目　录
项目1 认识传感器 1
【项目描述】 1
【学习目标】 1
【学习引领】从指南针到北斗卫星导航
系统 2
【学习路线】 2
任务1.1 初识传感器 2
【任务导入】 2
【知识讲解】 3
1.1.1　传感器的概念 3
1.1.2　传感器的应用 5
1.1.3　传感器的发展历程及趋势 6
【任务实施】简单液位监测与控制系统
设计 7
【知识拓展】传感器与自动检测控制
系统 8
任务1.2 传感器的特性及技术指标 8
【任务导入】 8
【知识讲解】 9
1.2.1　传感器的静态特性指标 9
1.2.2　传感器稳定性与可靠性
指标 12
1.2.3　传感器的动态特性指标 13
1.2.4　传感器的其他特性指标 14
【任务实施】传感器的准确度等级选取 15
【知识拓展】传感器的选型 15
任务1.3 传感器测量结果的处理 16
【任务导入】 16
【知识讲解】 16
1.3.1　传感器的输出 16
1.3.2　测量误差分析 17
1.3.3　测量结果的数据处理 18
1.3.4　测量结果的表示 24
【任务实施】温度传感器的数据处理 25
【知识拓展】传感器的典型转换电路 26
【项目小结】 27
【自测试题】 27
项目2 热量及其相关参量的检测 30
【项目描述】 30
【学习目标】 30
【学习引领】工匠精神 31
【学习路线】 31
任务2.1 热电偶传感器及其应用 31
【任务导入】 31
【知识讲解】 32
2.1.1　热电偶传感器的工作原理 32
2.1.2　热电偶工作的基本定律 33
2.1.3　热电偶的种类、结构及
特点 34
2.1.4　热电偶的冷端延长及温度
补偿 37
2.1.5　热电偶传感器的应用 41
【任务实施】温控箱内温度的检测与
控制 42
【任务拓展】 43
【知识拓展】热电偶的选型及安装 43
任务2.2 电阻式温度传感器及其
应用 44
【任务导入】 44
【知识讲解】 45
2.2.1　金属热电阻式温度传感器 45
2.2.2　热敏电阻式温度传感器 47
2.2.3　电阻式温度传感器的选型及应用 48
【任务实施】热电阻温度特性测试 51
【任务拓展】 52
【知识拓展】PN结型温度传感器 52
任务2.3 辐射式温度传感器及其
应用 53
【任务导入】 53
【知识讲解】 53
2.3.1　辐射式测温原理 53
2.3.2　常见辐射式测温仪特性 54
2.3.3　辐射式测温仪的影响因素 54
2.3.4　辐射式测温仪的选型 55
【任务实施】热释电红外传感器特性
测试 56
【知识拓展】其他温度传感器 57
【项目小结】 57
【自测试题】 58
项目3 光、磁学量及其相关参量的
检测 60
【项目描述】 60
【学习目标】 60
【学习引领】透过现象看本质 61
【学习路线】 62
任务3.1 光电式传感器及其应用 62
【任务导入】 62
【知识讲解】 62
3.1.1　光电效应 62
3.1.2　光电元件 63
3.1.3　光电式传感器的检测方式、
选型及使用注意事项 69
【任务实施】基于虚拟仪器的光纤传感器
特性测试 72
【知识拓展】光纤传感器 74
任务3.2 磁敏传感器及其应用 75
【任务导入】 75
【知识讲解】 75
3.2.1　磁电感应式传感器 75
3.2.2　霍尔式传感器 77
3.2.3　磁阻式传感器 81
3.2.4　结型磁敏传感器 82
3.2.5　磁敏传感器的应用 82
【任务实施】基于虚拟仪器的霍尔式
传感器特性测试 83
【知识拓展】电学量传感器 85
【项目小结】 86
【自测试题】 87
项目4 位移及其相关参量的检测 90
【项目描述】 90
【学习目标】 91
【学习引领】差之毫厘，谬以千里 91
【学习路线】 92
任务4.1 电感式传感器及其应用 92
【任务导入】 92
【知识讲解】 92
4.1.1　自感式传感器 92
4.1.2　差动变压器式传感器 98
4.1.3　自感式传感器与差动
变压器的应用 100
4.1.4　电涡流式传感器及其
应用 102
【任务实施】电涡流式传感器测位移 107
【知识拓展】电位器式传感器 109
任务4.2 电容式传感器及其应用 110
【任务导入】 110
【知识讲解】 110
4.2.1　电容式传感器的工作原理、结构及特性 110
