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杨少春 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121127236

商品编码：29605501637

包装：平装

出版时间：2011-01-01

基本信息

书名：传感器原理及应用

定价：23.00元

作者：杨少春

出版社：电子工业出版社

出版日期：2011-01-01

ISBN：9787121127236

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要介绍了常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用。主要介绍了力敏传感器、湿度传感器、温度传感器、气体传感器、光电传感器、磁敏传感器、微波和超声波传感器，以及传感器与微处理器接口电路。
　　本书共10个模块，除模块一介绍传感器的基本知识外，各模块均具有相对独立性，以便不同专业、不同学时的教学选用，参考学时为52~60学时。
　　本书由高职和有关企业的领导、专家组成教材编审委员会进行审定，突出高职教育的特点，注重实用技术，可作为应用电子技术、机电应用技术及工业自动化等相关专业高职、高专教材，也可供电大、职大等相关专业作为教材选用。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《信号分析与处理技术》 一、 探索微观世界的脉搏：信号的奥秘 我们生活在一个被信息洪流包裹的世界，而这些信息，本质上都是以各种形式存在的“信号”。从人声的跌宕起伏，到电流的起伏不定，再到声波、光波乃至更深层次的电磁波，它们无不承载着信息，驱动着现代社会的运转。理解和驾驭这些信号，便意味着掌握了洞察世界、改造世界的重要钥匙。《信号分析与处理技术》一书，正是旨在引领读者深入探索这些微观世界的脉搏，揭示信号的本质、特性及其蕴含的丰富信息。 本书并非简单罗列信号的种类，而是从最基础的数学原理出发，构建起对信号的深刻理解。我们将从连续时间信号和离散时间信号的概念入手，区分它们的内在属性与表现形式。理解信号的周期性、非周期性，以及信号的能量和功率，是后续分析的基石。傅里叶级数和傅里叶变换将是本书的重头戏。它们如同解剖刀，能够将一个复杂的信号分解成无数个简单的正弦和余弦波的叠加，从而揭示信号在频率域的频谱特性。这对于理解信号的组成成分、识别噪声、分析信号的带宽至关重要。我们不仅会学习理论，更会结合实例，例如音频信号的频谱分析，来直观感受傅里叶变换的强大威力。 除了傅里叶分析，拉普拉斯变换和Z变换也将被系统讲解。拉普拉斯变换是处理连续时间LTI（线性时不变）系统的有力工具，它能够将时域的微分方程转化为代数方程，极大地简化系统的分析和设计。而Z变换则是其离散时间信号的对应物，是分析离散时间系统和数字信号处理的关键。通过对这些变换的学习，读者将能够理解信号在不同系统中的演化过程，并预测系统的响应。 本书还将深入探讨信号的采样和量化过程。在数字时代，模拟信号必须经过采样和量化才能被计算机处理。我们将详细解析奈奎斯特采样定理，理解采样率对信号恢复精度的影响，以及欠采样和过采样的后果。量化误差的产生及其影响也将被深入剖析，并介绍常见的量化方法。这些知识是数字信号处理的基础，也是理解数字通信、数字音频、数字图像等领域不可或缺的。 二、 拨开信息迷雾：信号的分析与提取 信号的获取只是第一步，如何从中提取有用的信息，去除干扰，更是关键。本书将系统介绍各种信号分析与处理技术，帮助读者有效地从纷繁复杂的信号中拨开迷雾。 噪声是信号处理中不可避免的挑战。我们将深入探讨各种类型的噪声，如加性噪声、乘性噪声、高斯噪声等，并分析它们对信号的影响。为了对抗噪声，本书将介绍各种滤波技术。从基本的低通、高通、带通、带阻滤波器，到更复杂的自适应滤波器，都将一一展开。我们将理解滤波器的工作原理，学习如何根据信号特性和噪声特点选择合适的滤波器，并掌握滤波器的设计方法。例如，在音频降噪中，我们将学习如何设计一个滤波器来去除背景的嗡嗡声或嘶嘶声，从而提升语音的清晰度。 信号的识别与分类是另一项重要任务。本书将介绍特征提取技术，如时域特征（均值、方差、峰值等）、频域特征（频谱峰值、能量集中度等）以及时频域特征（如短时傅里叶变换、小波变换）。这些特征能够有效地描述信号的内在属性，为信号的分类和识别提供依据。例如，在生物医学信号分析中，我们将学习如何提取心电信号的特征，以识别不同的心律失常。 