傳感器原理與應用 戴焯 9787564036201 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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戴焯 著

圖書標籤:

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齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787564036201

商品編碼：29515047336

包裝：平裝

齣版時間：2010-07-01

基本信息

書名：傳感器原理與應用

定價：35.00元

作者：戴焯

齣版社：北京理工大學齣版社

齣版日期：2010-07-01

ISBN：9787564036201

字數：

頁碼：245

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

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內容提要

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本書共15章，分三大部分，由章至第十章形成部分，介紹各類傳感器的工作原理、工作特性及應用領域；由第十一章至第十三章形成第二部分，介紹傳感器輸齣信號的調理電路：主要包括信號放大電路、信號轉換電路、信號處理電路等；由第十四章、第十五章形成第三部分，主要介紹傳感器在現代檢測係統中的應用技術。
本書取材全麵、內容豐富、理論聯係實際，適用於作高等院校電子信息類、測控技術類及機電類專業本科生教材，亦可作為其他有關專業師生及工程技術人員參考用書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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傳感器原理與應用 編著：戴焯 齣版社：電子工業齣版社 ISBN：9787564036201 內容簡介： 《傳感器原理與應用》是一部係統闡述各類傳感器核心原理、關鍵技術、典型應用以及發展趨勢的專著。本書編著嚴謹，內容豐富，層次分明，既注重理論深度，又強調實踐指導，旨在為從事傳感器技術研究、開發、應用及教學的廣大讀者提供一本權威、實用、前沿的參考讀物。 本書共分為十五章，從宏觀到微觀，從基礎到前沿，循序漸進地展現瞭傳感器的世界。 第一章 緒論 本章作為全書的開篇，首先界定瞭傳感器的概念、作用和重要性，強調瞭其在現代科技和社會發展中的基礎性地位。接著，梳理瞭傳感器的發展曆程，從早期的機械式傳感器到如今的智能化、集成化傳感器，勾勒齣技術演進的脈絡。隨後，從不同的分類維度，如工作原理、被測對象、輸齣信號、應用領域等，對傳感器進行瞭多角度的劃分，幫助讀者建立起對傳感器體係的初步認知。最後，簡要介紹瞭本書的組織結構和閱讀建議，為讀者進入後續章節的學習奠定基礎。 第二章 傳感器的工作原理 本章深入探討瞭各類傳感器得以工作的基本物理、化學原理。詳細介紹瞭壓電效應、熱電效應、磁緻伸縮效應、光電效應、霍爾效應、電阻效應、電容效應、聲阻效應、化學反應等，並結閤具體的傳感器類型，闡述瞭這些原理如何被轉化為可測量的電信號。通過對這些基礎原理的深入理解，讀者能夠掌握分析和設計傳感器的理論基礎。 第三章 傳感器的性能指標 評估和選擇傳感器的優劣，關鍵在於對其性能指標的準確理解。本章係統地介紹瞭傳感器的各項關鍵性能指標，包括靈敏度、綫性度、遲滯、重復性、分辨率、響應時間、穩定性、精度、測量範圍、抗乾擾能力等。對於每個指標，都給齣瞭清晰的定義、計算方法以及其在實際應用中的重要性，並結閤實例說明瞭不同應用場景下對各項指標的不同側重。 第四章 傳感器信號的調理與處理 傳感器輸齣的原始信號往往需要經過一係列的信號調理與處理纔能滿足後續係統應用的要求。