Catálogo de principios y aplicaciones de sensores
Capítulo 1 Introducción 1 1.1 Sensores y sistemas de medición modernos 1 1.2 Definición y composición de los sensores 1 1.3 Clasificación de los sensores 2 1.4 Características básicas de los sensores 4 1.4.1 Características estáticas de los sensores 4 1.4.2 Características dinámicas de los sensores 6 1.5 Campos de aplicación de los sensores 13 1.6 Tendencias de desarrollo de los sensores 14 Resumen de este capítulo 14 Contenido interactivo en el aula 15 Ejercicios 15
Capítulo 2 Sensores fotosensibles 16 2.1 Efectos básicos de los sensores fotosensibles 16 2.1.1 Efecto fotoeléctrico externo 16 2.1.2 Efecto fotoeléctrico interno 17 2.2 Fotodiodo 18 2.2.1 Estructura básica y principio de funcionamiento 18 2.2.2 Características básicas del fotodiodo 19 2.2.3 Componentes típicos (serie 2DU) 19 2.2.4 Ejemplos de diseño de circuito típico 20 2.3 Resistencia fotosensible 20 2.3 .1 Principio de funcionamiento básico 20 2.3.2 Componentes típicos 20 2.3.3 Ejemplo de diseño de circuito típico 21 2.4 Sensor de color 22 2.4.1 Principio de funcionamiento básico 22 2.4.2 Componentes típicos 23 2.4.3 Ejemplo de diseño de circuito típico 23 2.5 Sensor de termoluminiscencia infrarroja 24 2.5.1 Principios básicos y estructura 24 2.5.2 Ejemplos de diseño de circuitos típicos 24 2.5.2 Componentes típicos 25 2.5.3 Ejemplos de diseño de circuitos típicos 26 2.5.4 Ejemplos de diseño de circuitos típicos 27 2.5.5 Componentes típicos 3.2 1 Principio de funcionamiento básico 38. 3.2.1 Principio de funcionamiento básico 39 3.2.2 Componentes típicos 45 3.2.3 Ejemplos de diseño de circuito típico 46 3.3 Termistor 48 3.3.1 Principio de funcionamiento básico 48 3.3.2 Componentes típicos 49 3.3.3 Diseño de circuito típico Ejemplo 49 Resumen de este capítulo 51 Contenido interactivo de clase 51 Ejercicios 52
Capítulo 4 Sensores capacitivos 54 4.3 Características y análisis de errores de los sensores capacitivos 64 4.3.1 Características de los sensores capacitivos 64 4.3.2 Análisis de errores de los sensores capacitivos 65 4.4 Aplicación de los sensores capacitivos 67 4.4 .1 Sensor de presión capacitivo diferencial 67 4.4.2 Sensor de aceleración capacitivo diferencial 68 4.4.3 Sensor de espesor capacitivo diferencial 69 4.4.4 Sensor de nivel de líquido capacitivo 69 4.5 Sensor de nivel capacitivo 69 4.4.5 Sensor de nivel capacitivo 69 4.4.5 Sensor de nivel capacitivo 69 4.4 .6 Sensor de nivel capacitivo 70 4.4.6 Sensor de nivel capacitivo 72 Resumen de este capítulo 73 Contenido interactivo del aula 73 Ejercicios 73
Capítulo 5 Sensor inductivo 75 5.1 Sensor autoinductivo 75 5.1.1 Sensor inductivo de entrehierro 75 5.1.2 Sensor inductivo en espiral 80 5.2 Sensor de transformador diferencial 85 5.2.1 Principio de funcionamiento 86 5.2.2 Características 88 5.2.3 Circuito de medición 90 5.3 Sensor de corrientes parásitas 93 5.3.1 Principio de funcionamiento 94 5.3.2 Circuito equivalente 95 5.3.3 Características estructurales 96 5.3.4 Circuito de medición 97 Resumen de este capítulo 100 Contenido interactivo en el aula 100 Ejercicios 100
Capítulo 6 Sensor piezoeléctrico 103 6.1 Descripción general del sensor piezoeléctrico 103 6.1.1 La función del sensor piezoeléctrico 103 6.1.2 El concepto de efecto piezoeléctrico 103 6.1.3 Características del sensor piezoeléctrico 104 6.2 Materiales piezoeléctricos 104 6.2.1 Cristal de cuarzo 104 6.2.2 Cerámica piezoeléctrica 106 6.3 Estructura de materiales piezoeléctricos y elementos piezoeléctricos 107 6.3.1 Piezoeléctrico
