全新正版 传感器与检测技术(工业和信息化高职高专"十二五"规划教材立项项目) 宋雪臣,单振 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋雪臣，单振清，郭永欣 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115259714

商品编码：29523604899

包装：平装

出版时间：2011-11-01

基本信息

书名：全新正版 传感器与检测技术(工业和信息化高职高专'十二五'规划教材立项项目)

定价：32.00元

作者：宋雪臣,单振清,郭永欣

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2011-11-01

ISBN：9787115259714

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书从实用角度出发，主要介绍常用传感器的工作原理、外特性及基本应用电路，并介绍了选择和应用传感器的基本技能。全书共10章，主要内容包括：检测技术基础、力学量传感器及应用、几何量传感器及应用、温度量传感器及应用、环境量传感器及应用、光学量传感器及应用、磁学量传感器及应用、数字量传感器及应用、传感器选用与标定和抗干扰技术及微机接口技术。
传感器与检测技术是整个自动化技术中的重要基础，是一门理论与实践结合十分密切的技术基础课程，在整个机电一体化学科体系中占有非常重要的地位。
　　本书可作为高等职业教育机电一体化技术类、电子信息类等专业的教材，也可作为成人教育、职业培训的教材，还可作为生产技术管理人员及其他工程技术人员参考和自学用书。

