本書針對應用型本科教育和新工科的特點,結合測控技術與儀器專業(yè)工程教育認證標準,適應社會對專業(yè)人才的需求,以提升學生實踐應用能力為目標,精心組織教材內容。本書共分4篇12章,第1篇(第1~6章)為傳感器技術、光電檢測技術和無損檢測技術等相關課程的基礎性實驗;第2篇(第7~8章)為工業(yè)傳感器與自動化儀器儀表生產實習實踐教學內容;第3篇(第9~10章)為創(chuàng)意性與綜合性設計實踐教學內容;第4篇(第11~12章)為測控系統(tǒng)與儀器設計案例。
本書編寫體系新穎,內容組織合理,內容安排符合學習規(guī)律,將基礎性實驗、生產實習、課程綜合設計訓練等主要實踐性教學環(huán)節(jié)融于一體,強化工程意識,培養(yǎng)問題分析、設計開發(fā)、科學研究和解決復雜工程問題的能力。本書可作為測控技術與儀器、自動化、電子信息工程、電氣工程及其自動化、物聯(lián)網工程等應用型本科專業(yè)的實踐訓練教材,也可作為相關專業(yè)技術人員的參考資料。
傳感器是實現(xiàn)對物理環(huán)境或人類社會信息獲取的基本工具,是檢測系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié),是信息技術和物聯(lián)網的源頭,是智能檢測技術與應用的基礎。工業(yè)和信息化部、科技部、財政部、國家標準化管理委員會于2013年3月聯(lián)合印發(fā)了《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產業(yè)發(fā)展行動計劃》,實施期為2013年至2025年!吨袊圃2025》中明確把研制智能傳感器、高端儀表標準作為研究的重點項目。
本書包含測控技術與儀器專業(yè)部分課程的基礎性實驗、工業(yè)傳感器與自動化儀器儀表生產實習、創(chuàng)意性和綜合性設計、測控系統(tǒng)與儀器設計案例四大模塊,在保證基礎性實驗的前提下,注重學生的工程實踐訓練和創(chuàng)新實踐訓練,融入儀器儀表學科前沿新技術和應用成果,突出應用性和實用性,具有一定的學術價值。本書主要特色與創(chuàng)新體現(xiàn)在如下幾個方面。
(1) 精選實訓教學內容,強化知識、能力和素質的綜合培養(yǎng)。基礎性實驗部分選取信息檢測類課程實驗,加大了綜合性和設計性的實驗項目;工業(yè)傳感器與自動化儀器儀表生產實習部分重點介紹了合作共建的實踐教學基地部分產品的技術性能及應用領域,培養(yǎng)學生的工程意識、職業(yè)素養(yǎng)和溝通能力;創(chuàng)意性與綜合性設計部分主要針對測控專業(yè)課程綜合設計、創(chuàng)新實踐綜合設計等主要實踐性教學環(huán)節(jié),根據本專業(yè)的課程設置和專業(yè)發(fā)展,編寫創(chuàng)意性與綜合性實踐訓練課題及設計要求,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,問題分析、設計開發(fā)和科學研究能力,以及團隊合作精神;測控系統(tǒng)與儀器設計案例部分精選了編者團隊科研成果、學生創(chuàng)新實踐成果,開拓學生的視野,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力。
(2)采用模塊化結構,思路清晰,易于實訓教學。本書共分為四大模塊:第1~6章為基礎性實驗模塊,分別介紹傳感器技術、光電檢測技術和無損檢測技術等信息檢測類課程的基礎實驗,為進行測控系統(tǒng)設計奠定基礎;第7、8章為工業(yè)傳感器與自動化儀器儀表生產實習模塊,主要為培養(yǎng)方案中生產實習環(huán)節(jié)提供技術支撐;第9、10章為創(chuàng)意性與綜合性實踐教學模塊,為課程綜合設計、創(chuàng)新實踐綜合設計提供技術及標準支撐;第11、12章為測控系統(tǒng)與儀器設計案例模塊,分別介紹智能儀器與機器人設計、無線傳感器網絡與物聯(lián)網系統(tǒng)設計,為學生進行測控系統(tǒng)與儀器設計提供范例和技術支撐。