Materiales eléctricos 107 6.3.2 Formas estructurales comunes de elementos piezoeléctricos Formas estructurales comunes de elementos piezoeléctricos 108 6.4 Circuito de medición del sensor piezoeléctrico 109 6.4.1 Circuito equivalente del sensor piezoeléctrico 109 6.4.2 Circuito de medición del sensor piezoeléctrico 109 6.4.3 Circuito de medición del piezoeléctrico sensor 109 6.4.4 Circuito de medición del sensor piezoeléctrico 109 6.4.5 Estructura básica del sensor piezoeléctrico 5 Estructura básica y características de aplicación del sensor piezoeléctrico 111 6.6 Principales factores que afectan el funcionamiento del sensor piezoeléctrico 112 Resumen de este capítulo 114 Contenido interactivo en el aula 114 Ejercicios 114
Capítulo 7 Circuito de interfaz de sensor 115 7.1 Procesamiento de señales de sensor 115 7.1.1 Características de las señales de sensor 115 7.1.2 Procesamiento de señales de sensor 116 7.2 Circuito de interfaz de sensor típico 116 7.2.1 Circuito de puente 116 7.2.2 Circuito de interfaz de amplificación de señal 122 7.2.3 Circuito de interfaz de conversión A/D 132 7.3 Circuito de supresión de ruido 141 7.3.1 Análisis de fuente de ruido 141 7.3.2 Método de supresión de ruido 143 Resumen de este capítulo 145 Contenido interactivo en el aula 145 Ejercicios 146
Capítulo 8 Otros tipos de sensores 147 8.1 Sensores magnetoeléctricos 147 8.1.1 Principios de los sensores magnetoeléctricos 147 8.1.2 Funciones de los sensores magnetoeléctricos 149 8.2 Sensores de fibra óptica 150 8.2 .1 Estructura de la fibra óptica y principio de transmisión de luz 150 8.2.2 Aplicación del sensor de fibra óptica 149 8.2.3 Aplicación del sensor de fibra óptica 149 8.2.4 Aplicación del sensor de fibra óptica 149 8.2.5 Aplicación del sensor de fibra óptica 149 8.2.6 Aplicación del sensor de fibra óptica 149 8.2.7 Aplicación de sensor de fibra óptica 149 8.2.8 Aplicación del sensor de fibra óptica 149 8.2.9 Aplicación del sensor de fibra óptica 149 8.2.10 Aplicación del sensor de fibra óptica 149 8.2.11 Aplicación del sensor de fibra óptica 149 8.2.12 Aplicación del sensor de fibra óptica 1498.2. 2 Fibra óptica Aplicación del sensor 151 8.3 Sensor ultrasónico 152 8.3.1 Conocimientos básicos de la onda ultrasónica 152 8.3.2 Principio de funcionamiento del sensor ultrasónico 154 8.3.3 Aplicación del sensor ultrasónico 154 8.4 Sensor CCD 156 8.4.1 Principio de funcionamiento del CCD 157 8.4 .2 Principio CCD 157 8.4.2 Aplicación de CCD 160 8.5 Biosensor 163 Resumen de este capítulo 166 Contenido interactivo del aula 166 Ejercicios 166
Capítulo 9 Sensor digital integrado 167 9.1 Sensor de temperatura digital DS18B20 167 9.1.1 Estructura y Principio de funcionamiento 167 9.1.2 Ejemplos típicos de diseño de circuitos 169 9.1.3 Basado en 9.1.3 Programación de software basada en microcontrolador 170 9.2 Sensor de intensidad de luz TSL256x 174 9.2.1 Estructura y principio de funcionamiento 174 9.2.2 Ejemplos típicos de diseño de circuitos 176 9.2.3 Basado en programación de software del microcontrolador 177 9.3 Sensor de aceleración digital integrado MEMS 178 9.4 Sensor de presión digital integrado MPL115A 179 9.4 Programación de software basado en microcontrolador 4.1 Estructura y principio de funcionamiento 179 9.4.2 Sensor de temperatura digital 169 9.4.1 Estructura y principio 179 9.4.2 Circuito de la placa de interfaz MPL115A 181 Resumen de este capítulo 182 Contenido interactivo del aula 183 Ejercicios 183
