传感器原理及工程应用（第四版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郁有文 著

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• 传感器原理
• 传感器技术
• 工程应用
• 测量技术
• 物理传感器
• 化学传感器
• 生物传感器
• 智能传感器
• 数据采集
• 自动化控制

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560633381

版次：1

商品编码：11479479

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-05-01

页数：312

编辑推荐

　　本书介绍各种传感器的原理、特性及其在工程上的应用技术。全书共有15章，第1章介绍传感与检测技术的理论基础；第2章介绍有关传感器的基本概念；第3章至第14章根据传感器的工作原理分类，分别介绍应变式、电感式、电涡流式、电容式、压电式、磁电式、光电式、半导体式、超声波式、辐射式、微波式、数字式、智能式等传感器的工作原理、性能、测量电路及应用；第15章介绍传感器在工程检测中的应用，把传感器与工程检测技术结合起来，使教材更具广泛性和实用性。
　　 本书可作为应用电子、工业自动化、机电一体化、计算机应用、测控技术与仪器等专业教材，也可供其它专业的师生和有关工程技术人员参考。

内容简介

　　《传感器原理及工程应用》是为高等院校电子信息类的工业自动化、机电一体化、测控及计算机应用等专业编写的教材。该教材自2000年出版以来，先后印刷5次，被许多院校和工程技术人员用作为教材或参考书。由于科学技术的不断发展，传感器及传感器技术都有了很大的发展和变化，为此我们对第一版教材进行了修改、充实和更新。同时我们也保持了原教材的特色，即内容覆盖面广，叙述由浅入深，在讲述传感器原理和特性时，侧重讲清物理概念，在介绍传感器的应用时，充分结合生产和工程实际，使教材更具有一定的使用和参考价值。
　　 全书内容分三部分：第一部分介绍测量的基本知识及测量误差，例如测量及测量系统的概念，误差理论与测量数据的处理等，第二版的这部分内容中对误差和不确定度根据国际标准化等七个组织制定的指导性文件（GUM）赋予了新的定义；第二部分系统地介绍各种传感器的原理、结构和应用，第二版中增加了微波传感器、辐射传感器及智能传感器等内容，并把第一版工程应用中的数字式传感器放到第二部分；第三部分介绍工程检测的基础知识及传感器在工程检测中的应用，在第二版中增加了工程中应用的新型传感器。
　　 本书由郁有文编写第1、2、8、13、15章，常健编写第3~7、9、10章，程继红编写第11、12、14章。全书由郁有文整理定稿，在编写此书过程中，我们得到了南京师范大学的大力支持和帮助，许多同行提出了很多宝贵意见，在此一并表示衷心的感谢。本书在编写过程中参考了许多教材和文献，在此也表示谢意。
　　 由于编者水平有限，本书第二版中一定会存在不足和错误之处，恳请读者批评指正。

目录

第1章 传感与检测技术的理论基础 1
1.1 测量概论 1
1.2 测量数据的估计和处理 8
思考题和习题 27
第2章 传感器概述 29
2.1 传感器的组成和分类 29
2.2 传感器的基本特性 30
思考题和习题 39
第3章 应变式传感器 41
3.1 工作原理 41
3.2 应变片的种类、材料及粘贴 43
3.3 电阻应变片的特性 46
3.4 电阻应变片的测量电路 53
3.5 应变式传感器的应用 57
思考题和习题 61
第4章 电感式传感器 63
4.1 变磁阻式传感器 63
4.2 差动变压器式传感器 70
4.3 电涡流式传感器 79
思考题和习题 86
第5章 电容式传感器 88
5.1 电容式传感器的工作原理和结构 88
5.2 电容式传感器的灵敏度及非线性 92
5.3 电容式传感器的等效电路 94
5.4 电容式传感器的测量电路 94
5.5 电容式传感器的应用 100
思考题和习题 102
第6章 压电式传感器 103
6.1 压电效应及压电材料 103
6.2 压电式传感器测量电路 108
6.3 压电式传感器的应用 111
思考题和习题 113
第7章 磁电式传感器 114
7.1 磁电感应式传感器 114
7.2 霍尔式传感器 119
思考题和习题 126
第8章 光电式传感器 128
8.1 光电器件 128
8.2 光纤传感器 146
思考题和习题 152
第9章 半导体传感器 153
9.1 气敏传感器 153
9.2 湿敏传感器 158
9.3 色敏传感器 162
9.4 半导体式传感器应用 166
思考题和习题 168
第10章 超声波传感器 169
10.1 超声波及其物理性质 169
10.2 超声波传感器 172
10.3 超声波传感器应用 173
思考题和习题 175
第11章 微波传感器 176
11.1 微波概述 176
11.2 微波传感器的原理和组成 176
11.3 微波传感器的应用 177
思考题和习题 182
第12章 辐射式传感器 183
12.1 红外传感器 183
12.2 核辐射传感器 187
思考题和习题 195
第13章 数字式传感器 196
13.1 光栅传感器 196
13.2 编码器 200
13.3 感应同步器 203
思考题和习题 205
第14章 智能式传感器 207
14.1 概述 207
14.2 传感器的智能化 208
14.3 集成智能传感器 210
思考题和习题 214
第15章 传感器在工程检测中的应用 215