(3)貫徹“以學生為中心、成果為導向”的新工科教學理念。本書按照工程教育認證標準、儀器類專業(yè)教學質量國家標準和新工科建設要求,內容選取兼顧知識、能力和素質的綜合培養(yǎng);通過傳感器與檢測技術的綜合實踐訓練,培養(yǎng)學生解決測控系統(tǒng)與儀器復雜工程問題的能力,并形成創(chuàng)新成果。
本書可作為測控技術與儀器、自動化、電子信息工程、電氣工程及其自動化、物聯(lián)網工程等應用型本科專業(yè)實踐訓練教材,也可作為相關專業(yè)技術人員的參考資料。
本書內容體系是編者團隊承擔2018年教育部高等學校儀器類專業(yè)新工科建設項目(2018C012)的研究成果。
本書由張青春、李洪海主編,段衛(wèi)平、紀劍祥參編。其中第1~4、6章由李洪海編寫,第5章由紀劍祥編寫,第9、10章由段衛(wèi)平編寫,第7、8、11、12章由張青春編寫,張青春負責全書統(tǒng)稿工作。江蘇蘇儀集團陳云副總經理、崔善超工程師為第7、8章的編寫提供了重要的資料,本書參考文獻中所列出的各位作者以及眾多未能一一列出的作者為編者提供了寶貴而豐富的參考資料,在此表示誠摯的謝意。同時,對機械工業(yè)出版社的大力支持和幫助表示衷心的感謝!
由于編者水平有限,缺點和錯誤在所難免,懇請各位專家和讀者不吝賜教,以利于不斷完善。
編者郵箱:1524668968@qqcom。
編者
前言
第1篇基礎性實驗
第1章力、壓力傳感器實驗2
11應變片橋路特性實驗2
111實驗目的2
112基本原理2
113需用器件與單元5
114實驗步驟6
115思考題8
12應變片數(shù)字電子秤實驗8
121實驗目的8
122基本原理8
123需用器件與單元9
124實驗步驟9
13應變片溫度特性及補償實驗10
131實驗目的10
132基本原理10
133需用器件與單元10
134實驗步驟10
14應變片振動測量實驗11
141實驗目的11
142基本原理12
143需用器件與單元12
144實驗步驟12
15壓阻式傳感器壓力測量實驗13
151實驗目的13
152基本原理14
153需用器件與單元14
154實驗步驟14
16CSYXS01傳感器系統(tǒng)實驗箱
說明15
161實驗箱簡介15
162實驗箱組成16
163實驗箱參數(shù)17
第2章位移、振動傳感器實驗18
21電容式傳感器位移測量實驗18
211實驗目的18
212基本原理18
213需用器件與單元20
214實驗步驟20
22差動變壓器的性能實驗與振動測量22
221實驗目的22
222基本原理22
223需用器件與單元24
224實驗步驟24
225思考題27
23電渦流傳感器特性實驗27
231實驗目的27
232基本原理27
233需用器件與單元30
234實驗步驟30
24電渦流和壓電式傳感器測量振動
實驗31
241實驗目的31
242基本原理32
243需用器件與單元34
244實驗步驟34
第3章溫度傳感器實驗37
31溫度源的溫度控制調節(jié)實驗37
311實驗目的37
312基本原理37
313需用器件與單元37
314實驗步驟37
32K型熱電偶測溫特性實驗40
321實驗目的40
322基本原理40
323需用器件與單元41
324實驗步驟41
33Pt100鉑電阻測溫特性實驗45
331實驗目的45
332基本原理45
333需用器件與單元45
334實驗步驟46
335思考題48
34集成溫度傳感器(AD590)溫度特性
實驗49
目錄
341實驗目的49
342基本原理49
343需用器件與單元49
344實驗步驟49
35NTC熱敏電阻溫度特性實驗50
351實驗目的50
352基本原理50
353需用器件與單元51
354實驗步驟51
36PN結溫度傳感器溫度特性實驗52
361實驗目的52
362基本原理53
363需用器件與單元53