目录

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章　检测技术基础知识　
　1.1　检测技术的应用　
　1.2　测量与测量误差　
　　1.2.1　测量的概念　
　　1.2.2　测量方法　
　　1.2.3　测量误差及表达方式　
　　1.2.4　测量误差的分类　
　　1.2.5　测量误差的分析与处理　
　1.3　传感器的基本知识　
　　1.3.1　传感器的定义、组成和分类　
　　1.3.2　传感器的基本特性　
　1.4　检测系统　
　　1.4.1　检测的基本概念　
　　1.4.2　自动检测系统　
　1.5　传感器与检测技术发展趋势　
　　1.5.1　传感器的发展方向　
　　1.5.2　检测技术的发展趋势　
　本章小结　
　思考与练习　
第2章　力学量传感器及应用　
　2.1　压力检测基础　
　　2.1.1　压力的定义　
　　2.1.2　压力的表示方法　
　　2.1.3　压力的计量单位　
　　2.1.4　压力测量仪表的分类　
　2.2　弹性敏感元件　
　　2.2.1　弹性敏感材料的弹性特性　
　　2.2.2　弹性敏感元件的材料及基本要求　
　　2.2.3　变换力的弹性敏感元件　
　　2.2.4　变换压力的弹性敏感元件　
　2.3　电阻应变式传感器　
　　2.3.1　应变效应与应变片　
　　2.3.2　测量转换电路　
　　2.3.3　应变式传感器应用实例　
　2.4　固态压阻式传感器　
　　2.4.1　半导体压阻效应　
　　2.4.2　扩散型压阻式传感器　
　2.5　压电式力学传感器　
　　2.5.1　压电效应　
　　2.5.2　压电材料　
　　2.5.3　压电式传感器测量电路　
　　2.5.4　压电式传感器的应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训题目1　电阻应变式传感器　
　实训项目2　压电传感器的动态响应实训　
第3章　几何量传感器及应用　
　3.1　电位器式位移传感器　
　　3.1.1　电位器位移传感器原理和基本结构　
　　3.1.2　电位器传感器负载特性　
　　3.1.3　电位器传感器的应用实例　
　3.2　电容式几何量传感器　
　　3.2.1　电容式传感器工作原理及类型　
　　3.2.2　电容式传感器的转换电路　
　　3.2.3　电容式传感器的应用　
　3.3　电感式几何量传感器　
　　3.3.1　自感式传感器　
　　3.3.2　差动变压器式传感器　
　3.4　电涡流传感器　
　　3.4.1　涡流效应　
　　3.4.2　电涡流传感器的工作原理　
　　3.4.3　电涡流传感器基本结构和类型　
　　3.4.4　测量电路　
　　3.4.5　电涡流传感器的应用　
　3.5　超声波传感器　
　　3.5.1　超声波及其物理性质　
　　3.5.2　超声波探头及耦合技术　
　　3.5.3　超声波传感器的应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训题目3　电容式传感器　
　实训题目4　差动变压器的标定(静态位移性能)　
　实训题目5　电涡流式传感器的应用——振幅测量　
第4章　温度量传感器及应用　
　4.1　温度测量基本知识　
　　4.1.1　温度的基本概念　
　　4.1.2　温标　
　　4.1.3　温度传感器的分类及发展方向　
　4.2　电阻式温度传感器　
　　4.2.1　热电阻传感器　
　　4.2.2　热敏电阻和集成温度传感器　
　4.3　热电式温度传感器　
　　4.3.1　热电偶工作原理　
　　4.3.2　热电偶的结构形式及材料　
　　4.3.3　热电偶冷端延长　
　　4.3.4　热电偶实用测温线路和温度补偿　
　　4.3.5　热电偶传感器应用实例　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训项目6　热电偶原理及现象　
第5章　环境量传感器及应用　
　5.1　气敏电阻传感器　
　　5.1.1　气敏传感器的材料及工作原理　
　　5.1.2　气敏元件的基本测量电路　
　　5.1.3　气敏电阻元件的种类　
　　5.1.4　气敏传感器的应用　
　5.2　湿敏电阻传感器　
　　5.2.1　湿度的概念和表示方法　
　　5.2.2　比较成熟的几类湿敏传感器　
　　5.2.3　湿敏传感器的应用实例——ZHG型湿敏电阻及其应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训题目7　湿敏电阻(RH)传感器　
第6章　光学量传感器及应用　
　6.1　光电效应及光电元器件　
　　6.1.1　光电效应及分类　
　　6.1.2　光电管及基本测量电路　
　　6.1.3　光电倍增管及基本测量电路　
　　6.1.4　光敏电阻及基本测量电路　
　　6.1.5　光敏晶体管及基本测量电路　
　　6.1.6　光电池及基本测量电路　
　　6.1.7　光电耦合器件及基本测量电路　
　6.2　光电式传感器的应用　
　　6.2.1　光电式传感器应用类型　
　　6.2.2　光电式传感器应用实例　
　6.3　光纤传感器　
　　6.3.1　光纤传感器概述　
　　6.3.2　光纤的结构和传输原理　
　　6.3.3　光纤传感器　
　　6.3.4　光纤传感器的应用　
　6.4　红外传感器　
　　6.4.1　红外辐射基础　
　　6.4.2　红外探测器　
　　6.4.3　红外传感器的应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训项目8　光电传感器(反射型)测转速实训　
　实训题目9　光纤位移测量　
第7章　磁学量传感器及应用　
　7.1　霍尔式磁学量传感器　
　　7.1.1　霍尔效应　
　　7.1.2　霍尔元件和测量电路　
　　7.1.3　霍尔元件主要特性参数　
　　7.1.4　霍尔元件的误差补偿　
　　7.1.5　集成霍尔传感器　
　　7.1.6　霍尔传感器的应用　
　7.2　其他磁敏传感器及应用　
　　7.2.1　磁敏电阻器　
　　7.2.2　磁敏二极管　
　　7.2.3　磁敏三极管　
　　7.2.4　磁敏二极管和磁敏三极管的应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训题目10　霍尔传感器直流激励特性　
第8章　数字量传感器及应用　
　8.1　栅式数字传感器　
　　8.1.1　光栅的类型和结构　
　　8.1.2　光栅的工作原理　
　　8.1.3　光栅式传感器的测量电路　
　8.2　数字编码器　
　　8.2.1　接触式码盘编码器　
　　8.2.2　光电式编码器　
　　8.2.3　电磁式编码器　
　　8.2.4　脉冲盘式数字传感器　
　8.3　感应同步器　
　　8.3.1　直线式感应同步器的结构和工作原理　
　　8.3.2　旋转式感应同步器(圆感应同步器)　
　　8.3.3　感应同步器位移测量系统　
　8.4　频率式数字传感器　
　　8.4.1　改变力学系统固有频率的频率传感器　
　　8.4.2　RC振荡器式频率传感器　
　　8.4.3　压控振荡器式频率传感器　
　　8.4.4　频率式传感器的基本测量电路　
　本章小结　
　思考与练习　
第9章　传感器选用与标定　
　9.1　传感器选用原则　
　　9.1.1　测量方式选择　
　　9.1.2　传感器性能指标选择　
　9.2　传感器的标定与校准　
　　9.2.1　标定与校准的概念　
　　9.2.2　传感器标定方法　
　　9.2.3　传感器的静态标定　
　　9.2.4　传感器的动态标定　
　本章小结　
　思考与练习　
0章　抗干扰技术及微机接口技术　
　10.1　传感器抗干扰技术　
　　10.1.1　干扰的来源及形式　
　　10.1.2　抑制干扰的途径　
　　10.1.3　屏蔽技术　
　　10.1.4　接地技术　
　　10.1.5　浮置技术　
　　10.1.6　其他抑制干扰的措施　
　10.2　传感器与微机接口技术　
　　10.2.1　信号预处理　
　　10.2.2　数据采集　
　　10.2.3　ADC接口技术　
　10.3　自动检测技术综合应用实例——基于AT89C2051和DS18B20的温度测量系统　
　　10.3.1　数字温度传感器DS18B20　
　　10.3.2　AT89C2051单片机　
　　10.3.3　AT89C2051与DS18B20组成的测温系统　
　　10.3.4　软件设计　
　本章小结　
　思考与练习　
参考文献　