15.1 温度测量 215
15.2 压力测量 234
15.3 流量测量 240
15.4 物位测量 250

前言/序言

《传感器原理及工程应用（第四版）》 一、 探索感知世界的奥秘，驾驭智能时代的基石 在科技飞速发展的今天，传感器作为人类感知和认识世界的重要“触角”，其重要性日益凸显。从日常生活的智能家居，到工业生产的自动化控制，再到医疗健康、环境保护、航空航天等尖端领域，传感器无处不在，默默地将物理世界的信息转化为机器可读的信号，从而驱动着无数创新与进步。 《传感器原理及工程应用（第四版）》是一本深入浅出、理论与实践相结合的专业著作，旨在为读者系统地构建传感器领域的知识体系。本书不仅详尽阐述了各类传感器的基本原理、结构特性、性能参数，更着重于它们在不同工程领域的实际应用，力求帮助读者理解“传感器是什么”、“传感器如何工作”以及“传感器能做什么”。 二、 全面而深入的理论解析 本书的理论部分，力求做到内容的全面性与深度的平衡。我们将从传感器的基本概念入手，循序渐进地介绍各种传感器的分类及其核心工作原理。 电阻式传感器： 深入剖析电阻变化与物理量（如温度、位移、力等）之间的关系，探讨热敏电阻、应变片、电位计等在实际中的应用机理。 电容式传感器： 揭示电容变化在感应位移、液位、压力等方面的独到之处，介绍各种结构的电容式传感器的设计与应用。 电感式传感器： 阐述电感量变化在检测金属物体、位移、角度等方面的原理，介绍涡流传感器、LVDT（线性可变微分变压器）等。 压电式传感器： 深入研究压电效应，理解应力如何转化为电荷，进而用于压力、加速度、力等测量。 半导体传感器： 聚焦半导体材料在传感技术中的革命性作用，详细讲解光敏二极管、霍尔传感器、气体传感器等的工作原理，以及温度、光照、磁场、化学物质等如何被精确感知。 光学传感器： 探讨光信号的产生、传输与检测，涵盖光电二极管、光电三极管、CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器，以及它们在光强测量、颜色识别、成像等方面的应用。 声学传感器： 讲解声波的产生、传播与接收，以及超声波传感器在测距、成像、无损检测等方面的独特优势。 生物传感器： 介绍生物识别元件（如酶、抗体、DNA等）与换能器相结合，实现对特定生物分子或生理指标的高灵敏度、高选择性检测。 其他新兴传感器技术： 还会触及MEMS（微机电系统）传感器、纳米传感器等前沿技术，展望传感器技术未来的发展方向。 在每个传感器类型介绍时，本书都会深入到其工作机理的物理基础，解释其设计思路、关键参数（如灵敏度、线性度、迟滞、重复性、响应时间等）的含义及其对传感器性能的影响。同时，还会梳理传感器在实现不同功能时所需的信号处理与调理技术，为后续的应用环节打下坚实的基础。 三、 丰富而实用的工程应用剖析 理论知识的掌握最终是为了指导实践。《传感器原理及工程应用（第四版）》将大量篇幅用于介绍传感器在各行各业的典型应用案例，帮助读者将抽象的理论知识转化为解决实际问题的能力。 工业自动化与过程控制： 探讨传感器在生产线监控、机器人导航、设备状态监测、环境参数（温度、湿度、压力、流量）测量等方面的应用，以及如何构建高效的自动化控制系统。 汽车电子： 详细阐述发动机控制、安全气囊、ABS（防抱死制动系统）、ESP（电子稳定程序）、ADAS（高级驾驶辅助系统）等核心功能中所需的各类传感器，如氧传感器、爆震传感器、车速传感器、陀螺仪、加速度计、雷达和激光雷达等。 