364實驗步驟53
第4章磁敏、氣敏和濕敏傳感器
實驗55
41線性霍爾式傳感器位移特性實驗55
411實驗目的55
412基本原理55
413需用器件與單元56
414實驗步驟56
42霍爾和磁電式傳感器測量轉速實驗57
421實驗目的57
422基本原理57
423需用器件與單元58
424實驗步驟58
425思考題59
43氣敏和濕敏傳感器實驗60
431實驗目的60
432基本原理60
433需用器件與單元61
434實驗步驟61
第5章光電傳感器實驗63
51光敏電阻特性參數(shù)測量實驗63
511實驗目的63
512需用器件與單元63
513實驗步驟63
52光電二極管特性及光照靈敏度測量
實驗65
521實驗目的65
522需用器件與單元65
523實驗步驟65
53熱敏器件與熱釋電探測器實驗69
531實驗目的69
532需用器件與單元69
533實驗步驟69
54PSD位置傳感器特性參數(shù)測量實驗71
541實驗目的71
542需用器件與單元71
543實驗步驟71
55四象限光電傳感器特性參數(shù)測量
實驗73
551實驗目的73
552需用器件與單元73
553實驗步驟73
56光電傳感器電機轉速測量與控制
實驗74
561實驗目的74
562基本原理75
563需用器件與單元75
564實驗步驟75
57光纖傳感器位移特性實驗77
571實驗目的77
572基本原理77
573需用器件與單元78
574實驗步驟78
第6章無損檢測技術實驗80
61電磁波測厚實驗80
611實驗目的80
612基本原理80
613實驗設備80
614實驗步驟80
62鋼筋直徑和保護層厚度檢測實驗81
621實驗目的81
622基本原理81
623實驗設備82
624實驗步驟82
63鋼筋掃描探測實驗83
631實驗目的83
632基本原理83
633實驗設備83
634實驗步驟83
64混凝土裂縫檢測實驗84
641實驗目的84
642基本原理85
643實驗設備86
644實驗步驟86
第2篇工業(yè)傳感器與自動化儀器儀表生產實習
第7章工業(yè)傳感器88
71金屬熱電阻系列88
711WZ系列裝配式熱電阻88
712WZ系列鎧裝熱電阻89
713WZCM、WZPM系列端面
熱電阻90
72熱電偶系列90
721WR系列裝配式熱電偶90
722WR系列鎧裝熱電偶91
723防爆熱電偶91
73物位計92
731ULMSY21A1系列超高頻微波物
位計92
732SYLW3X系列導波雷達物
位計93
733LevelEase智能開關式射頻導納物
位計93
734SYCDQLS23001型干熄焦爐紅焦
高溫料位計95
735LHDG700系列電感式液位
變送器95
736SYCW系列超聲波物(液)
位儀96
74流量計97
741SYFLU2000超聲波流量計97
742LD系列電磁流量計99
743LUGB系列渦街流量計100
744YRTGY渦輪流量計101
745SYLWQ系列氣體渦輪
流量計102
746SYB靶式智能流量計102
75壓力(差壓)變送器103
751LH系列壓力(差壓)變送器104
752LH3851/1851GP型壓力含負壓
變送器105
753LH3851/1851DR型微差壓
變送器105
第8章自動化儀器儀表107
81氣體檢測儀表107
811SYQT2000NDIR紅外氣體
檢測儀107
812SYQT2000VOC探測儀108
813泵吸便攜式可燃氣體檢測
報警儀109
814CCZ1000全自動粉塵檢測儀110
82校驗(標定)儀表111
821HG2000壓力儀表自動校驗
系統(tǒng)111
822HG2000RZJ熱工全自動檢定
系統(tǒng)112
823CPC2000ⅢA壓力校驗儀114
824HGS301熱電偶校驗儀114
825HG系列壓力發(fā)生裝置115
83顯示調節(jié)儀表115
831XMTA9000系列智能數(shù)字顯示
調節(jié)儀115
832XMGA9000智能光柱顯示