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代传感器技术与应用》 书籍简介 在日益智能化和自动化的工业生产、科学研究以及日常生活中，传感器扮演着至关重要的角色。它们如同人类的感官，能够接收、识别并传递外界的各种信息，是构建智能系统、实现精确控制和高效监测的基石。《现代传感器技术与应用》一书，旨在为读者提供一个全面、深入且兼具理论深度与实践指导的传感器技术学习平台。本书内容涵盖了传感器技术的核心概念、主流类型、工作原理、性能参数、选型要点、信号处理以及前沿发展趋势，并结合大量典型的应用案例，帮助读者建立扎实的专业知识体系，掌握解决实际问题的能力。 第一章 传感器基础理论 本章将从根本上介绍传感器的定义、分类及其在现代科技中的地位。我们将详细阐述传感器的基本构成，包括敏感元件、转换元件、信号调理电路等，并深入解析各种分类标准，如按工作原理（电阻式、电容式、电感式、压电式、热敏式、光敏式、磁敏式、化学式等）、按被测参数（温度、压力、位移、速度、力、光、声、化学物质等）以及按输出信号（模拟量、数字量）进行划分。同时，本章还将探讨传感器的关键性能指标，如灵敏度、线性度、迟滞、重复性、分辨率、响应时间、稳定性等，并解释这些参数对传感器实际应用选择的重要性。通过对基础理论的透彻理解，为后续章节的学习打下坚实基础。 第二章 电阻式传感器 电阻式传感器是应用最广泛的一类传感器，其工作原理基于电阻值随外界物理量或化学量的变化而变化。本章将重点介绍几种典型的电阻式传感器： 热敏电阻（Thermistor）：详细讲解NTC（负温度系数）和PTC（正温度系数）热敏电阻的工作原理、特性曲线、材料选择以及在温度测量、温度补偿、过流保护等方面的应用。 电阻应变片（Resistive Strain Gauge）：深入剖析电阻应变片的结构、灵敏度系数、粘贴技术以及在应力、应变、压力、力等参数测量中的应用，包括惠斯通电桥电路的设计与应用。 热电偶（Thermocouple）：虽然严格来说是热电效应，但其电阻特性在部分应用中被考虑。本章将简要介绍其温电势产生原理，并作为温度传感器的补充。 气体传感器（Gas Sensor）：介绍基于电阻变化的半导体式气体传感器（如氧化物半导体传感器），阐述其在有害气体检测（如CO、CH4、VOCs）中的原理和应用。 第三章 电容式传感器 电容式传感器利用电介质的介电常数、极板间距离或极板面积的变化引起电容值改变的原理进行测量。本章将聚焦于： 电容式位移传感器（Capacitive Displacement Sensor）：讲解其结构、工作方式（如极板距离变化、极板面积变化），以及在精密位移测量、液位测量、厚度测量等方面的应用。 电容式压力传感器（Capacitive Pressure Sensor）：介绍其将压力转化为电容变化的原理，以及在高精度压力测量中的优势。 湿度传感器（Capacitive Humidity Sensor）：阐述利用吸湿性材料介电常数随湿度变化的原理，以及在环境监测、工业过程控制中的应用。 第四章 电感式传感器 电感式传感器主要包括非接触式电感传感器和变压器式传感器。本章将详细阐述： 接近开关（Proximity Switch）：重点介绍电感式接近开关的原理、检测距离、抗干扰能力，以及在自动化生产线上的位置检测、计数等应用。 差动变压器（LVDT/RVDT）：深入分析LVDT（线性可变差动变压器）和RVDT（旋转可变差动变压器）的工作原理、结构特点、输出信号特性，以及在精密位移、角度测量中的重要作用。 磁致伸缩传感器（Magnetostrictive Sensor）：介绍其利用磁致伸缩效应实现高精度线性位移测量的原理，以及在液压缸、工业机器人等领域的应用。 第五章 压电式传感器 压电式传感器基于压电效应，即某些晶体在外力作用下会产生电荷，或在外加电场作用下发生形变。本章将深入探讨： 压电效应原理：详细解释正压电效应和逆压电效应。 压电式加速度传感器（Piezoelectric Accelerometer）：介绍其工作原理、高频响应特性，以及在振动监测、冲击测量、结构健康诊断等领域的应用。 压电式力传感器（Piezoelectric Force Sensor）：讲解其将力转化为电荷的原理，以及在高动态力测量中的应用。 压电式麦克风（Piezoelectric Microphone）：简单介绍其将声压转化为电信号的原理。 第六章 光电式传感器 光电式传感器利用光与物质的相互作用来检测物理量。本章将涵盖： 光电二极管（Photodiode）和光电三极管（Phototransistor）：介绍其基本原理、光电转换特性，以及在光信号检测、光开关、编码器等方面的应用。 红外传感器（Infrared Sensor）：包括红外接收模块（如光电二极管、热释电红外传感器）和红外发射模块（如LED）。讲解其在非接触测温、人体感应、障碍物检测等应用。 激光传感器（Laser Sensor）：介绍激光的特性，以及激光测距、激光扫描、条形码识别等应用。 CCD/CMOS图像传感器（CCD/CMOS Image Sensor）：简要介绍其作为图像采集核心的原理和在机器视觉领域的应用。 第七章 其他类型传感器 本章将介绍一些具有特殊应用价值或代表性的传感器类型： 半导体压力传感器（Semiconductor Pressure Sensor）：重点介绍基于压阻效应或电容效应的硅基压力传感器，及其在汽车电子、工业控制、医疗器械等领域的广泛应用。 磁阻传感器（Magnetoresistive Sensor）：包括霍尔效应传感器、巨磁电阻（GMR）传感器、隧道磁电阻（TMR）传感器等。