本书根据高职高专教育的特点，以职业岗位核心能力为目标，精选教学内容，力求新颖、简练、学用结合。 本书按照传统传感器的类型划分内容，从效应原理、电路处理、应用实例入手讲解各种传感器在实际工作中的应用。书中通过实验和工程实例，讲解了检测技术的基础知识和测量信号的基本处理技术；联系现实生活，讲解了传感器的综合应用；并讲述了工业传感器的相关知识，安排了工业传感器的综合实训。 本书可以作为高职高专和成人高校的电气自动化技术、生产过程自动化技术、应用电子技术、机电一体化技术、楼宇智能化技术以及相关专业的教材，也可供自动化技术相关领域的从业人员参考。

本书是根据高职高专教学改革——“淡化理论，够用为度，培养技能，重在运用，能力本位” 的指导思想编写而成的。本书针对高等职业教育的特点，以岗位核心能力为目标，精选教学内容，力图使高职高专自动化类专业的学生在学完“传感器与自动检测技术”课程后，能掌握生产一线技术人员和运行人员必须具备的传感器和检测技术的基本知识和基本应用技能。 本书在传感器技术的讲解中，着重提炼出各种传感器的规律性内容，按照传感器的物理或化学效应讲解其工作原理，并将它作为理解其他内容的基础；通过对测量电路的讲解，使学生熟悉传感器的使用方式和方法；通过应用实例为学生打开运用传感器的思路；通过做实验使学生加深对传感器知识的理解。本书在检测技术的讲解中，主要介绍了检测技术的基本知识和检测装置的信号处理技术，以期学生在应用中遇到类似问题时能够找到解决方法。本书还密切联系生活实际，介绍了传感器的综合应用，以开阔学生的视野和思路。工业传感器的综合实训是为了帮助学生进一步了解工业传感器的应用场景，与PLC联合起来进行控制，应用手机APP实现远程控制，突出锻炼学生对所学知识进行综合运用的能力，体验“云、物、大、智”的科技魅力，感受智能时代的发展与传感器的紧密结合和应用，培养学生的创新性思维，也是一种职业能力的锻炼。 本书压缩了大量的理论推导，通过实验、实训增强学生的动手能力和综合应用能力，充分突出了高职高专教材的实用性。在取材方面，既考虑了传感器和检测技术日新月异的发展趋势，又考虑了目前高职高专学生的学习基础和特点，使得本书既有深度又有广度。为了进一步帮助学生学习、掌握和理解传感器与检测技术的相关知识，本书还配套了大量教学资源，包括微课、实验视频、动画、课程标准及习题库等，在书中相应知识点处有对应的二维码标识，读者可以通过手机等通信设备扫码观听，也可以登录“智慧职教”平台进行学习；部分资源也可以联系作者获取。 本书配套实验设备不但能进行教材中所列传感器的基础实验，还可以进行物联网实验、触摸屏与组态实验、工业传感器的综合实训、与云存储的数据交换等实训，是功能多样化且独特的智能传感器学习机。该学习机由本书主编自主开发，武汉米特思科技有限公司生产。 本书各章具有一定的独立性，因此在教学中，教师可以根据专业方向和特点选用不同的章节。其他相关专业，可根据需要选用不同的章节，安排课时。 本书由武汉职业技术学院程月平编写第9章和书中所有的实验及附录，并全书统稿，武汉职业技术学院方波编写第2、3、4章，武汉职业技术学院蔡丽编写第7章，湖北城市建设职业技术学院徐群丽编写第1、8、12章，武汉米特思科技有限公司高级工程师周棣编写第11章，廖新曜编写第5、6、10章。 本书在编写过程中，得到了武汉职业技术学院其他老师的帮助与支持，还参考和应用了许多专家、学者的著作，在此一并表示衷心的感谢！ 由于作者的水平有限，本书在内容选择和安排上，难免会存在遗漏和不妥之处，诚请读者批评指正。

第1章 传感器与检测技术基础知识 1 1.1 传感器的基础知识 1 1.1.1 传感器的组成与分类 1 1.1.2 传感器的基本特性 1 1.2 检测技术基础知识 5 1.2.1 检测系统的组成与功能 5 1.2.2 测量的方法 5 1.2.3 测量误差的分类 6 1.2.4 测量误差的表示方法 7 1.2.5 测量误差的处理 8 1.3 检测系统中的弹性敏感元件 10 1.3.1 弹性敏感元件的基本特性 10 1.3.2 弹性敏感元件的形式及应用 范围 10 1.4 传感器的标定与选择 14 1.4.1 传感器的标定与标准 14 1.4.2 传感器的选择 14 本章小结 15 思考题与习题 16 第2章 电阻式传感器 17 2.1 应变式传感器 17 2.1.1 应变式传感器的工作原理 17 2.1.2 应变片的结构类型及特性 18 2.1.3 应变式传感器的测量转换电路 19 2.1.4 应变式传感器的使用注意事项 20 2.1.5 应变式传感器的应用 