調節(jié)儀116
833XMPA9000智能PID調節(jié)儀116
834XMYA智能電接點液位顯示
控制儀117
84無線儀表118
841SYSPRMW智能無線網關118
842SYSPRMIO智能無線轉換
設備118
843SYSPRMP智能無線壓力
變送器119
844SYSPRMT智能無線溫度
變送器119
845SYSPRMTP智能無線溫壓儀120
846SYSPRMP系列智能無線壓力
變送器120
847SYSPRMM系列智能無線執(zhí)行
機構121
第3篇創(chuàng)意性與綜合性設計
第9章創(chuàng)意性設計124
91人體智能電子秤124
911設計要求124
912系統(tǒng)功能及主要技術指標124
913參考文獻125
92金屬厚度測量儀125
921設計要求125
922系統(tǒng)功能及主要技術指標125
923參考文獻126
93電子羅盤126
931設計要求126
932系統(tǒng)功能及主要技術指標126
933參考文獻126
94PM25測量儀127
941設計要求127
942系統(tǒng)功能及主要技術指標127
943參考文獻127
95無線防盜報警器127
951設計要求127
952系統(tǒng)功能及主要技術指標128
953參考文獻128
96智能語音導盲杖128
961設計要求128
962系統(tǒng)功能及主要技術指標129
963參考文獻129
97心率測量儀129
971設計要求129
972系統(tǒng)功能及主要技術指標129
973參考文獻130
98肺活量檢測儀130
981設計要求130
982系統(tǒng)功能及主要技術指標130
983參考文獻130
99水質檢測儀131
991設計要求131
992系統(tǒng)功能及主要技術指標131
993參考文獻131
910太陽墻采暖控制器131
9101設計要求131
9102系統(tǒng)功能及主要技術指標132
9103參考文獻132
911電動車速度測量儀132
9111設計要求132
9112系統(tǒng)功能及主要技術指標132
9113參考文獻133
912風速風向測試儀133
9121設計要求133
9122系統(tǒng)功能及主要技術指標133
9123參考文獻133
第10章綜合性設計134
101火災探測報警與聯(lián)動系統(tǒng)134
1011設計要求134
1012系統(tǒng)功能及主要技術指標134
1013參考文獻135
102小型氣象站系統(tǒng)135
1021設計要求135
1022系統(tǒng)功能及主要技術指標135
1023參考文獻136
103智能家居系統(tǒng)136
1031設計要求136
1032系統(tǒng)功能及主要技術指標136
1033參考文獻137
104智能路燈控制系統(tǒng)137
1041設計要求137
1042系統(tǒng)功能及主要技術指標137
1043參考文獻138
105智能停車場管理系統(tǒng)138
1051設計要求138
1052系統(tǒng)功能及主要技術指標138
1053參考文獻139
106車輛追蹤定位系統(tǒng)139
1061設計要求139
1062系統(tǒng)功能及主要技術指標139
1063參考文獻140
107智能農業(yè)大棚控制系統(tǒng)140
1071設計要求140
1072系統(tǒng)功能及主要技術指標140
1073參考文獻141
108住宅小區(qū)安防系統(tǒng)141
1081設計要求141
1082系統(tǒng)功能及主要技術指標141
1083參考文獻142
109酒店傳菜機器人系統(tǒng)142
1091設計要求142
1092系統(tǒng)功能及主要技術指標142
1093參考文獻143
1010住宅小區(qū)巡邏機器人系統(tǒng)143
10101設計要求143
10102系統(tǒng)功能