讲解其检测磁场变化的原理，以及在无接触开关、位置检测、电流测量、非易失性存储器等领域的应用。 超声波传感器（Ultrasonic Sensor）：介绍其利用超声波的发射和接收来测量距离、检测物体的原理，以及在倒车雷达、液位测量、无损检测等领域的应用。 化学传感器（Chemical Sensor）：介绍其检测特定化学物质浓度的原理，如电化学传感器（氧传感器、pH传感器）、固体电解质传感器等，以及在环境监测、食品安全、医疗诊断等领域的应用。 第八章 传感器信号处理与接口技术 传感器输出的原始信号往往需要经过处理才能满足后续设备的要求。本章将重点讲解： 信号放大与调理：介绍运算放大器的基本应用（同相、反相放大、差动放大），滤波电路（低通、高通、带通滤波）的作用，以及电荷放大器、电压跟随器等。 A/D与D/A转换：深入讲解A/D转换器的基本原理、分类（逐次逼近式、Σ-Δ型等）、关键参数（分辨率、采样率），以及D/A转换器在数字信号生成中的作用。 传感器接口技术：介绍常用的通信接口标准，如I2C、SPI、UART、CAN总线等，以及它们在传感器数据传输中的应用。 数字信号处理：介绍数字滤波、数据校准、数据融合等基本概念，以及在提高测量精度和可靠性方面的作用。 第九章 传感器选型与应用实例 本章是理论知识与实际应用的桥梁，将指导读者如何根据具体需求选择合适的传感器，并提供丰富的应用案例分析。 传感器选型原则：从被测参数、精度要求、环境条件、成本预算、接口兼容性等多个维度，详细阐述选型过程。 典型应用案例分析： 工业自动化：PLC系统中的位移、压力、温度、流量等传感器应用；机器人末端执行器的力觉、视觉传感应用。 环境监测：空气质量监测（PM2.5、CO2、O3等传感器）、水质监测（pH、溶解氧、电导率传感器）。 医疗仪器：血压计、血糖仪、血氧仪等设备中的关键传感器。 智能家居：温湿度传感器、光照传感器、人体感应传感器、门窗传感器等。 汽车电子：发动机管理系统（氧传感器、爆震传感器）、安全系统（ABS轮速传感器、雨量传感器）、舒适系统（空调温度传感器）。 第十章 传感器技术发展趋势 最后，本章将展望传感器技术未来的发展方向，帮助读者了解行业前沿动态。 微型化与MEMS技术：介绍微机电系统（MEMS）在传感器制造中的应用，如微型压力传感器、加速度计、陀螺仪等。 智能化与网络化：探讨智能传感器（具备一定信息处理能力）、物联网（IoT）中传感器节点的设计与应用。 多功能与集成化：介绍集成了多种传感功能的传感器，以及传感器阵列的应用。 新型敏感材料与原理：如纳米材料在传感器中的应用，以及生物传感器、量子传感器等前沿领域。 低功耗与无线传输：针对物联网应用，对传感器功耗和无线通信技术的发展进行探讨。 《现代传感器技术与应用》一书力求做到理论严谨，内容丰富，图文并茂，易于理解，适合高等职业院校、应用型本科院校相关专业的学生，以及从事自动化、电子信息、仪器仪表、机械工程等领域的工程师、技术人员阅读参考。通过学习本书，读者将能够深刻理解传感器的奥秘，并将其应用于实际的工程项目和技术创新中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧质量也值得一提，它显然是为长期使用而设计的。纸张的厚度适中，不易透印，即便是用荧光笔做了大量标记，书页也不会轻易损坏或变得粘腻。装订也相当牢固，即便是经常需要翻阅和对照的章节，合页处也保持着良好的形态，这对于经常需要携带和查阅的参考书来说，是非常实用的细节考量。通常情况下，很多技术书籍在几次使用后，封面和内页就开始松动脱落，极大地影响了学习体验。但这本教材给人的感觉是耐用且可靠，体现了出版方对教育资源的重视。在如今这个电子文档泛滥的时代，一本实体书的物理品质，依然是它承载知识和陪伴学习者成长的重要载体，而这本书在这方面做得非常出色，让人愿意把它放在手边，随时翻阅。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏的是这本书在理论深度与实践应用之间的平衡把握。很多教材要么过于偏重抽象的数学推导，读起来晦涩难懂，要么就是纯粹的“菜谱式”操作指南，学完后一遇到实际问题就束手无策。但从这本书的目录结构来看，它似乎完美地找到了那个黄金分割点。我注意到其中包含了大量与工业现场紧密相关的案例分析，这对我来说至关重要，因为我希望我的知识能够快速转化为解决实际工程问题的能力。比如，它对不同类型传感器的精度、响应速度、抗干扰能力等关键参数的讨论，绝非走马观花，而是深入到了影响最终系统性能的本质层面。这种深度思考的引导，让读者在学习技术规格的同时，也在培养一种“工程师思维”，即在有限的条件下做出最优选择的能力。这种注重底层逻辑和系统思维的教学方法，远比单纯记忆参数列表要来得更有价值和长远意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当吸引人，那种简洁却又不失专业感的排版，一下子就抓住了我的眼球。我本来就在寻找一本能够系统梳理现代电子元件和信号处理基础知识的教材，而这本书的标题和作者的专业背景让我对它充满了期待。特别是那个“十二五”规划教材立项项目的标识，更增添了几分权威性。翻开内页，字体清晰，图文排版疏密有致，阅读起来非常舒服，这对于需要长时间学习的读者来说，绝对是一个加分项。我尤其欣赏它在章节安排上的逻辑性，从基础的物理原理到具体的应用案例，过渡得非常自然，不像有些技术书籍，上来就一堆复杂的公式，让人望而却步。这本书似乎更注重打好地基，确保读者能够真正理解“为什么”和“怎么做”，而不是仅仅停留在表面的操作层面。初步浏览下来，我感觉它对于自学者或者初入行的新人来说，是一个非常友好的入门向导，能够有效地降低学习的门槛，引导我们进入这个充满挑战但又极其有趣的领域。