本章詳細闡述瞭信號調理技術，包括放大、濾波、隔離、綫性化等。介紹瞭不同類型的放大電路（如差分放大、儀錶放大）、濾波器（如低通、高通、帶通）的設計原理與應用。同時，也探討瞭信號轉換（如模數轉換ADC）和數字信號處理（DSP）技術在傳感器係統中的應用，為實現高精度、高可靠性的數據采集提供瞭技術支撐。 第五章 位移傳感器 位移傳感器是測量物體位置、長度、位移等物理量的關鍵器件。本章詳細介紹瞭多種位移傳感器的原理與應用，包括： 電阻式位移傳感器： 如電位計式、滑動變阻器式，分析其工作原理、優缺點及適用範圍。 電容式位移傳感器： 講解其基於電容變化測量位移的原理，介紹其高精度、非接觸等特點。 電感式位移傳感器： 包括LVDT（綫性可變差動變壓器）和RVDT（鏇轉可變差動變壓器），闡述其測量原理、結構特點及在精密測量中的應用。 光學位移傳感器： 介紹激光位移傳感器、光柵尺、CCD/CMOS傳感器在位移測量中的應用，分析其高精度、非接觸、響應快等優勢。 超聲波位移傳感器： 闡述其基於聲波傳播時間測量位移的原理，介紹其成本低、易於集成等特點。 磁緻伸縮位移傳感器： 講解其利用磁緻伸縮效應測量位移的原理，突齣其高精度、高可靠性和長壽命的特點。 第六章 力與壓力傳感器 力與壓力是工程領域中極為重要的物理量。本章係統介紹各類力與壓力傳感器的原理、結構及應用： 應變片式力與壓力傳感器： 詳細介紹電阻應變片的工作原理，以及如何將其應用於應變計、傳感器設計中，講解惠斯通電橋的工作原理及其在測量中的應用。 壓阻式壓力傳感器： 重點介紹半導體壓阻效應，闡述不同材料（如矽）在壓力作用下電阻率的變化，介紹各種結構的壓阻式壓力傳感器。 電容式壓力傳感器： 講解其基於電容變化測量壓力的原理，介紹其高靈敏度、低功耗等優點。 壓電式壓力傳感器： 闡述壓電效應，介紹壓電材料在壓力作用下産生電荷的原理，以及其在動態壓力測量中的應用。 力傳感器： 介紹各種類型的力傳感器，包括測力傳感器、扭矩傳感器等，及其在工業生産、科學研究中的廣泛應用。 第七章 溫度傳感器 溫度是衡量物質冷熱程度的物理量，對各類係統的運行狀態有著至關重要的影響。本章詳細介紹不同類型的溫度傳感器： 熱電偶： 深入講解塞貝剋效應，介紹不同金屬絲組閤形成的熱電偶的測溫原理、特點及應用領域。 熱電阻： 闡述金屬導體的電阻隨溫度變化的規律，重點介紹鉑電阻（RTD）的原理、精度和應用。 熱敏電阻： 介紹半導體材料的負溫度係數（NTC）和正溫度係數（PTC）特性，闡述其高靈敏度、響應快等特點。 紅外溫度傳感器： 介紹其基於物體熱輻射測量溫度的原理，講解非接觸式測溫的優勢。 半導體溫度傳感器： 介紹基於PN結正嚮壓降隨溫度變化的集成溫度傳感器，及其易於集成、成本低等特點。 第八章 流量傳感器 流量是流體在單位時間內流過的量，在工業過程控製中具有舉足輕重的地位。本章全麵介紹瞭各類流量傳感器的原理與應用： 差壓式流量傳感器： 如孔闆、文丘裏管、噴嘴等，講解其基於伯努利方程的測量原理。 渦輪流量計： 介紹其通過測量流體衝擊葉片轉速來計算流量的原理。 電磁流量計： 闡述法拉第電磁感應定律，講解其在導電流體流量測量中的應用，突齣其無阻流件、精度高等優點。 超聲波流量計： 介紹其利用聲波在流體中傳播速度的變化來測量流量的原理，包括時差式和多普勒式。 熱式流量傳感器： 包括恒溫差式和恒流差式，介紹其基於流體熱量傳遞原理的測量方式。 質量流量計： 如科裏奧利質量流量計，介紹其基於慣性原理測量質量流量，不受流體密度、粘度等影響的特點。 第九章 氣體傳感器 氣體傳感器用於檢測空氣中各種氣體的濃度，在環境監測、安全生産、醫療診斷等領域有著廣泛應用。本章重點介紹： 半導體氣體傳感器： 如氧化物半導體傳感器，講解其在特定氣體吸附下錶麵電導率的變化原理，介紹對CO、CH4、C3H8等氣體的檢測。 電化學氣體傳感器： 介紹基於電化學反應産生電流信號的原理，如用於檢測O2、CO、H2S等氣體。 催化燃燒式氣體傳感器： 闡述其通過催化劑使可燃性氣體燃燒産生熱量，從而測量氣體濃度。 光學氣體傳感器： 如紅外氣體傳感器，介紹其基於特定氣體對紅外光譜的吸收原理。 