4.2.2　电容式传感器的转换
电路 115
4.2.3　电容式传感器的应用 116
【任务实施】电容式传感器测位移 119
【知识拓展】容栅传感器 120
任务4.3 编码器及其应用 121
【任务导入】 121
【知识讲解】 122
4.3.1　增量式编码器 122
4.3.2　绝对式编码器 123
4.3.3　编码器的应用 124
【任务实施】编码器测转速 125
【知识拓展】数字式位移传感器 126
任务4.4 超声波传感器及其应用 127
【任务导入】 127
【知识讲解】 128
4.4.1　超声波及其特性 128
4.4.2　超声波传感器的结构 130
4.4.3　超声波传感器的工作
电路 131
4.4.4　超声波传感器的应用 133
【任务实施】超声波传感器测距离 140
【知识拓展】接近开关 141
【项目小结】 144
【自测试题】 145
项目5 力学量及其相关参量的检测 148
【项目描述】 148
【学习目标】 148
【学习引领】认知和应变 149
【学习路线】 149
任务5.1 电阻应变式传感器及其
应用 149
【任务导入】 149
【知识讲解】 150
5.1.1　弹性元件 150
5.1.2　电阻应变片的结构和工作
原理 151
5.1.3 电阻应变片的布片与
组桥 153
5.1.4　电阻应变式传感器的主要
特性参数 155
5.1.5　电阻应变片的温度误差与
补偿 156
5.1.6　电阻应变式传感器的
应用 156
【任务实施】基于虚拟仪器的物体
重量测量 159
【知识拓展】电感式与电容式力敏
传感器 160
任务5.2 压电式传感器及其应用 161
【任务导入】 161
【知识讲解】 162
5.2.1　压电式传感器工作原理 162
5.2.2　压电材料及其分类 162
5.2.3 压电式传感器的转换
电路 163
5.2.4　压电式传感器的应用 166
【任务实施】压电式传感器测振动 169
【知识拓展】其他力敏传感器 170
【项目小结】 171
【自测试题】 171
项目6 浓度及其相关参量的检测 174
【项目描述】 174
【学习目标】 174
【学习引领】保护环境 174
【学习路线】 175
任务6.1 气敏传感器及其应用 175
【任务导入】 175
【知识讲解】 176
6.1.1　气敏传感器的分类 176
6.1.2　电阻型气敏传感器 178
6.1.3　气敏传感器的应用 181
【任务实施】酒精浓度检测 182
【知识拓展】离子传感器 183
任务6.2 湿敏传感器及其应用 184
【任务导入】 184
【知识讲解】 185
6.2.1　湿度及其表示 185
6.2.2　湿度的测量 185
6.2.3　湿敏传感器的应用 187
【任务实施】空气湿度检测 188
【知识拓展】化学量传感器与生物量
传感器 189
【项目小结】 190
【自测试题】 190
项目7 传感器与智能检测技术 192
【项目描述】 192
【学习目标】 192
【学习引领】智能时代的劳动 193
【学习路线】 193
任务7.1 智能传感器概述 194
【任务导入】 194
【知识讲解】 194
7.1.1　智能传感器的概念 194
7.1.2　智能传感器的构成与
功能 194
7.1.3　智能传感器的实现方式 195
7.1.4　典型智能传感器 197
【任务实施】基于虚拟仪器的滤波器
设计与测试 199
【知识拓展】虚拟仪器 201
任务7.2 传感器网络技术 202


【任务导入】 202
【知识讲解】 203
7.2.1　传感器网络的概念 203
7.2.2 无线传感器网络技术 204
7.2.3 传感器技术在物联网中的
应用 205
【任务实施】基于虚拟仪器的温湿度
在线监测 206
【知识拓展】模糊传感器 207
任务7.3 智能检测系统 208
【任务导入】 208
【知识讲解】 209
7.3.1　智能检测系统的概念 209
7.3.2　传感器与智慧工厂 210
7.3.3　传感器与自动驾驶 210
7.3.4　传感器与智慧医学 212
7.3.5　传感器与智慧社区 214
【任务实施】基于虚拟仪器的电机
控制 215
【知识拓展】MEMS/NEMS传感器 217
【项目小结】 218
【自测试题】 219