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传感器创新设计项目教程


作者:
李晴 余文荣
定价:
49.80 元
版面字数:
430千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2026年
ISBN:
978-7-04-059455-3
物料号:
59455-00
出版时间:
2023-02-01
读者对象:
高等职业教育
一级分类:
制造大类
二级分类:
自动化类
三级分类:
电气自动化技术

本书是高等职业教育智能制造专业群“德技并修 工学结合”系列教材之一。

本书基于LabVIEW图形化编程语言和Arduino开源平台开发了传感器口袋实验室教学项目,全书由认识传感器、传感器口袋实验室的搭建、温度的检测、力的检测、位移的检测、光的检测、环境量的检测、图像的识别、RFID射频识别、体位检测10个模块组成,结合常用传感器开发了智能温控变色水杯、颜色识别系统、工具箱卡扣识别与计数系统、挥臂运动体感检测计数系统等教学项目。学习者通过自行采购简单易得的耗材,便可零门槛、低成本地借助本书配套的学习资源和在线开放课程,一步步完成从传感器原理到相关应用的全面学习。本书具有结构新颖、通用性强、应用面广等特点。

本书配套有在线开放课程、微课、PPT、例程、课后练习等教学资源,可在“中国大学MOOC”搜索“传感器应用技术”课程进行在线学习。选用本书的授课教师也可发送电子邮件至gzdz@pub.hep.cn索取PPT、例程等教学资源。

