 磁栅传感器 74
4.4.1 磁栅传感器的结构及工作原理 74
4.4.2 磁栅传感器的应用 76
4.5 容栅传感器 76
4.5.1 容栅传感器的结构及工作原理 76
4.5.2 容栅传感器的应用 77
练习题4 77
第5章 常用传感器与PLC的综合应用 79
实训5.1 NPN型开关量传感器与PLC的接线及应用 79
实训5.2 PNP型开关量传感器与PLC的接线及应用 81
实训5.3 电流型变送器与PLC的接线及应用 82
实训5.4 电压型液位变送器与PLC的接线及应用 85
实训5.5 增量式编码器与PLC的接线及应用 87
练习题5 93
第6章 机器视觉硬件的认识 94
6.1 光源系统的认识与选择 94
6.1.1 光源的基础知识 94
6.1.2 光源的类型 95
6.1.3 光源的照射方式 97
6.1.4 光源的分类 97
6.1.5 光源的应用 98
6.2 工业镜头的认识 98
6.2.1 透镜成像的原理 98
6.2.2 工业镜头的基本参数 99
6.2.3 工业镜头的分类 102
6.3 工业相机的认识 103
6.3.1 工业相机成像的原理 103
6.3.2 CCD传感器与CMOS传感器的成像过程 104
6.3.3 工业相机的基本参数 107
练习题6 108
第7章 数字图像处理基础 110
7.1 数字图像的定义与分类 110
7.1.1 数字图像的定义 110
7.1.2 数字图像的显示 110
7.1.3 数字图像的分类 111
7.1.4 数字图像的原理 112
7.1.5 数字图像的分辨率 113
7.2 数字图像处理的基础 115
7.2.1 邻接性、连通性、区域和边界 115
7.2.2 测量距离的方法 116
7.3 数字图像处理的预备知识 116
7.3.1 从数字图像处理到数字图像识别 116
7.3.2 数字图像处理的应用实例 117
7.3.3 数字图像处理与识别的基本内容 118
7.4 数字图像的处理分析 120
7.4.1 点运算 120
7.4.2 平滑滤波 123
练习题7 127
第8章 机器视觉的检测、测量、识别及定位 129
实训8.1 In-Sight软件的界面认识与基本操作 129
实训8.2 智能相机硬件系统的安装与网络连接 133
实训8.3 利用斑点工具进行工件有无的检测 141
实训8.4 工件个数的检测 147
实训8.5 利用图案匹配进行指定工件有无的检测 153
实训8.6 边的查找 158
实训8.7 圆的查找 161
实训8.8 工件的尺寸测量及标定转换 164
实训8.9 圆环面积的测量 170
实训8.10 圆心到两条直线交点距离的测量 173
实训8.11 二维码的识别 177
实训8.12 字符的识别 179
综合实训8.1 通过智能相机与PLC实现根据形状分拣工件的任务 182
综合实训8.2 通过智能相机与PLC实现根据条码分拣工件的任务 204
练习题8 214
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