第十章 濕度傳感器 濕度傳感器用於測量空氣中的水蒸氣含量，對天氣預報、工業生産、食品存儲等領域至關重要。本章介紹： 電阻式濕度傳感器： 講解其基於吸濕材料電阻率隨濕度變化的原理，介紹高分子薄膜電阻式濕度傳感器。 電容式濕度傳感器： 闡述其基於吸濕介質介電常數隨濕度變化的原理，介紹其高精度、響應速度快等特點。 乾濕球濕度計： 介紹其基於蒸發散熱原理測量濕度的傳統方法。 第十一章 光學傳感器 光學傳感器利用光信號的産生、傳播、接收和轉換來實現信息檢測。本章介紹： 光電二極管與光電三極管： 介紹其光生伏特效應和光電導效應，闡述其在光信號檢測中的應用。 光敏電阻（LDR）： 講解其基於半導體光電導效應，電阻隨光照強度變化的原理。 CCD和CMOS圖像傳感器： 詳細介紹其在圖像采集中的工作原理，對比其特點。 紅外傳感器： 介紹其在熱成像、夜視、遙感等領域的應用。 激光傳感器： 介紹其在距離測量、條碼識彆、定位等方麵的應用。 第十二章 生物傳感器 生物傳感器將生物識彆元件與信號轉換器相結閤，用於檢測生物分子或生物過程。本章介紹： 酶基生物傳感器： 介紹其利用酶的選擇性催化作用進行物質檢測的原理。 抗體-抗原生物傳感器： 闡述其基於免疫反應進行特異性檢測的原理。 核酸生物傳感器： 介紹其利用DNA/RNA雜交進行檢測的應用。 微生物傳感器： 講解其利用微生物代謝活動進行檢測的原理。 第十三章 傳感器網絡與物聯網 隨著物聯網（IoT）概念的興起，傳感器網絡的重要性日益凸顯。本章探討瞭傳感器網絡的體係結構、通信協議，以及傳感器在物聯網中的關鍵作用。詳細介紹瞭無綫傳感器網絡（WSN）的節點設計、數據融閤、路由策略，以及其在智慧城市、智能傢居、工業自動化等領域的應用前景。 第十四章 傳感器製造與封裝技術 傳感器的性能和可靠性很大程度上取決於其製造和封裝工藝。本章探討瞭微機電係統（MEMS）技術在傳感器製造中的應用，介紹瞭矽基、薄膜、陶瓷等材料的傳感器製造工藝。同時，也詳細介紹瞭傳感器的封裝技術，包括金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝等，以及針對不同應用環境的封裝要求，如防腐蝕、耐高溫、抗振動等。 第十五章 傳感器技術的發展趨勢 本章對傳感器技術未來的發展方嚮進行瞭展望。重點介紹瞭微型化、智能化、集成化、網絡化、柔性化、生物相容性、低功耗等前沿發展趨勢。同時，也探討瞭新材料（如納米材料、二維材料）、新原理（如量子傳感器）在未來傳感器技術中的應用潛力，以及傳感器與其他技術（如人工智能、大數據）的融閤，預示著傳感器將在更廣泛的領域發揮日益重要的作用。 總結： 《傳感器原理與應用》以其係統性、全麵性、實用性，為讀者提供瞭一個深入瞭解傳感器世界的平颱。本書不僅為初學者提供瞭紮實的基礎知識，也為專業研究人員提供瞭前沿的技術信息。通過對本書的學習，讀者將能夠更好地理解傳感器的核心原理，掌握傳感器的工作特性，並能在實際工程應用中靈活運用各種傳感器，解決實際問題，推動相關技術的發展。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格是那種非常嚴謹又不失親和力的學術錶達，非常適閤作為高等工科教育的教材。它沒有采用過於口語化的錶達，確保瞭專業術語的準確性，但在解釋復雜概念時，又總能找到恰當的比喻來輔助理解。比如在解釋霍爾效應傳感器的工作機製時，作者引入瞭水流在管道中産生阻力的類比，一下子就把抽象的洛倫茲力轉換成本能易懂的物理圖像。我特彆欣賞作者對實驗驗證的強調，很多章節的末尾都會附帶“工程實踐建議”或“常見陷阱”，這些內容明顯是基於作者多年的教學和研究經驗總結齣來的，是書本上任何標準公式都無法直接提供的寶貴財富。它提醒我們，即使理論上完美無缺的傳感器，在實際應用中也可能因為安裝環境、電源波動或者電磁乾擾而完全失效。因此，這本書不僅傳授瞭“知其然”，更深入地探討瞭“知其所以然”並教會瞭我們“如何避免失敗”，這對於任何希望將理論知識轉化為可靠工程成果的人來說，都是一份極其珍貴的資源。

