项目一 传感器基础 001
任务一 认识传感器 002
任务描述 002
任务目标 002
任务分析 002
知识准备 003
一、初识传感器 003
二、传感器的定义、组成及分类 003
三、传感器的应用 005
四、传感器的基本特性 006
任务实施 009
一、传感器的合理选择 009
二、传感器的识别与性能比较 011
任务拓展 012
一、传感器的使用方法 012
二、传感器的发展趋势 012
任务小结 013
任务评价 014
素质拓展阅读 国产高端传感器喜获突破 014
任务二 测量及测量误差的描述 015
任务描述 015
任务目标 015
任务分析 015
知识准备 016
一、测量及测量方法 016
二、测量误差的概念及术语 017
三、测量误差的类型 017
任务实施 018
一、测量误差的表示 018
二、干电池电压测量的误差判断 020
任务拓展 020
一、自动检测系统 020
二、现代测试技术的发展趋势 021
任务小结 021
任务评价 022
素质拓展阅读 “蛟龙号”上的“两丝”钳工顾秋亮 022
项目测试 022

项目二 力的检测 024
任务一 数显电子秤的实现 025
任务描述 025
任务目标 025
任务分析 026
知识准备 026
一、电阻应变式传感器工作原理 026
二、应变片的结构与类型 027
三、测量转换电路 029
任务实施 031
一、应变片的选择和使用 031
二、电阻应变式传感器实现力的检测 033
三、简易数显电子秤的制作 036
任务拓展 037
一、电阻应变式压力传感器 037
二、电阻应变式加速度传感器 038
三、电阻应变式扭矩传感器 039
四、电阻应变式位移传感器 039
五、压阻式传感器 040
任务小结 041
任务评价 041
素质拓展阅读 精准的“触觉神经”让“中国臂”炫舞太空 041
任务二 振动感知电子狗的实现 042
任务描述 042
任务目标 042
任务分析 042
知识准备 043
一、压电式传感器的工作原理 043
二、压电材料及特性 044
三、压电式传感器的测量转换电路 046
任务实施 048
一、压电传感器的选择 048
二、压电式传感器实现振动的检测 050
三、声振动感知电子狗的制作 051
任务拓展 052
一、压电式单向测力传感器 052
二、压电式压力传感器 053
三、高分子材料压电传感器 053
任务小结 054
任务评价 054
素质拓展阅读 品味陶瓷文化，提升文化自信 054
项目测试 055

项目三 温度的检测 057
任务一 燃气热水器的火焰监测 058
任务描述 058
任务目标 058
任务分析 058
知识准备 059
一、热电偶的工作原理 059
二、热电偶的种类和结构 062
任务实施 064
一、热电偶的使用 064
二、燃气热水器火焰监测的实现 068
任务拓展 069
一、金属表面温度的测量 069
二、热电偶炉温控制系统 070
任务小结 071
任务评价 071
素质拓展阅读 遵循客观规律 072
任务二 机床电机的过热保护 073
任务描述 073
任务目标 073
任务分析 073
知识准备 074
一、热电阻 074
二、热敏电阻 077
任务实施 080
一、热电阻传感器实现温度的检测 080
二、机床电机过热保护的实现 081
任务拓展 082
一、气敏电阻传感器 082
二、湿敏电阻传感器 085
任务小结 088
任务评价 089
素质拓展阅读 传感器为生态环境保驾护航 089
项目测试 089

项目四 位移的检测 091
任务一 滚柱直径的自动分选 092
任务描述 092
任务目标 092
任务分析 092
知识准备 093
一、自感式传感器 093
二、差动变压器式传感器 098
任务实施 100
一、电感式传感器实现位移的检测 100
二、滚柱直径分选的实现 101
任务拓展 102
一、差动变压器实现振动和加速度的测量 102
二、差动变压器实现力和压力的测量 102
任务小结 104
任务评价 105
素质拓展阅读 精益求精，执着创新——中国企业的工匠精神 105
任务二 汽轮机轴向位移的监测 106
任务描述 106
任务目标 106
任务分析 106
知识准备 107
一、电涡流式传感器的工作原理 107
二、电涡流式传感器的结构和性能 108
三、测量转换电路 109
任务实施 110
一、电涡流式传感器的使用注意事项 110
二、汽轮机轴向位移监测的实现 111
任务拓展 112
一、电涡流传感器实现厚度测量 112
二、电涡流传感器实现转速测量 113
三、电涡流表面探伤 113
任务小结 115
任务评价 115
素质拓展阅读 从“电”和“磁”读懂中国道路的文明基因 115
项目测试 115