21 2.1.6 应变式传感器的应用实例 22 2.1.7 电阻应变式工业传感器 24 2.1.8 电阻应变片——单臂电桥性能 实验 24 2.2 压阻式传感器 27 2.2.1 压阻式传感器的工作原理 27 2.2.2 压阻式传感器的结构与特性 27 2.2.3 压阻式传感器的测量转换电路 28 2.2.4 压阻式传感器的温度补偿 29 2.2.5 压阻式传感器的应用 30 2.2.6 压阻式传感器的应用实例 31 2.2.7 压阻式工业传感器 32 2.2.8 压阻式压力传感器的特性测试 实验 33 本章小结 35 思考题与习题 35 第3章 变阻抗式传感器 37 3.1 差动变压器 37 3.1.1 差动变压器的工作原理 37 3.1.2 差动变压器的基本特性 38 3.1.3 差动变压器的测量转换电路 39 3.1.4 差动变压器的应用 40 3.1.5 差动变压器的应用实例 41 3.1.6 差动变压器式工业传感器 42 3.1.7 差动变压器的性能实验 43 3.2 电涡流式传感器 47 3.2.1 电涡流式传感器的工作原理 47 3.2.2 电涡流式传感器的结构类型 及特性 48 3.2.3 电涡流式传感器的测量转换 电路 51 3.2.4 电涡流式传感器的应用 51 3.2.5 电涡流式传感器的应用实例 53 3.2.6 电涡流工业传感器 53 3.2.7 电涡流式传感器材料分拣的 应用实验 54 3.3 电容式传感器 56 3.3.1 电容式传感器的工作原理 56 3.3.2 电容式传感器的结构类型及 特性 56 3.3.3 电容式传感器的测量转换电路 58 3.3.4 电容式传感器的应用 61 3.3.5 电容式传感器的应用实例 62 3.3.6 电容式工业传感器 63 3.3.7 电容式传感器的位移特性实验 63 本章小结 66 思考题与习题 66 第4章 光电式传感器 68 4.1 光电效应与光电元件 68 4.1.1 光电效应 68 4.1.2 光电元件 68 4.2 光电式传感器 73 4.2.1 光电式传感器的类型 74 4.2.2 光电式传感器的应用 75 4.2.3 光电式传感器的应用实例 77 4.2.4 光电式工业传感器 78 4.2.5 光电式转速传感器测速实验 79 4.3 光纤传感器 80 4.3.1 光纤及其传光原理 81 4.3.2 光纤传感器的组成及分类 82 4.3.3 光纤式传感器应用技术 83 4.3.4 光纤位移传感器——位移测量 87 4.4 红外传感器 88 4.4.1 红外辐射源 88 4.4.2 红外探测器 89 4.4.3 红外传感器的应用 91 4.4.4 红外传感器的应用实例 93 本章小结 94 思考题与习题 95 第5章 热电式传感器 96 5.1 热电阻式传感器 96 5.1.1 常用热电阻 96 5.1.2 热电阻传感器的测量电路和 应用 98 5.1.3 热电阻传感器的应用实例 98 5.1.4 热敏电阻 99 5.1.5 热敏电阻传感器的应用 100 5.1.6 热敏电阻传感器的应用实例 101 5.1.7 Pt 100 铂电阻工业传感器 101 5.1.8 Pt 100 铂电阻测温特性实验 102 5.2 热电偶传感器 104 5.2.1 热电偶传感器的工作原理 104 5.2.2 热电偶的结构形式与材料 106 5.2.3 热电偶的冷端补偿 108 5.2.4 热电偶测温电路 110 5.2.5 热电偶传感器的应用实例 110 5.2.6 热电偶工业传感器 111 5.2.7 K型热电偶测温性能实验 112 本章小结 114 思考题与习题 114 第6章 电动势式传感器 115 6.1 压电式传感器 115 6.1.1 压电式传感器的工作原理 115 6.1.2 压电式传感器及其等效电路 118 6.1.3 压电式传感器的测量电路 120 6.1.4 压电式传感器的应用 122 6.1.5 压电式工业传感器 125 6.1.6 压电式传感器振动测量实验 125 6.2 霍尔式传感器 128 6.2.1 霍尔元件的基本工作原理 128 6.2.2 霍尔元件的测量电路和误差 分析 130 6.2.3 霍尔元件的使用 132 6.2.4 霍尔元件的应用 135 6.2.5 霍尔式工业传感器 137 6.2.6 直流激励线性霍尔传感器的位移 特性实验 137 本章小结 140 思考题与习题 140 第7章 数字式传感器 142 7.1 光栅传感器 142 7.1.1 光栅传感器的类型与特性 142 7.1.2 