評分☆☆☆☆☆

這本《傳感器原理與應用》讀起來真是讓人欲罷不能，尤其是對於那些想在工業自動化或者智能設備領域深耕的朋友來說，簡直是打開瞭一扇新世界的大門。我記得我剛接觸這方麵知識的時候，總覺得傳感器這個概念虛無縹緲，無非就是那麼幾個電阻、電容變化一下，但這本書的作者戴焯先生，用一種非常清晰且富有邏輯性的方式，將復雜的物理現象和電子工程原理完美地結閤在瞭一起。書中對不同類型傳感器的物理基礎，比如光電效應、熱電效應、壓電效應等，都有非常詳盡的闡述，絕不是那種蜻蜓點水式的介紹。舉個例子，在講解應變式傳感器時，它不僅給齣瞭應變片的電阻變化公式，還深入探討瞭如何通過橋式電路來消除溫度漂移和串擾，這種對實際工程問題的關注，讓理論不再是紙上談兵。我尤其喜歡它在介紹新型傳感器，比如MEMS技術應用的部分，文字非常生動，讓人能直觀地感受到微納加工技術如何賦能於我們日常接觸到的精度測量。總的來說，它更像是一位經驗豐富的老工程師在手把手地教你如何從零開始構建一個可靠的測量係統，而不是冷冰冰的教科書。那種對細節的把握和對應用場景的洞察力，是很多教材所欠缺的。

評分☆☆☆☆☆

從一個側重於係統集成的角度來看，這本書的覆蓋麵和深度是相當令人滿意的。很多教材會深入某個特定領域，比如隻講光學傳感器，但這本書的廣度令人印象深刻，它涵蓋瞭從最基礎的溫度、濕度、壓力、光照，一直到一些更前沿的，比如基於聲波和電磁感應的測量技術。最讓我受益匪淺的是它對傳感器選型和誤差分析的那一章節。作者沒有簡單地說“這個傳感器精度高就行”，而是深入剖析瞭不同誤差來源——係統誤差、隨機誤差、遲滯、漂移等——它們是如何相互作用並最終影響測量結果的。他提供瞭一個非常實用的多級篩選流程圖，幫助工程師在麵對一個全新的測量任務時，能係統性地排除掉不閤適的選項，並量化不同選型方案的潛在風險。這對於我們在項目初期進行技術預研和成本評估時，提供瞭非常寶貴的指導意見。它教會我們的不是記住公式，而是學會像一個真正的係統設計師那樣去思考問題。

評分☆☆☆☆☆

我之前嘗試看過好幾本關於傳感器技術的書籍，很多都過於偏重理論推導，讀起來晦澀難懂，感覺像是直接把學術論文翻譯成瞭教材。然而，這本書的敘述風格，簡直是一股清流。它非常注重工程實踐中的“為什麼”和“怎麼辦”。比如在討論信號調理電路時，作者沒有直接拋齣復雜的運算放大器配置，而是先通過一個實際的噪聲問題，引齣為什麼需要低通濾波和高通濾波的組閤，這種“問題驅動”的教學方法，極大地激發瞭我的學習興趣。我個人覺得，這本書最成功的地方在於，它沒有將“原理”和“應用”割裂開來，而是始終讓兩者並行發展。比如，講解瞭壓阻效應後，緊接著就用它來設計一個壓力變送器的校準流程，包括綫性化處理和溫度補償的幾種常見算法。這種結構安排，讓讀者在學習瞭底層知識後，立刻就能看到這些知識在真實世界中是如何被轉化為可用的産品和解決方案的。對於我這種喜歡動手實踐的人來說，這本書提供的不僅僅是知識，更是一套解決實際問題的思維框架，非常實用，讓人有種茅塞頓開的感覺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的版麵設計和圖文排版也值得稱贊，這對於理解涉及大量圖形和電路圖的主題至關重要。很多技術書籍的插圖模糊不清，或者關鍵公式被淹沒在一堆文字中，閱讀體驗很差。但這本《傳感器原理與應用》在這方麵做得相當到位。電路圖清晰規範，層次分明，即便是比較復雜的傳感器接口電路，也能一眼看齣信號流嚮和關鍵組件的作用。更難得的是，作者在介紹一些專業術語時，會非常貼心地在頁邊距或者腳注提供簡短的解釋，或者引用一個曆史背景，這讓整個閱讀過程非常順暢，不會因為查閱某個晦澀名詞而打斷思路。我發現，在討論數字傳感器的接口標準時，它不僅介紹瞭I2C和SPI的基本時序，還通過對比圖展示瞭不同模式下的數據傳輸效率差異，這種直觀對比比純文字描述有效得多。可以說，這本書在細節上體現瞭對讀者的尊重，它讓學習過程本身變成瞭一種享受，而不是一項艱難的攻剋任務。