本书既可以作为高职院校工业互联网应用、电气自动化技术、物联网应用技术等专业的传感器相关课程教材,也可作为大学生毕业设计、青少年科技创新活动和工程技术人员的参考用书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 模块1 认识传感器
        • 模块2 传感器口袋实验室的搭建
          • 任务2.1 了解传感器口袋实验室平台组成
            • 任务2.2 熟悉Arduino硬件开源平台
              • 2.2.1 Arduino及其家族
                • 2.2.2 Arduino硬件资源
                  • 2.2.3 Arduino扩展板
                  • 任务2.3 掌握LabVIEW软件使用
                    • 2.3.1 LabVIEW软件的安装
                      • 2.3.2 LabVIEW应用程序的构成
                        • 2.3.3 程序框图的连线
                          • 2.3.4 LabVIEW的数据流编程
                            • 2.3.5 前面板的编辑技术
                            • 任务2.4 学会Arduino和LabVIEW互动编程
                              • 2.4.1 LINX工具包的安装
                                • 2.4.2 采用LINX工具实现交互编程
                                  • 2.4.3 采用通用串口方式实现交互编程
                                  • 基础项目搭建传感器口袋实验室
                                    • 一、任务目标
                                      • 二、软件安装
                                    • 模块3 温度的检测
                                      • 任务3.1 熟悉常用温标
                                        • 任务3.2 认识热电偶
                                          • 3.2.1 热电偶原理与分类
                                            • 3.2.2 热电偶分度表
                                              • 3.2.3 热电偶的冷端处理
                                              • 任务3.3 认识热电阻
                                                • 3.3.1 热电阻的原理
                                                  • 3.3.2 热电阻的结构与分类
                                                    • 3.3.3 热电阻的测量电路
                                                    • 基础项目用热电偶测温
                                                      • 一、任务目标
                                                        • 二、设计方案
                                                          • 三、预备知识
                                                            • 四、硬件接线
                                                              • 五、下位机编程
                                                                • 六、上位机编程
                                                                  • 七、系统调试
                                                                  • 任务3.4 认识热敏电阻
                                                                    • 3.4.1 热敏电阻的原理与分类
                                                                      • 3.4.2 常用热敏电阻
                                                                      • 综合项目智能温控变色水杯
                                                                        • 一、任务目标
                                                                          • 二、预备知识
                                                                            • 三、硬件接线
                                                                              • 四、软件编程
                                                                                • 五、系统调试
                                                                                • 任务3.5 认识集成温度传感器
                                                                                  • 3.5.1 集成温度传感器的原理与分类
                                                                                    • 3.5.2 常用集成温度传感器
                                                                                    • 综合项目智能温控风扇
                                                                                      • 一、任务目标
                                                                                        • 二、硬件接线
                                                                                          • 三、软件编程
                                                                                            • 四、系统调试
                                                                                          • 模块4 力的检测
                                                                                            • 任务4.1 认识电阻应变式传感器
                                                                                              • 4.1.1 弹性敏感元件
                                                                                                • 4.1.2 电阻应变片
                                                                                                  • 4.1.3 测量电路
                                                                                                    • 4.1.4 电阻应变式传感器的应用
                                                                                                    • 基础项目测试称重传感器性能
                                                                                                      • 一、任务目标
                                                                                                        • 二、项目方案
                                                                                                          • 三、硬件接线
                                                                                                            • 四、下位机编程
                                                                                                              • 五、上位机编程
                                                                                                                • 六、性能测试
                                                                                                                • 任务4.2 认识压阻式传感器
                                                                                                                  • 4.2.1 压阻式传感器原理
                                                                                                                    • 4.2.2 压阻式传感器内部电路
                                                                                                                    • 综合项目电子秤
                                                                                                                      • 一、任务目标
                                                                                                                        • 二、预备知识
                                                                                                                          • 三、硬件接线
                                                                                                                            • 四、下位机编程
                                                                                                                              • 五、上位机编程
                                                                                                                                • 六、系统调试
                                                                                                                              • 模块5 位移的检测
                                                                                                                                • 任务5.1 认识电容式传感器
                                                                                                                                  • 5.1.1 电容式传感器原理
                                                                                                                                    • 5.1.2 电容式传感器分类
                                                                                                                                      • 5.1.3 电容式传感器测量转换电路
                                                                                                                                        • 5.1.4 电容式传感器优缺点
                                                                                                                                          • 5.1.5 电容式传感器应用
                                                                                                                                          • 任务5.2 认识电感式传感器
                                                                                                                                            • 5.2.1 自感式电感传感器原理
                                                                                                                                              • 5.2.2 差动变压器式位移传感器
                                                                                                                                                • 5.2.3 电涡流式传感器
                                                                                                                                                • 任务5.3 认识超声波传感器
                                                                                                                                                  • 5.3.1 超声波测距传感器原理
                                                                                                                                                    • 5.3.2 HC-SR04超声波测距传感器应用
                                                                                                                                                    • 综合项目超声波测距仪
                                                                                                                                                      • 一、任务目标
                                                                                                                                                        • 二、硬件接线
                                                                                                                                                          • 三、下位机编程
                                                                                                                                                            • 四、上位机编程
                                                                                                                                                              • 五、系统调试
                                                                                                                                                              • 任务5.4 认识旋转编码器
                                                                                                                                                                • 5.4.1 增量式光电旋转编码器
                                                                                                                                                                  • 5.4.2 绝对式光电旋转编码器
                                                                                                                                                                  • 综合项目电动螺丝刀转速测量装置
                                                                                                                                                                    • 一、任务目标
                                                                                                                                                                      • 二、预备知识
                                                                                                                                                                        • 三、硬件接线
                                                                                                                                                                          • 四、软件编程
                                                                                                                                                                            • 五、组态监控
                                                                                                                                                                              • 六、系统调试
                                                                                                                                                                            • 模块6 光的检测
                                                                                                                                                                              • 任务6.1 了解光电式传感器的组成
                                                                                                                                                                                • 任务6.2 熟悉光电式传感器的原理
                                                                                                                                                                                  • 6.2.1 外光电效应
                                                                                                                                                                                    • 6.2.2 内光电效应
                                                                                                                                                                                      • 6.2.3 光生伏特效应
                                                                                                                                                                                      • 任务6.3 掌握光敏电阻的应用
                                                                                                                                                                                        • 6.3.1 光敏电阻的原理
                                                                                                                                                                                          • 6.3.2 光敏电阻的应用
                                                                                                                                                                                          • 综合项目农业大棚光照度监测系统