智能家居与物联网： 介绍人体感应、环境监测（空气质量、光照、温湿度）、安防报警、智能家电控制等应用场景下的传感器选择与集成。 医疗健康： 聚焦生命体征监测（心率、血压、血氧）、血糖测量、体温检测、影像诊断（CT、MRI）等领域，介绍相关传感器的原理和应用。 环境监测与保护： 阐述气体传感器、水质传感器、噪声传感器、辐射传感器等在监测空气污染、水体质量、土壤状况、气候变化等方面的关键作用。 航空航天与国防： 介绍惯性导航系统、姿态控制、目标探测、遥感测绘等领域中对高精度、高可靠性传感器的严苛要求。 科学研究与仪器仪表： 讲解传感器在精密测量、实验数据采集、仪器设备研发中的应用，以及如何根据特定的科研需求设计和选择合适的传感器。 在应用部分的介绍中，本书不仅会说明选用哪种传感器来实现特定功能，还会分析在实际工程中可能遇到的挑战，如环境干扰、功耗限制、成本考量、标定与校准等，并提供相应的解决方案和设计建议。 四、 培养创新能力，展望未来发展 《传感器原理及工程应用（第四版）》不仅仅是一本教材，更是一扇通往未来科技的大门。本书的编写团队深知，传感器技术正处于一个日新月异的时代。因此，在理论和应用的基础上，本书还将引导读者思考： 传感器技术的最新发展趋势： 如柔性传感器、可穿戴传感器、生物相容性传感器、智能传感器等。 传感器与其他技术的融合： 如人工智能、大数据、云计算在传感器数据分析与应用中的作用。 传感器在解决全球性挑战中的作用： 如能源、气候、健康等领域的未来应用前景。 通过对传感器原理的深刻理解和对其工程应用的广泛认知，读者将能够更清晰地把握技术脉搏，激发创新灵感，从而在未来的科技浪潮中，成为一名优秀的工程师、研究者或技术决策者。 无论您是电子信息、自动化、机械工程、生物医学工程等相关专业的学生，还是在相关领域工作的工程师，抑或是对感知世界充满好奇心的科技爱好者，《传感器原理及工程应用（第四版）》都将是您不可或缺的得力助手。本书将助您在传感器的广阔领域内，探索未知，创造价值，拥抱更加智能化的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度着实令人印象深刻。作为一名在自动化控制领域摸爬滚打多年的技术人员，我对各种传感器有着形形色色的接触，但很多时候，我对它们的内部工作原理也只是一知半解。这次阅读《传感器原理及工程应用（第四版）》，让我对许多曾经模糊的概念豁然开朗。例如，在讲解压电传感器时，它不仅阐述了压电效应的物理基础，更深入地探讨了其在动态测量中的优势，以及在静态测量中可能存在的滞后和蠕变问题。它还对比了不同压电材料（如石英、锆钛酸铅等）的特性差异，以及它们在不同应用场景下的选择考量。 更值得称道的是，书中对传感器集成和系统设计的讨论。它没有停留在单个传感器的层面，而是着眼于如何将多个传感器组合起来，构建更复杂、更智能的感知系统。例如，它探讨了如何通过多传感器融合来提高测量的鲁棒性和精度，以及如何利用互补传感器的信息来弥补单一传感器的不足。我尤其对书中关于传感器网络和物联网应用的章节产生了浓厚的兴趣，它详细介绍了如何在分布式系统中部署和管理传感器，以及如何将传感器数据转化为有用的信息。这对于我当前负责的智慧农业项目至关重要，能够为我们提供宝贵的参考和指导。

