本书具有以下特点：
1.以项目的形式展开，项目下设若干任务模块，并以典型传感器为载体，内容、结构新颖，具有创新性
2.以传感器应用技术为主线，采用51系列单片机作为控制器，将传感器检测技术与单片机控制技术相结合，注重具体应用
3.书中所有项目都通过了实验验证，并已做出成品电路，方便引导学生动手研发设计实际产品，提高学习的兴趣
4.精选典型项目，并附带传感器及应用实验箱，将五个典型项目集成在一起，便于进行代码的设计调试，大大方便了学习

本书是一本基于工作过程的传感器课程改革配套教材,内容、结构新颖,具有创新性。书中选取了光电计数传感器、红外测距传感器、温度传感器、霍尔传感器、称重传感器五种常用的传感器,以项目的形式重点讲解五种传感器的特点、测量原理及传感器和单片机的应用系统,并给出了五种传感器的系统原理图、软件程序及应用调试方法,方便教师教学使用。本书以传感器应用技术为主线,采用51系列单片机作为控制器,将传感器检测技术与单片机控制技术相结合,注重培养工作实践能力。
本书可作为全日制高职高专院校电子、电气、自动化等专业的教材,也可作为职业院校和培训学校相关专业的教材,还可供本科学生及工程技术人员参考。

项目1 光电传感器及其应用 / 1
　任务1.1　认识一般光电传感器 1
1.1.1 常见光电传感器外形封装 1
1.1.2 光电传感器概述 1
1.1.3 光电传感器分类 3
1.1.4 光电传感器的特点 5
1.1.5 光电传感器的应用 6
　任务1.2　认识红外光电传感器 8
1.2.1 红外线概述 8
1.2.2 红外光电传感器 9
1.2.3 本项目用到的光电传感器 12
　任务1.3　光电传感器应用 12
1.3.1 项目总电路图 12
1.3.2 电路各部分作用 13
1.3.3 参考程序 14
1.3.4 调试过程 15
　任务1.4　知识拓展 15
1.4.1 电磁波光谱 15
1.4.2 光电效应 16
1.4.3 光电器件及其特性 17

项目2 红外测距传感器及其应用 / 40
　任务2.1　认识红外测距传感器 40
2.1.1 红外测距传感器概述 40
2.1.2 红外测距传感器外形封装 41
2.1.3 红外测距传感器的特点 42
2.1.4 红外测距传感器的原理及输出特性 42
2.1.5 红外测距传感器的误差分析 43
　任务2.2　认识夏普红外测距传感器 43
2.2.1 夏普GP2D12红外测距传感器外形及引脚 44
2.2.2 夏普GP2D12红外测距传感器技术参数 44
2.2.3 夏普GP2D12红外测距传感器输入/输出关系 44
2.3.4 夏普GP2D12红外测距传感器使用性能评价 45
　任务2.3　红外测距传感器的应用 45
2.3.1 项目总电路 45
2.3.2 电路各部分作用 45
2.3.3 参考程序 47
2.3.4 调试过程 48
　任务2.4　知识拓展 49
2.4.1 红外辐射基本知识 49
2.4.2 红外传感器 52
2.4.3 红外测温 55
2.4.4 红外成像 59
2.4.5 红外分析仪 61
2.4.6 红外无损检测 65

项目3 温度传感器及其应用 / 68
　任务3.1　认识热敏电阻 68
3.1.1 热敏电阻概述 68
3.1.2 热敏电阻分类 69
3.1.3 热敏电阻技术参数 72
3.1.4 热敏电阻检测方法 73
　任务3.2　认识金属热电阻 74
3.2.1 金属热电阻概述 74
3.2.2 金属热电阻工作原理 74
3.2.3 金属热电阻分类 77
　任务3.3　认识热电偶 77
3.3.1 热电偶概述 77
3.3.2 热电偶工作原理 78
3.3.3 热电偶的基本定律 80
3.3.4 热电偶的冷端处理和补偿 81
3.3.5 标准化热电偶 83
3.3.6 各种误差引起的原因及解决方式 84
3.3.7 热电偶正确使用 88
3.3.8 热电偶安装注意事项 89
　任务3.4　温度传感器应用 89
3.4.1 项目总电路 89
3.4.2 电路各部分作用 89
3.4.3 参考程序 91
3.4.4 调试过程 92
　任务3.5　知识拓展 93
3.5.1 温度传感器概述 93
3.5.2 热电阻式温度传感器 95
3.5.3 半导体热敏电阻 96
3.5.4 其他温度传感器 99

项目4 霍尔传感器及其应用 / 109
　任务4.1　认识霍尔传感器 109
4.1.1 霍尔传感器概述 109
4.1.2 霍尔传感器工作原理 110
4.1.3 霍尔传感器的工作方式 111
4.1.4 霍尔传感器的特性 112
4.1.5 霍尔传感器的主要参数 113
4.1.6 霍尔传感器的应用 114
4.1.7 本项目用到的霍尔传感器 116
　任务4.2　霍尔传感器应用 117
4.2.1 项目总电路 117
4.2.2 电路各部分作用 117
4.2.3 参考程序 118
4.2.4 调试过程 120
　任务4.3　知识拓展 121
4.3.1 磁电式传感器 121
4.3.2 霍尔集成传感器 125
4.3.3 磁敏二极管及磁敏三极管 125