评分☆☆☆☆☆

从宏观角度来看，这本书对于当前产业升级的需求似乎有着深刻的洞察。它不仅涵盖了传统的测量原理，还明显地融入了现代物联网和智能制造对传感技术提出的新要求。这种与时俱进的内容更新，确保了读者学习到的知识不是过时的“库存”，而是具有前瞻性和实用价值的“现货”。它似乎在引导读者思考如何将这些基础技术与更高级的算法、数据分析结合起来，这正是当前工程领域最热门的方向。因此，这本书不仅是技术入门的阶梯，更像是通往未来技术应用场景的桥梁，它培养的不仅是操作者，更是能够创新和适应未来技术变革的工程师人才。

评分☆☆☆☆☆

我个人对技术书籍的语言风格要求比较高，不喜欢那种过于陈旧或者翻译腔十足的表达方式。这本书的文字呈现出一种非常现代和直白的风格，专业术语的引入和解释都做到了清晰明了，没有那种故作高深的辞藻堆砌。阅读过程中，我感觉作者就像是一位经验丰富的老师在旁边耐心讲解，每一个概念的引入都伴随着清晰的逻辑铺垫，即便是相对复杂的物理效应，也能用相对直观的语言进行描述。这种流畅、高效的表达方式，极大地提升了学习的效率，避免了在理解文字本身上浪费过多精力。对于需要快速掌握新知识的人来说，这种清晰的沟通能力是教材成功的关键要素之一。