评分☆☆☆☆☆

对我而言，这本书最吸引我的地方在于它对传感器在实际工程应用中的那种“接地气”的描述。我是一名在汽车电子领域工作的工程师，我们每天都在和各种传感器打交道，但很多时候，我们更关心的是它们的数据接口和通信协议，而不是它们到底是如何工作的。 《传感器原理及工程应用（第四版）》在这方面提供了宝贵的视角。它不仅列举了汽车中常用的各类传感器，比如发动机工况传感器、车身姿态传感器、环境感知传感器等，还深入剖析了它们在复杂工作环境下的设计考虑。例如，书中对温度传感器在高低温环境下的性能衰减和补偿，以及对振动传感器在机械应力下的鲁棒性设计，都有非常详细的讨论。我特别喜欢它关于传感器噪声抑制和信号处理的章节，这对于提高汽车电子系统的稳定性和可靠性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构和内容安排，让我觉得它非常适合那些希望系统性学习传感器知识的人。我是一名刚入行的嵌入式开发工程师，虽然会使用一些现成的传感器模块，但对于其背后的原理却知之甚少，这让我感到很不踏实。 《传感器原理及工程应用（第四版）》从最基础的物理量到各种传感器的具体实现，都进行了详细的讲解。例如，在讲解力学量传感器时，它不仅介绍了应变片、力敏电阻等，还详细阐述了如何利用磁致伸缩效应和电致伸缩效应来设计位移和力传感器。书中对不同材料的电学和力学性能的介绍，也让我对如何选择合适的材料来满足设计要求有了更直观的认识。我特别喜欢书中关于传感器动态响应和频率特性的讨论，这对于我们在实时控制系统中选择和使用传感器至关重要。