项目5 压力/称重传感器及其应用 / 130
　任务5.1　认识压力传感器 130
5.1.1 压力传感器概述 130
5.1.2 压力传感器的分类及应用 131
5.1.3 压力传感器的使用要求 134
5.1.4 压力传感器的选型步骤 134
　任务5.2　认识称重传感器 135
5.2.1 称重传感器的起源和发展 135
5.2.2 常见称重传感器外形 136
5.2.3 称重传感器的原理 136
5.2.4 称重传感器的常用技术参数 136
5.2.5 称重传感器的应用 138
5.2.6 称重传感器的分类 138
5.2.7 称重传感器的使用注意事项 139
5.2.8 平行梁应变式称重传感器 141
　任务5.3　认识HX711 芯片 143
5.3.1 概述 143
5.3.2 特点 144
5.3.3 内部结构及引脚说明 144
5.3.4 电气特性 145
5.3.5 模拟输入 147
5.3.6 供电电源 147
5.3.7 时钟选择 147
5.3.8 串口通信 147
5.3.9 复位和断电 148
5.3.10 应用实例 149
　任务5.4　认识电子秤专业语音芯片 153
5.4.1 电气特性 153
5.4.2 引脚功能 153
5.4.3 原理图 153
5.4.4 时序图 154
5.4.5 语音内容 155
　任务5.5　称重传感器应用 155
5.5.1 项目总电路 155
5.5.2 电路各部分作用 155
5.5.3 参考程序 156
5.5.4 调试过程 159
　任务5.6　知识拓展 159
5.6.1 压力传感器在智能手机中的应用 159
5.6.2 压力传感器在汽车中的应用 160
5.6.3 部分压力传感器/变送器型号 164

附录1 实验箱总体程序 / 169

附录2 实验箱总体电路图 / 177

参考文献 / 180

随着单片机控制技术的不断发展,传感器已经不再是独立使用的检测器件了,传感器的应用则越来越依赖于单片机的控制技术,传感器检测到的信号一般都是要通过单片机或计算机处理后再驱动执行机构动作。因此传统的传感器及其应用方面的教材已经越来越不能适应目前传感器的应用技术。
本书是编者在多年教学经验的基础上结合教学改革与实践的成果编写而成的,将单片机控制技术和传感器检测技术相结合重构教学体系,通过单片机来控制传感器的工作,更加突出了传感器技术在实际系统中的具体应用,更加符合目前传感器技术的应用背景。
项目课程“传感器及应用技术”是电子、电气、自动化等专业的一门重要专业课,具有很强的实践性。通过本课程的学习,使学生具备高等职业应用型人才所必需的传感器技术相关知识和单片机控制相关知识和技能。
为了充分体现“项目导向、任务驱动、实践导向”的一体化课程设计思路,本书共设计了五个项目,以项目为单位组织教学,并把项目设计为若干任务模块,以典型传感器为载体,逐步展开实施。
项目1 光电传感器及其应用。通过本项目的学习可了解光电传感器的特点、技术参数及外形封装, 掌握光电传感器的应用, 尤其是用单片机控制传感器的系统。
项目2 红外测距传感器及其应用。通过本项目的学习可了解红外测距传感器的特点、技术参数及外形封装,掌握红外测距传感器在计数方面的应用,掌握红外测距传感器在实际系统中的应用及编程控制。
项目3 温度传感器及其应用。通过本项目的学习可了解温度传感器的特点、技术参数及外形封装,掌握温度传感器的应用。
项目4 霍尔传感器及其应用。通过本项目的学习可了解霍尔传感器的特点、技术参数及外形封装,掌握霍尔传感器在测速方面的应用,掌握霍尔传感器在实际系统中的应用及编程控制。
项目5 压力/称重传感器及其应用。通过本项目的学习可了解压力/称重传感器的特点、技术参数及外形封装,掌握压力传感器在称重方面的应用,掌握称重传感器在实际系统中的应用及编程控制。
本书脉络清晰,逻辑性强。对于每个项目,主要包含三个方面的知识和技能:首先是认识相应的传感器,介绍传感器的外形封装、特点及工作原理;然后是传感器的应用,主要介绍传感器应用的硬件电路、软件代码及产品电路的制作调试过程;最后为了拓展学生传感器方面的知识,增加了知识拓展环节。
书中所有项目都通过了实验验证,而且都已经做出了成品电路,只要增加外包装就可以成为实际产品。教学过程中老师可以指导学生将项目做成产品,培养学生研发设计产品的兴趣及方法,为其就业打下基础。
本书除了五个典型项目外,还附带了传感器及其应用实验箱,该实验箱将五个典型项目集成在一起,五个项目共用一个单片机控制主板和电源及串口下载接口。教学实施时,可以先通过实验箱来验证项目软件代码,同时可以在实验箱中方便地进行软件代码的调试及研发,极大方便了教师的教学和学生的学习。
本书由刘婷婷、张开友主编,张成茂为副主编,参与编写的人员还有李长军、程莉、谢妮、邵泽鑫、田雨、刘玉玲。其中项目1由临沂大学张成茂与鲁南技师学院张开友编写,项目2、项目5由深圳技师学院刘婷婷编写,项目3由深圳技师学院程莉与临沂大学张成茂以及临沂市技师学院邵泽鑫、李长军编写,项目4由临沂大学张成茂与深圳技师学院谢妮以及临沂市技师学院田雨、刘玉玲编写。全书由刘婷婷负责总体设计及最后统稿,由李长军负责主审。
由于编者水平有限,加上时间仓促,书中难免存在不妥之处,恳请读者批评指正。
编者