機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)課程改革系列教材·信號(hào)圖書目錄

前言

學(xué)習(xí)情境1 認(rèn)識(shí)傳感器

1.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.2 學(xué)習(xí)任務(wù)

1.3 基本理論

1.3.1 認(rèn)識(shí)機(jī)電及電氣設(shè)備中的傳感器

1.3.2 了解常用傳感器的作用和基本構(gòu)成

1.3.3 了解傳感器分類、發(fā)展和主要性能指標(biāo)

1.3.4 改善傳感器性能的技術(shù)途徑

1.3.5 傳感器的標(biāo)定

學(xué)習(xí)情境2 溫度與環(huán)境量的檢測(cè)

2.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

2.2 學(xué)習(xí)任務(wù)

2.3 基本理論和學(xué)習(xí)內(nèi)容

2.3.1 金屬熱電阻測(cè)量溫度

2.3.2 半導(dǎo)體熱敏電阻測(cè)量溫度

2.3.3 熱電偶及其應(yīng)用

2.3.4 氣敏和濕敏傳感器

2.4 任務(wù)實(shí)施

2.4.1 了解熱敏電阻的溫度特性

2.4.2 熱敏電阻應(yīng)用訓(xùn)練

2.4.3 了解熱電偶的基本特性

2.4.4 檢測(cè)氣敏元件MQ-3

2.4.5 制作簡(jiǎn)易濕度報(bào)警器

2.4.6 制作簡(jiǎn)單熱控電路

學(xué)習(xí)情境3 力與壓力的檢測(cè)

3.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

3.2 學(xué)習(xí)任務(wù)

3.3 基本理論和學(xué)習(xí)內(nèi)容

3.3.1 電阻應(yīng)變片測(cè)力

3.3.2 壓電傳感器測(cè)力應(yīng)用訓(xùn)練

3.4 任務(wù)實(shí)施

3.4.1 了解應(yīng)變片的應(yīng)用

3.4.2 用打火機(jī)演示壓電效應(yīng)

學(xué)習(xí)情境4 液位和流量的檢測(cè)

4.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

4.2 學(xué)習(xí)任務(wù)

4.3 基本理論和學(xué)習(xí)內(nèi)容

4.3.1 電容式傳感器測(cè)量液位

4.3.2 超聲波傳感器

4.3.3 流量的檢測(cè)方法

4.4 任務(wù)實(shí)施

4.4.1 電容式傳感器檢測(cè)液位實(shí)用訓(xùn)練的內(nèi)容和方法

4.4.2 超聲波傳感器檢測(cè)距離實(shí)用訓(xùn)練的內(nèi)容和方法

學(xué)習(xí)情境5 位置檢測(cè)

5.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

5.2 學(xué)習(xí)任務(wù)

5.3 基本理論和學(xué)習(xí)內(nèi)容

5.3.1 金屬物位置檢測(cè)

5.3.2 磁性物質(zhì)的位置檢測(cè)

5.3.3 光電開關(guān)

5.3.4 其他位置檢測(cè)方法

5.4 任務(wù)實(shí)施

5.4.1 直流激勵(lì)時(shí)霍爾式位移傳感器特性實(shí)驗(yàn)

5.4.2 交流激勵(lì)時(shí)霍爾式位移傳感器特性實(shí)驗(yàn)

5.4.3 霍爾式位移傳感器的應(yīng)用——電子秤實(shí)驗(yàn)

5.4.4 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)

學(xué)習(xí)情境6 位移的檢測(cè)

6.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

6.2 學(xué)習(xí)任務(wù)

6.3 基本理論和學(xué)習(xí)內(nèi)容

6.3.1 機(jī)械位移傳感器檢測(cè)位移

6.3.2 光柵位移傳感器檢測(cè)位移

6.3.3 磁柵傳感器檢測(cè)位移

6.4 任務(wù)實(shí)施

6.4.1 差動(dòng)變壓器測(cè)量鋼板厚度模擬實(shí)驗(yàn)

6.4.2 光柵傳感器莫爾條紋與柵距關(guān)系實(shí)驗(yàn)

6.4.3 光柵傳感器莫爾條紋的細(xì)分、計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)

《信號(hào)檢測(cè)與控制》根據(jù)高職高專機(jī)電工程及相關(guān)職業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，按照國(guó)家示范院校重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)——機(jī)電一體化專業(yè)課程改革的要求進(jìn)行編寫。全書分為6個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)情境都包括基本理論和任務(wù)實(shí)施兩大主要部分。其內(nèi)容上側(cè)重于講解傳統(tǒng)傳感器的工作原理和特性，并通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練，提高學(xué)生的基本素質(zhì)。 《信號(hào)檢測(cè)與控制》可作為高職高專院校、中等職業(yè)學(xué)校機(jī)電類和電類相關(guān)專業(yè)及成人高校的教材，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書，以及作為崗前培訓(xùn)教材。