相关性分析是理解信号之间关系的重要工具。我们将学习自相关函数和互相关函数，它们能够揭示信号的周期性、平稳性以及两个信号之间的相似度。这在雷达信号处理、通信系统中的同步定位等方面有着广泛应用。 此外，本书还将触及更高级的信号处理技术，如信号的估计与检测。例如，在通信系统中，我们需要从接收到的带噪声信号中估计出原始信号，这涉及到各种估计算法。在目标检测中，我们需要判断是否存在目标信号，这涉及到各种检测理论。 三、 改造信息世界：信号的应用与实践 理论的最终目的是服务于实践，本书将通过丰富的应用实例，展现信号分析与处理技术在各个领域的强大生命力。 在通信系统中，信号处理技术是核心。从调制解调到信道编码、均衡，每一个环节都离不开精妙的信号处理算法。我们将探讨如何设计高效的调制解调方案，如何在复杂的通信环境中进行信号的恢复和判决。例如，在蜂窝通信中，我们讨论如何通过信号处理技术实现多用户接入和高数据速率传输。 在图像和视频处理领域，信号处理技术扮演着至关重要的角色。图像的压缩、增强、去噪、边缘检测，以及视频的运动估计、场景分割，都依赖于先进的信号处理方法。我们将理解图像的频域特性，学习如何利用滤波器进行图像的锐化和模糊，以及如何应用小波变换进行图像压缩。 在生物医学工程领域，信号处理技术为医疗诊断和治疗提供了强大的支持。心电图（ECG）、脑电图（EEG）、肌电图（EMG）等生理信号的分析，能够帮助医生诊断疾病、监测病情。我们将学习如何从这些复杂的生理信号中提取关键信息，例如心拍的识别、脑电波的分类等。 在人工智能和机器学习领域，信号处理技术是数据预处理和特征提取的重要基础。无论是语音识别、图像识别，还是自然语言处理，都需要先将原始信号转化为计算机能够理解的特征向量。本书将介绍如何将信号处理技术应用于机器学习模型的输入准备。 此外，本书还将涉及振动信号分析、雷达信号处理、声学信号处理等多个实际应用领域，通过案例分析，帮助读者将所学的理论知识与实际问题相结合，提升解决实际问题的能力。 《信号分析与处理技术》并非一本仅仅停留在理论层面的学术著作，它更注重理论与实践的结合，旨在为读者构建起一个全面、深入的信号处理知识体系。通过对本书的学习，读者将能够更深刻地理解信息是如何传递和处理的，从而在未来的学习和工作中，能够更有效地分析和利用各种信号，创造出更多令人惊叹的应用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，说好听点是“扎实”，说难听点就是“信息密度极高”。它显然是为那些已经具备一定电子电路基础，或者正在进行相关专业课程学习的工程师和学生准备的。我发现自己不能像读小说一样轻松地翻阅，很多地方需要反复咀嚼和对照其他参考资料。例如，在讨论压电效应的逆向应用时，书中对铁电材料的畴壁运动的描述，非常专业且精炼，但对于我来说，理解其背后的晶体结构变化需要额外的背景知识补充。不过，一旦你跟上作者的思路，你会发现其逻辑链条是极其严密的。我特别喜欢它在每一章末尾设置的“工程挑战与案例分析”部分。这些案例不是那种教科书式的完美问题，而是充满了实际工程中的妥协和限制，比如如何在一个高湿高热的环境下保证电容式传感器的稳定性。书中给出的多重冗余方案和在线标定方法，非常具有实操价值，这比那些只停留在理论模型的书籍要高明得多。这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么会这样”，以及“在现实中该如何处理”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量给我留下了深刻的印象，纸张的质量很好，在强光下阅读也不会有明显的反光，这对长时间工作的人来说很重要。这本书的独特之处在于它对数据采集链的整体性关注。很多书籍可能只关注传感器本身，但这本书从前端的物理转换，到中端的调理电路（例如仪器放大器的设计与去耦），再到后端的模数转换器的选择标准，形成了一个完整的闭环讨论。我个人对非线性误差的传播分析印象尤为深刻，书中运用了一种概率统计的方法来量化整个链路中各个环节误差的累积效应，这比我过去常用的简单误差叠加法精确得多，有助于我在项目初期就进行更合理的误差预算。此外，作者对传感器的寿命预测与维护这一“软科学”部分的讨论也让我眼前一亮。他提出了一种基于历史数据的健康状态监测模型，虽然实现起来有一定难度，但其理论框架非常完善，为我们建立设备的预防性维护体系提供了坚实的理论基础。这本书无疑是一本值得反复研读的工具书，它不仅仅是知识的载体，更像是一位资深工程师的经验总结。