评分☆☆☆☆☆

读完《传感器原理及工程应用（第四版）》，我感觉自己对“感知”这个概念有了更深刻的理解。我是一名在智慧城市领域工作的开发者，我们致力于利用各种技术来提升城市管理和居民生活质量。 这本书中关于环境传感器的内容，给我留下了深刻的印象。它详细介绍了空气质量传感器（如PM2.5传感器、CO2传感器）、噪声传感器、光照传感器等的工作原理和应用。书中对这些传感器在城市环境监测、智能交通、智能建筑等方面的应用案例分析，让我看到了传感器技术在建设智慧城市中的巨大潜力。我尤其喜欢它关于传感器网络和数据融合的讨论，这对于我们构建一个全面、精准的城市感知系统非常有启发。它帮助我理解了如何将分散的传感器信息整合起来，形成一个有价值的整体。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容之详实，远超我的预期。我是一名在工业自动化领域工作的技术人员，长期以来，我一直致力于PLC编程和系统集成，但对于底层传感器的原理，一直缺乏深入的了解。 《传感器原理及工程应用（第四版）》在这方面为我打开了一扇新世界的大门。它从物理学的最基本概念入手，逐步引申到各种传感器的设计和应用。我尤其对书中关于磁传感器和电磁感应传感器的介绍印象深刻。它详细阐述了霍尔效应、磁阻效应等物理现象，以及如何利用这些效应来设计磁场传感器、接近传感器和编码器。书中对这些传感器在机器人、自动化生产线等工业场景中的应用案例分析，也让我受益匪浅。它帮助我理解了为什么某些传感器在特定的工业环境下表现更好，以及如何根据实际需求来选择最合适的传感器。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它能够让你从“知道怎么用”提升到“理解为何用”。我是一名在能源领域工作的工程师，我们经常需要监测各种物理参数，比如温度、压力、流量等。 《传感器原理及工程应用（第四版）》在这些方面提供了非常详尽的讲解。它不仅介绍了各种类型的温度传感器（热电偶、热电阻、红外测温仪等）的原理和特性，还深入分析了它们在不同工况下的适用性。同样，对于压力传感器，它从流体静力学原理出发，详细阐述了压阻式、电容式、压电式等不同类型的压力传感器的工作机制。我尤其欣赏书中关于流量传感器（如涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计）的工作原理和精度分析，这对于我们能源领域的精确计量至关重要。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在医疗器械领域从事研发工作的工程师，我对各种生物传感器和医学影像传感器特别感兴趣。《传感器原理及工程应用（第四版）》在这方面的内容，可以说是给了我巨大的启发。我一直觉得，生物传感器在疾病诊断和健康监测中的潜力巨大，但如何精准地捕捉生物信号，一直是技术上的难点。 书中对生物传感器的分类和原理介绍非常全面，从酶基传感器、免疫传感器到DNA传感器，都进行了深入的剖析。它解释了这些传感器如何通过生物识别元件与特定的生物分子结合，并通过某种物理或化学信号的变化来反映生物分子的浓度。我尤其欣赏书中关于电化学传感器和光学传感器在生物检测中的应用细节，以及如何通过微流控技术来实现高通量、高灵敏度的生物分析。此外，书中对医学影像传感器（如X射线探测器、超声换能器）的原理介绍，也让我对这些关键医疗设备有了更深的理解。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，要真正理解一个技术，就必须深入其本质。《传感器原理及工程应用（第四版）》恰恰满足了这一点。在阅读这本书之前，我对许多传感器，特别是那些在精密仪器和高端设备中常见的传感器，例如应变片、激光干涉仪等，虽然有所耳闻，但对其工作原理却了解得不多。这本书以一种非常系统的方式，从物理学的基本原理出发，逐步深入到各种传感器的设计和应用。 我特别喜欢它在讲解半导体传感器部分的内容。它不仅详细介绍了PN结的形成和特性，以及由此衍生的各种传感器，如霍尔效应传感器、光敏电阻等，还进一步探讨了MEMS（微机电系统）技术的应用，这在当前微型化、集成化传感器设计中扮演着越来越重要的角色。书中对不同半导体材料（如硅、砷化镓等）在传感器制造中的特性差异，以及如何通过掺杂和表面处理来优化传感器性能，都有非常细致的描述。这让我对如何选择合适的半导体材料来满足特定的应用需求有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于我这个常年混迹于电子设计领域，却又对基础原理感到一丝模糊的工程师来说，简直是及时雨。我一直觉得，在快速迭代的硬件世界里，我们有时会过于关注“如何用”，而忽略了“为何用”。《传感器原理及工程应用（第四版）》正好填补了这一块空白。我之所以如此看重它，是因为它不仅仅是一本堆砌公式和参数的手册，更像是为我们打开了一扇通往传感器内心世界的窗户。 我喜欢它在讲解原理时那种深入浅出的风格。比如，在介绍光学传感器时，它并没有止步于简单的光电转换，而是详细地剖析了不同类型光传感器的物理机制，例如光电导效应、光伏效应，甚至还涉及了更复杂的红外辐射和可见光光谱的相互作用。它解释了为什么有些传感器对特定波长的光特别敏感，以及这种敏感性是如何通过材料选择和结构设计来实现的。更让我惊喜的是，书中还引入了一些实际应用案例，比如如何在复杂的工业环境中，通过调整传感器的光谱响应来滤除干扰光，保证测量精度。这种理论与实践的紧密结合，让我能够将书本上的知识转化为解决实际问题的思路，而不是仅仅停留在理论层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和学术严谨性，让我觉得它不仅仅是一本教科书，更像是一本供专业人士参考的工具书。我是一名在航空航天领域工作的工程师，经常需要接触各种高精度、高性能的传感器。在阅读《传感器原理及工程应用（第四版）》之前，我对于一些非常规的传感器，比如陀螺仪、加速度计的内部设计原理，一直感到困惑。 这本书在这方面给予了我极大的帮助。它详细地阐述了不同类型陀螺仪（如机械陀螺、激光陀螺、光纤陀螺）的工作原理，以及它们各自的优缺点和适用范围。对于加速度计，它也深入分析了压阻式、电容式、压电式等不同类型的结构和工作机制。更令我欣喜的是，书中还提到了传感器误差的来源和补偿方法，以及如何在恶劣环境下保证传感器的可靠性和稳定性，这对于我们航空航天领域来说至关重要。这些内容不是市面上一般的传感器应用手册能够提供的。

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太慢了！太慢了！太慢了！太慢了！

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非常好的书

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是正品

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是正品

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书还不错

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首先速度慢，周一送到周五，其次书本质量差，见图。快递员师傅一直送货，大家都认识，和他没关系

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很好挺好很好挺好很好挺好很好挺好很好挺好很好挺好

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还行

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老公买来学习的，不错。