本书是精品课程建设在双高计划和卓越校建设的延续。根据高等院校教育的特点,以职业岗位核心能力为目标,精选教学抓手,力求材料新鲜、内容简练、学习为矢、应用为的,学用结合。本书按照传感器的效应、产品、应用为主线,以效应原理、性能结构、产品应用为脉络,全面介绍电阻式、电容式、电感式、磁电式、压电式、热电式、光电式、半导体式、雷达式、数字式和智能传感器;特别之处是选用了大量代表性传感器产品、典型的检测系统及其它们在实际工作中的应用案例。案例有流程工业流域的温度、压力、流量、物位的应用,也有离散工业的位移、速度、振动、接近的应用,还有日常生活中常见的消防、防盗、监控、门禁、汽车中常见传感器的应用,更有许多新质生产力中物联网、工业机器人、工业互联网、人工智能、自动驾驶、轨道交通等重要领域的传感器应用内容。本书可以作为高等院校和应用本科的自动化、机电、电子信息、计算机控制、过程仪表、智能建筑、测控技术与仪器、汽车维修维护等电子信息类与机械电气类相关专业的教材,也可以供与自动化技术领域相关的从业人员作为参考用书。
前言
传感器技术及其应用这门课程是众多与机电相关的各专业的专业基础课程,甚至是专业应用课程,在这些专业中起到非常重要的作用。在高职高专的很多课程建设体系中这是一门专业核心课程。如何按照高等院校教育的特点,以职业岗位核心能力为目标进行内容、形式、材料、实例的选择,成为最重要的工作。本教材根据“理论够用为度,培养技能为主,应用能力为本”的指导思想,力图使高等院校机电类各专业的学生在学完本书后,能够获得将来在生产一线,作为技术和运行人员应该掌握的传感器知识和应用能力。
本书分为三大板块,第一板块为基础知识部分,综合讲解了在后续课程中涉及的传感器组成、分类、特性、系统和方法; 以便于在学习后续章节时能反复运用和理解这些知识,成体系地理解具体的传感器、分析和运用这些传感器。第二板块为各类传感器技术部分,是对实际工作中会遇到的各种传感器的规律性内容的提炼; 以传感器的效应原理、结构组成、产品应用为主线; 从效应入手讲解原理以期学生知其工作机理并作为理解其他内容的基础; 从结构入手让学生能够熟悉传感器的基本架构、组成和参数性能; 从产品示例入手的各种应用实例能够让学生认识真实的传感器和打开运用传感器的思路。第三板块主要介绍了目前在传感器领域创新开发的运用先进技术的智能传感器、物联网、工业互联网等知识,以开阔学生的视野,开拓学生的思路,对即将到来的新技术有初步的认识。
本书主要的着眼点在于结合实际提高学生的知识水平和解决实际问题的能力。在取材方面的特别之处是选用了大量传感器典型产品、代表性的检测系统及其在实际工作中的应用案例,其中既有流程工业流域的温度、压力、流量、物位的测量应用,也有离散工业的位移、速度、振动、距离的检测应用,更有日常生活中常见的消防、防盗、监控、门禁、汽车中常见的传感应用; 特别是增加了更多新质生产力中的物联网、工业机器人、工业互联网、人工智能、自动驾驶、轨道交通等领域的传感器应用内容。
本书主要作为高等院校自动化类、仪器仪表类、电子技术类、机电技术类等机电类专业的用书。教材中各章具有一定的独立性,因此在教学中,可以根据专业方向和特点选用不同的章节,安排总学时从48学时到96学时的教学内容,其他有关专业(如计算机技术、数控技术、汽车类等专业)可根据需要选用不同的章节,安排课时。此外,本书也可供从事自动化、控制、智能化等相关工作的工程技术人员参考。
本书由大连职业技术学院辽宁省精品课程“传感器与检测技术”课题组组稿,并在示范校建设、教学质量提升工程、精品资源共享课建设、骨干专业建设、双高工程、卓越校建设等历次项目中立项,反复打磨。全书由董春利编写,王禹苏参与编写了第3章,董佳宁参与编写了第4章。
在本书的编写过程中,还得到大连职业技术学院和课题组其他老师、英特尔半导体(大连)有限公司ESAP部门的讲师们、西门子传感器与通信(大连)有限公司的培训师们的帮助,编写中参考和应用了许多专家、学者的著作,以及众多企业的产品技术说明书,在此一并表示衷心的感谢。
由于传感器技术发展较快、涉及的知识面非常广泛,也由于作者的水平有限,在接触领域和理解上又有一定的局限性,因此在内容选择和安排上,难免会存在遗漏和不妥之处,恳请读者批评指正。
编者
2026年1月于大连
董春利,大连职业技术学院智能制造学院三级教授、省级专业带头人、省级精品课负责人、英特尔半导体公司访问学者。兼任中国自动化学会专家咨询委员会常务委员、全国自动化系统工程师资格认证培训委员会委员、中国通信工业协会物联网专家委员会委员、《电气时代》杂志编委、《智能制造》杂志审稿人、全国高等职业教育规划教材机电类专业编委会委员,全国职工职业技能大赛国家级一类赛事裁判。长期从事传感器技术、机器人应用技术、智能控制等领域的教学、科研与应用工作。作为项目负责人,完成了国家与省市多项科研项目及企业委托项目十余项。获省部级科技二、三等奖3项及市级一、二等奖6项。拥有实用新型和发明专利6项。已在国内外刊物和会议上发表论文近百篇,并出版教材12部、专著5部。