Capítulo 10 Fusión de información multisensor 184 10.1 Información multisensor
Descripción general de la fusión de información184 10.10.1.1 El concepto de fusión de información multisensor184 10.1.2 El desarrollo de la tecnología de fusión de información multisensor185 10.1.3 Campos de aplicación de la tecnología de fusión de información multisensor186 10.2 Tipos, características de datos y principios básicos187 10.2.1 Tipos de sensores y características de datos187 10.2.2 Principios básicos de la fusión de información multisensor187 10.3 Jerarquía estructural y modelo funcional188 10.3.1 Modelo estructural de fusión de información multisensor188 10.3.2 Modelo jerárquico de fusión de información multisensor189 10.3.3 Multisensor Modelo funcional de fusión de información189 10.4 Métodos de fusión de información multisensor190 10.4.1 Clasificación de métodos de fusión de información multisensor181 10.4.2 Clasificación de métodos de fusión de información multisensor182 10.4.3 Clasificación de métodos de fusión de información multisensor183 10.4 .4 Clasificación de los métodos de fusión de información multisensor 10.4.1 Clasificación de los métodos de fusión de información multisensor 190 10.4.2 Clase aleatoria 190 10.4.3 Métodos de inteligencia computacional 193 10.5 Desarrollo de la fusión de información multisensor 194 Resumen de este capítulo 195 Aula contenido interactivo 196 Ejercicios 196
Capítulo 11 Tecnología de Internet de las cosas 197 11.1 Descripción general de Internet de las cosas 197 11.1.1 El concepto de Internet de las cosas 197 11.1.2 El proceso de formación de Internet de las cosas 197 11.1.3 Características funcionales de Internet de las cosas 198 11.1.4 Internet de las cosas e Internet 199 11.2 Marco del sistema tecnológico de Internet de las cosas 200 11.2.1 Tecnología de capa de extensión de percepción 201 11.2.2 Tecnología de capa de red 201 11.2.3 Capa de aplicación tecnología 202 11.2.4 *** Tecnología de soporte 202 11.2.5 Arquitectura de Internet de las cosas EPCglobal y UID 202 11.3 Tecnologías clave y tecnologías relacionadas de Internet de las cosas 204 11.3.1 Cuatro tecnologías clave de Internet de las cosas 204 11.3. tecnologías de Internet de las cosas 208 11.3.4 Terminales de Internet de las cosas 211 11.4.1 Principios y funciones de los terminales de Internet de las cosas 212 11.4.2 Clasificación de terminales de Internet de las cosas 212 11.4.3 Promoción de terminales de IoT 212 11.5 Sistema estándar de IoT 213 11.5 .1 División de objetos estándar 213 11.5.2 División de sistemas estándar 213 11.5.3 Progreso de la investigación de estandarización de IoT 214 11.6. Progreso de la investigación de estandarización 214 11.6 Aplicaciones de Internet de las cosas y situación actual 215 11.6.1 Tres aplicaciones principales de la tecnología de IoT 215 11.6.2 Rápida crecimiento del mercado global de IoT 216 11.6.3 Mercado y aplicaciones de IoT de China 217 11.7 Casos de aplicación de IoT 219 11.7.1 La clave para las soluciones de IoT Elementos 219 11.7.2 Soluciones de servicios de IoT específicas 219 11.8 Perspectivas de futuro: los seres humanos entrarán en la era de IoT 222 11.8.1 Soluciones de servicios de IoT específicas 222 11.8.2 "Internet de las cosas" proporciona inteligencia a los objetos 222 11.8.3 Realización de una "ciudad inteligente de Internet" 223 Resumen de este capítulo 223 Contenido interactivo para el aula 224 Ejercicios 224