评分☆☆☆☆☆

我是一个偏向于自动化控制和系统集成的工程师，我购买这本书的主要目的是想系统性地了解各种工业级传感器的选型标准和接口规范。这本书在这方面提供了非常细致的对比表格。它没有浪费篇幅在过时的技术上，而是集中火力讲解了目前主流的工业以太网（如EtherCAT）中传感器数据如何高效传输和时间同步的问题。我记得有一部分专门对比了磁阻式编码器和光栅编码器在极限速度下的响应时间和分辨率，并且给出了它们在不同负载条件下的寿命预期曲线。这个细节对我优化我负责的一条高速生产线的反馈控制回路非常有帮助。我甚至发现书中提到了几种国内新兴的MEMS陀螺仪的参数指标，这让我感到作者的研究是与时俱进的，而不是照搬十几年前的国外资料。总的来说，如果你对如何将传感器数据可靠、准确地融入到大型工业控制系统中感兴趣，这本书提供了非常实用的技术路线图，而不是停留在基础物理现象的表面描述。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书的时候，心里其实是有点忐忑的。我不是科班出身，更偏向于软件和算法优化方向，对底层硬件和物理机制的理解一直是个痛点。我期望能找到一本既能讲解原理，又能快速上手实践的书。这本书在这方面做得比我预期的要好一些，尤其是在介绍光电传感器的衍射和干涉原理时，它没有直接跳到复杂的傅里叶光学，而是先从最基础的光的传播特性讲起，然后才过渡到具体的调制解调技术。我最欣赏的是它对噪声抑制这一主题的探讨。在电子系统设计中，噪声往往是扼杀精度的罪魁祸首，而这本书专门辟出了一整章来讨论共模抑制比（CMRR）的概念，并结合具体的差分放大电路实例进行了仿真分析，图示清晰明了，让我对如何设计一个抗干扰能力强的信号采集前端有了更直观的认识。我甚至根据书中的建议，调整了我实验室里一个数据采集板的屏蔽方案，效果立竿见影。此外，书中对一些新型柔性传感器的展望性讨论也很有意思，虽然目前还处于研究阶段，但它拓展了读者的视野，让人看到这个领域未来的发展方向，而不是局限于传统的电阻应变片或热电偶。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当朴实，蓝色的主色调让人感觉既专业又沉稳，但老实说，如果不是我对这个领域有刚需，可能我拿起它的几率并不高。它给我的第一印象是那种“教科书”式的存在，字体选择和排版都非常规整，似乎在极力凸显内容的严谨性。我特别留意了目录部分，涉及的范围相当广阔，从基础的物理效应到各类传感器的结构剖析，再到后期的信号处理和实际案例分析，结构组织得非常清晰，这对于一个初学者来说，无疑是极大的便利。我花了大量时间去研读前几章关于电磁感应原理在位移测量中的应用，作者对公式的推导过程描述得非常详尽，每一步的物理意义都解释得很到位，即便是涉及到一些微积分的复杂运算，作者也尽可能地用图形和实例来辅助理解，这极大地降低了理解门槛。我感觉这本书的作者在编写时，是真正站在一个“教学者”的角度去考虑读者的困惑点，而不是一味地堆砌理论。特别是关于温度传感器的非线性补偿那一节，它提供了一个非常实用的基于查表和线性插值的算法示例，这对我目前手头的一个温控项目具有直接的指导意义，让我找到了一个更优化的解决方案。整体而言，这本书的理论深度是足够的，但又没有陷入纯粹的数学推导泥潭，而是保持了一种良好的工程实用性平衡。