插圖：

1.1.4.1傳感器噪聲及其減小措施

傳感器噪聲是指除了被測(cè)信號(hào)之外在傳感器中出現(xiàn)的一切不需要的信號(hào)。它可由傳感器內(nèi)部產(chǎn)生，也可從外部隨信號(hào)傳遞而混入。一般而言，噪聲是呈不規(guī)則的變化，單交流噪聲這樣的周期性的波動(dòng)，廣義上也是噪聲。

傳感器內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲包括敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路元件等產(chǎn)生的噪聲以及電源產(chǎn)生的噪聲。例如光電真空管放射不規(guī)則電子，半導(dǎo)體載流子擴(kuò)散等產(chǎn)生的噪聲。降低元件的溫度可減小熱噪聲，對(duì)電源變壓器采用靜電屏蔽可減小交流脈動(dòng)噪聲等。

從外部混入傳感器的噪聲，按其產(chǎn)生原因可分為機(jī)械噪聲（如振動(dòng)，沖擊）、音響噪聲、熱噪聲（如因熱輻射使元件相對(duì)位移或性能變化）、電磁噪聲和化學(xué)噪聲等。對(duì)振動(dòng)等機(jī)械噪聲可采用防振臺(tái)或?qū)鞲衅鞴潭ㄔ谫|(zhì)量很大的基礎(chǔ)臺(tái)上加以抑制；而消除音響噪聲的有效辦法是把傳感器用隔音器材圍上或放在真空容器里；消除電磁噪聲的有效辦法是屏蔽和接地或使傳感器遠(yuǎn)離電源線，或使輸出線屏蔽、輸出線絞擰在一起等。

1.1.4.2改善傳感器性能的技術(shù)途徑

1.結(jié)構(gòu)、材料與參數(shù)的合理選擇

根據(jù)實(shí)際的需要和可能，合理選擇材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳感器，確保主要指標(biāo)，放棄對(duì)次要指標(biāo)的要求，以求得到高的性價(jià)比，同時(shí)滿足使用要求，即使對(duì)于主要的參數(shù)也不能盲目追求高指標(biāo)。

2.差動(dòng)技術(shù)

差動(dòng)技術(shù)是非常有效的一種方法，如電阻應(yīng)變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器中都應(yīng)用了差動(dòng)技術(shù)，不僅減小了非線性，而且靈敏度提高了一倍，抵消了共模誤差。

3.平均技術(shù)

常用的平均技術(shù)有誤差平均效應(yīng)和數(shù)據(jù)平均處理。常用的多點(diǎn)測(cè)量方案與多次采樣平均就是這樣的例子。其原理是利用若干個(gè)傳感單元同時(shí)感受被測(cè)量，其輸出則是這些單元輸出的平均值，若將每個(gè)單元可能帶來(lái)的誤差均可看作隨機(jī)誤差且服從正態(tài)分布……

本教材是國(guó)家示范院校重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)——機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)課程改革成果之一。其內(nèi)容的深度和難度按照高等職業(yè)教育的特點(diǎn)，突出實(shí)用性、突出理論知識(shí)的應(yīng)用，著重講授理論知識(shí)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。

書中涉及機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化、機(jī)電設(shè)備、數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用等專業(yè)知識(shí)。操作訓(xùn)練，設(shè)計(jì)單向、多向、綜合性訓(xùn)練內(nèi)容，并用多媒體課件配合多方面講解傳感器原理，然后再通過(guò)親自安裝，使用傳感器和校驗(yàn)傳感器，從而進(jìn)一步加深印象的觀察、理論、實(shí)踐的三位一體的綜合性的教學(xué)模式。在編寫中注重學(xué)生的專業(yè)能力、方法能力和社本課程根據(jù)課程目標(biāo)，以識(shí)別安裝傳感器、檢測(cè)需要的信號(hào)、傳感器的維護(hù)與校驗(yàn)等技術(shù)領(lǐng)域的技能需求為依據(jù)，參照工業(yè)控制的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，更新實(shí)踐本教材由安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院王禮鵬、單啟兵任主編，馬鋼合肥公司設(shè)備部趙澤高工任主審。安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院唐振、何睿、張春來(lái)任副主編。

全書共由6個(gè)學(xué)習(xí)情境組成，學(xué)習(xí)情境1和學(xué)習(xí)情境6由王禮鵬編寫，學(xué)習(xí)情境2由單啟兵編寫，學(xué)習(xí)在教材編寫過(guò)程中，安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系專業(yè)建設(shè)團(tuán)隊(duì)老師提出了許多寶貴意見，學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)及兄弟部門領(lǐng)導(dǎo)也給予了大力支持，同時(shí)還得到了馬鋼合肥公司、合肥鍛壓集團(tuán)等企業(yè)的積極參與和大力幫助，在此表示最誠(chéng)摯的感謝。

本教引用了大量的規(guī)范、專業(yè)文獻(xiàn)和資料，恕未在本書中一一標(biāo)明，在此對(duì)有關(guān)作者表示誠(chéng)摯的謝意。由于時(shí)間緊，，作者水平有限，本書難免有一些疏漏，不足之處在所難免，懇請(qǐng)廣大師生和讀者提出意見和建議。2100433B