                                                                                                                                                                                            • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                              • 二、硬件接线
                                                                                                                                                                                                • 三、固件下载
                                                                                                                                                                                                  • 四、软件编程
                                                                                                                                                                                                    • 五、系统调试
                                                                                                                                                                                                    • 任务6.4 认识红外传感器
                                                                                                                                                                                                      • 6.4.1 红外传感器原理与分类
                                                                                                                                                                                                        • 6.4.2 热释电红外传感器
                                                                                                                                                                                                        • 综合项目人体感应检测报警系统
                                                                                                                                                                                                          • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                            • 二、硬件接线
                                                                                                                                                                                                              • 三、固件下载
                                                                                                                                                                                                                • 四、软件编程
                                                                                                                                                                                                                  • 五、系统调试
                                                                                                                                                                                                                  • 任务6.5 认识RGB颜色传感器
                                                                                                                                                                                                                    • 6.5.1 颜色传感器的分类
                                                                                                                                                                                                                      • 6.5.2 颜色传感器的工作原理
                                                                                                                                                                                                                        • 6.5.3 颜色传感器的应用
                                                                                                                                                                                                                        • 基础项目用TCS3200颜色传感器识别颜色
                                                                                                                                                                                                                          • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                                            • 二、硬件接线
                                                                                                                                                                                                                              • 三、固件下载
                                                                                                                                                                                                                                • 四、软件编程
                                                                                                                                                                                                                                  • 五、系统调试
                                                                                                                                                                                                                                  • 综合项目颜色识别系统
                                                                                                                                                                                                                                    • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                                                      • 二、硬件接线
                                                                                                                                                                                                                                        • 三、下位机编程
                                                                                                                                                                                                                                          • 四、上位机编程
                                                                                                                                                                                                                                            • 五、系统调试
                                                                                                                                                                                                                                            • 任务6.6 认识色标传感器
                                                                                                                                                                                                                                              • 6.6.1 色标传感器的选型
                                                                                                                                                                                                                                                • 6.6.2 色标传感器的使用
                                                                                                                                                                                                                                                • 综合项目工具箱卡扣识别与计数系统
                                                                                                                                                                                                                                                  • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                                                                    • 二、硬件接线
                                                                                                                                                                                                                                                      • 三、色标示教
                                                                                                                                                                                                                                                        • 四、软件编程
                                                                                                                                                                                                                                                          • 五、组态监控
                                                                                                                                                                                                                                                            • 六、系统调试
                                                                                                                                                                                                                                                          • 模块7 环境量的检测
                                                                                                                                                                                                                                                            • 任务7.1 认识环境温湿度传感器
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.1.1 湿度及其表示法
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.1.2 DHT11温湿度传感器原理
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.1.3 温湿度传感器应用
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 综合项目农业大棚温湿度采集系统
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 二、硬件接线
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 三、下位机编程
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 四、上位机编程
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 五、系统调试
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 任务7.2 认识声音传感器
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.2.1 声音传感器原理与分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.2.2 声音传感器的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 综合项目音量检测系统设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 二、硬件接线
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 三、固件下载
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 四、软件编程
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 五、系统调试
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 任务7.3 认识气敏传感器
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3.1 气敏传感器原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.2 气敏传感器分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 综合项目厨房燃气报警系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 二、硬件接线
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 三、固件下载
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 四、软件编程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 五、系统调试
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 模块8 图像的识别
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 任务8.1 认识图像传感器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1.1 图像传感器基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.1.2 图像传感器选择与成像系统构建
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 任务8.2 搭建图像识别系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 任务8.3 编写图像采集程序
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 综合项目几何形状自动识别系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 二、系统搭建
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 三、创建模板与程序生成
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 四、软件编程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 五、系统调试
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 模块9 RFID射频识别
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 任务9.1 认识RFID射频识别传感器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 任务9.2 安装RFID射频识别传感器库
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 任务9.3 安装液晶屏库
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 综合项目RFID身份识别系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 二、硬件接线
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 三、下位机编程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 四、上位机编程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 五、系统调试
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 模块10 体位检测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 任务10.1 认识体感传感器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 任务10.2 安装体感传感器软件工具包
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 综合项目挥臂运动体感检测计数系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 一、任务目标
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 二、硬件安装
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 三、软件编程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 四、系统调试
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 工作任务单
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 工作任务单1 搭建传感器口袋实验室
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 工作任务单2 用热电偶测温
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 工作任务单3 智能温控变色水杯
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 工作任务单4 智能温控风扇
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 工作任务单5 测试称重传感器性能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 工作任务单6 电子秤
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 工作任务单7 超声波测距仪
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 工作任务单8 电动螺丝刀转速测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 工作任务单9 农业大棚光照度监测系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 工作任务单10 人体感应检测报警系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 工作任务单11 用TCS3200颜色传感器识别颜色
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 工作任务单12 颜色识别系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 工作任务单13 工具箱卡扣识别与计数系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 工作任务单14 农业大棚温湿度采集系统
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          相关图书