光栅的结构与测量原理 142 7.1.3 光栅传感器应用技术 144 7.1.4 光栅传感器的选择 147 7.1.5 光栅传感器的应用实例 147 7.1.6 光栅工业传感器——光栅测微 传感器 148 7.1.7 光栅传感器——莫尔条纹原理 实验 149 7.2 磁栅传感器 150 7.2.1 磁栅传感器及其特性 150 7.2.2 磁栅的结构与工作原理 150 7.2.3 磁栅传感器应用技术 153 7.2.4 磁栅传感器的应用实例 154 7.3 光电编码器 154 7.3.1 光电编码器的分类及其特性 154 7.3.2 光电编码器的工作原理 155 7.3.3 光电编码器的应用技术 157 7.3.4 光电编码器的选择 159 7.3.5 光电编码器的应用实例 159 7.3.6 光电式工业编码器 161 7.4 感应同步器 161 7.4.1 感应同步器及其特性 161 7.4.2 感应同步器的结构与工作原理 162 7.4.3 感应同步器的应用技术 166 7.4.4 感应同步器的应用实例 169 本章小结 170 思考题与习题 170 第8章 环境检测与生物检测传感器 171 8.1 气敏传感器 171 8.1.1 气敏传感器的类型与特性 171 8.1.2 气敏传感器的工作原理 172 8.1.3 气敏传感器的应用技术 174 8.1.4 气敏传感器的选择 176 8.1.5 气敏传感器的应用实例 177 8.1.6 气敏工业传感器 178 8.1.7 气敏传感器的实验 178 8.2 湿度传感器 179 8.2.1 湿度的定义及湿度传感器的 特性 179 8.2.2 湿度传感器的工作原理 180 8.2.3 湿度传感器的应用技术 182 8.2.4 湿度传感器的选择 183 8.2.5 湿度传感器的应用实例 183 8.2.6 湿度工业传感器 185 8.2.7 湿度传感器的实验 186 8.3 生物传感器 186 8.3.1 生物传感器的分类 187 8.3.2 常用的生物传感器 187 8.3.3 生物传感器的应用 189 本章小结 191 思考题与习题 192 第9章 检测系统的信号处理技术 193 9.1 信号处理技术 193 9.1.1 传感器信号的预处理 193 9.1.2 信号放大技术 195 9.2 干扰抑制技术 198 9.2.1 干扰的来源 198 9.2.2 信噪比和电磁兼容性 199 9.2.3 电磁干扰的途径 200 9.2.4 抑制电磁干扰的基本措施 201 9.2.5 抗电磁干扰技术 （电磁兼容控制技术） 202 9.3 信号的调制与解调 206 9.3.1 信号调制的概念 206 9.3.2 电桥调幅的原理 207 9.3.3 电桥调幅波的解调 208 9.3.4 应用举例 209 9.4 传感器的非线性补偿 209 9.4.1 非线性补偿环节特性的获取 方法 210 9.4.2 非线性补偿环节的实现方法 210 本章小结 213 思考题与习题 214 第10章 传感器的综合应用 215 10.1 传感器在家用电器中的应用 215 10.1.1 洗衣机中所用的传感器 215 10.1.2 控制燃烧过程的传感器 220 10.1.3 小型家电中的传感器 221 10.2 传感器在汽车工业中的应用 221 10.2.1 曲轴转角及转速传感器 222 10.2.2 车速传感器 223 10.2.3 液位传感器 224 10.2.4 空气流量传感器 225 10.2.5 温度传感器 226 10.2.6 汽车用压力传感器 227 10.2.7 爆燃传感器 228 10.3 传感器在机器人中的应用 229 10.3.1 机器人传感器的分类 229 10.3.2 常用的机器人传感器 230 10.3.3 机器人传感器的应用 236 本章小结 237 思考题与习题 238 第11章 工业传感器的综合实训 239 11.1 小车模型运动控制实训 239 11.2 温湿度监控报警系统 251 11.3 水塔水位模型控制系统 259 本章小结 266 第12章 单元实训指导 267 12.1 液体点滴速度监控装置 267 12.2 自动抽水系统 270 12.3 电风扇温控开关电路 272 12.4 简易数字式血压计 273 本章小结 274 思考题与习题 274 附录 275 附录1 几种常用传感器性能比较 275 附录2 工业热电阻分度表 276 附录3 镍铬-镍硅（镍铝）K型热电偶 分度表 278 附录4 铂铑10-铂热电偶分度表 280 参考文献 286