项目五 位置的检测 117
任务一 饮料包装中液位的自动检测 118
任务描述 118
任务目标 118
任务分析 118
知识准备 119
一、电容式传感器的工作原理 119
二、电容式传感器的类型和特性 120
三、测量转换电路 123
任务实施 125
一、电容式传感器实现液位的检测 125
二、饮料包装中液位检测电路的设计 128
任务拓展 130
一、电容式加速度传感器 130
二、电容式测厚仪 130
三、电容式力和压力传感器 131
任务小结 131
任务评价 132
素质拓展阅读 从电容传感器看祖国科技的力量 132
任务二 煤仓煤位的自动监控 133
任务描述 133
任务目标 133
任务分析 134
知识准备 134
一、超声波的基本特性 134
二、超声波换能器 135
三、超声波探测用耦合剂 137
任务实施 137
一、超声波传感器实现位置的检测 137
二、煤仓煤位监控系统的实现 138
任务拓展 142
一、超声防盗报警器 142
二、超声波测厚 142
三、无损探伤 143
四、流量的检测 145
任务小结 146
任务评价 146
素质拓展阅读 超声相控阵——“西气东输”的安全卫士 146
项目测试 147

项目六 速度的检测 149
任务一 自行车测速器的实现 150
任务描述 150
任务目标 150
任务分析 150
知识准备 151
一、霍尔传感器的工作原理 151
二、霍尔元件及特性 152
三、霍尔集成电路 152
任务实施 154
一、霍尔传感器的使用 154
二、霍尔传感器实现转速的检测 155
三、自行车测速器的设计 155
任务拓展 158
一﹑霍尔位移传感器 158
二﹑霍尔振动传感器 159
三﹑霍尔液位传感器 159
四﹑霍尔接近传感器 159
五﹑霍尔加速度传感器 160
任务小结 161
任务评价 161
素质拓展阅读 量子反常霍尔效应：薛其坤送给世界的礼物 161
任务二 光电转速仪的实现 162
任务描述 162
任务目标 162
任务分析 162
知识准备 163
一﹑光电传感器的工作原理 163
二、光电元件及特性 164
任务实施 168
一、光电传感器实现转速的检测 168
二、光电转速仪的设计 169
知识拓展 171
一、基于光敏传感器的便携式照度计 171
二、路灯自动点灭器 172
三、CCD 图像传感器的应用 173
四、红外传感器的应用 173
任务小结 174
任务评价 174
素质拓展阅读 光伏产业凸显绿色发展新优势 174
项目测试 174

项目七 图像的检测 176
任务一 电路板的红外热成像检测 177
任务描述 177
任务目标 177
任务分析 178
知识准备 178
一、红外辐射 178
二、红外探测器 179
任务实施 181
一、红外探测器使用中应注意的问题 181
二、红外传感器实现图像的检测 181
三、红外热成像检测电路板过孔质量 184
任务拓展 186
一、红外热释电传感器 186
二、红外测温 187
三、红外气体分析 188
四、红外遥感 189
五、红外无损探伤 189
任务小结 190
任务评价 191
素质拓展阅读 红外热成像助力我国常态化疫情防控 191
任务二 数码照相机的视觉成像 192
任务描述 192
任务目标 192
任务分析 192
知识准备 193
一、CCD 的基本工作原理 193
二、CCD 的电荷转移 194
三、CCD 的基本特性参数 195
任务实施 196
一、CCD 实现图像的检测 196
二、数码照相机的视觉检测 198
任务拓展 200
一、CCD 传感器实现尺寸检测 200
二、CCD 传感器实现图形检查与识别 201
三、CCD 传感器在扫描仪中的应用 202
四、CMOS 图像传感器简介 202
任务小结 203
任务评价 203
素质拓展阅读 太空探索永无止境，航天强国梦想不止 203
项目测试 204

项目八 传感器新技术 205
任务一 认识智能传感器 206
任务描述 206
任务目标 206
任务分析 207
知识准备 207
一、智能传感器的概念 207
二、智能传感器的功能 207
三、智能传感器的结构 208
四、智能传感器的发展趋势 209
任务实施 210
一、智能传感器结构的实现途径 210
二、智能温度传感器DS18B20的使用 212
任务拓展 215
一、智能压力传感器 215
二、智能微尘传感器 216
三、味觉智能仿生传感器 217
四、智能嗅觉仿生传感器 217
任务小结 219
任务评价 219
素质拓展阅读 智能传感器的伦理红线：科研工作者的责任与担当 220
任务二 无线传感器网络的搭建 221
任务描述 221
任务目标 221
任务分析 221
知识准备 222
一、无线传感器网络的概念 222
二、无线传感器网络的体系结构 222
三、无线传感器网络的特点 225
四、无线传感器网络的应用 226
任务实施 228
一、无线传感器网络的关键技术 228
二、智能家居系统的无线传感器网络搭建 229
任务拓展 232
一、物联网 232
二、工业互联网 234
任务小结 235
任务评价 235
素质拓展阅读 团结协作：实现梦想的必由之路 236
项目测试 236

附录 238
附录一 传感器分类表 238
附录二 常用传感器性能比较表 239
附录三 热电阻分度表 240
附录四 热电偶分度表 241

参考文献 246