傳感器原理與實驗教程(普通高等教育“十二五”規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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何光宏 著

圖書標籤:

• 傳感器原理
• 傳感器技術
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• 物理學
• 高等教育
• 教材
• 儀器儀錶
• 測量技術
• 模擬電路

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111452669

商品編碼：29700137133

包裝：平裝

齣版時間：2014-03-01

基本信息

書名:傳感器原理與實驗教程(普通高等教育“十二五”規劃教材)

定價：28.00元

售價：19.0元,便宜9.0元,摺扣67

作者:何光宏

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2014-03-01

ISBN：9787111452669

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《傳感器原理與實驗教程/普通高等教育“十二五”規劃教材》共分兩大部分介紹傳感器的基本原理和主要的實驗項目。部分是傳感器原理部分，共有10章。章和第2章介紹傳感器的基本概念和基本特性；第3~10章分彆介紹熱電式、應變式、電感式、電容式、磁敏、壓電式、光電式、射綫式和超聲波等常見傳感器的基本原理、特性和基本應用。第二部分是傳感器實驗部分，介紹瞭15個基本的傳感器實驗項目及實驗儀器。
　　本教材根據探究式教學的特點，在結構上采用理論和課外拓展與思考相結閤的方法。傳感器理論部分在大多數章節後麵都給齣瞭課外拓展題，傳感器實驗部分在主要實驗項目後麵也給齣瞭課外思考題。
　　本教材可以作為高等院校電子信息、應用物理、檢測技術及其他機電類專業相關課程的教材或參考書，也可以作為教師和實驗技術人員的參考書。

目錄

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前言
傳感器原理部分
章 概論
1.1 傳感器的定義
1.2 傳感器的組成
1.3 傳感器的分類
1.4 傳感器的應用
1.5 傳感器的發展動嚮
拓展題
習題

第2章 傳感器的基本特性
2.1 傳感器的靜態特性
2.2 傳感器的動態特性
2.3 傳感器的標定
習題

第3章 熱電式傳感器
3.1 熱電偶傳感器
3.2 熱電阻傳感器
3.3 半導體PN結型溫度傳感器
拓展題
習題

第4章 應變式傳感器
4.1 應變式傳感器的工作原理
4.2 應變片的基本結構及主要特性
4.3 測量電路
4.4 應變片的溫度誤差及補償
4.5 應變片式傳感器
拓展題
習題

第5章 電感式傳感器
5.1 自感式傳感器
5.2 互感式傳感器
5.3 電渦流式傳感器
拓展題
習題

第6章 電容式傳感器
6.1 電容式傳感器的工作原理和結構
6.2 電容式傳感器的測量電路
拓展題
習題

第7章 磁敏傳感器
7.1 霍爾傳感器
7.2 磁敏電阻傳感器
7.3 磁敏二極管和磁敏晶體管
拓展題
習題

第8章 壓電式傳感器
8.1 壓電效應及壓電材料
8.2 壓電式傳感器的測量電路
拓展題
習題

第9章 光電式傳感器
9.1 光電器件
9.2 光縴傳感器
9.3 光柵傳感器
拓展題
習題

0章 射綫式和超聲波傳感器
10.1 射綫式傳感器
10.2 超聲波傳感器
習題
傳感器實驗部分
實驗1熱電偶溫差電動勢研究
實驗2熱電阻測溫實驗
實驗3熱敏電阻的溫度特性研究
實驗4金屬箔式應變片——1/4電橋、差動半橋和差動全橋
實驗5差動變壓器的性能測定
實驗6電容式傳感器的位移特性
實驗7霍爾傳感器的直流激勵特性
實驗8壓電式傳感器實驗
實驗9測試光電管的光電特性
實驗10反射式光縴位移傳感器
實驗11微彎式光縴位移傳感器
實驗12光敏二極管和光敏晶體管的基本特性測量
實驗13矽光電池的基本特性測量
實驗14光敏電阻的基本特性測量
實驗15光柵傳感器的特性測試
附錄
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《微納器件物理與製備技術》 內容簡介 本書深入探討瞭微納器件的物理學基礎、關鍵製備技術以及在現代科技領域中的廣泛應用。本書旨在為從事微電子、光電子、MEMS（微機電係統）、納米技術及相關交叉學科的科研人員、工程師和高年級本科生、研究生提供係統、全麵的理論指導和實踐參考。 第一部分：微納器件的物理學基礎 本部分將首先迴顧和梳理微納器件運行所依賴的核心物理學原理。這包括： 半導體物理基礎： 詳細闡述半導體的能帶理論，包括本徵半導體和雜質半導體的導電機製、載流子統計、PN結的形成與特性。重點分析在微納尺度下，量子效應（如量子限製效應、量子隧穿效應）對半導體特性的影響，以及如何利用這些效應設計新型器件。我們將深入探討少數載流子動力學，包括少數載流子的産生、擴散、復閤及其在各種半導體器件（如二極管、三極管、MOSFETs）中的作用。此外，還將分析半導體在高電場、低溫等極端條件下的物理行為。 介質與金屬的微納尺度特性： 介紹在微納尺度下，介質材料（如氧化物、氮化物）的介電性能、擊穿機製以及與半導體界麵的特性。分析金屬在微納結構中的傳輸特性，包括電阻率的尺寸效應、錶麵散射、晶界散射等，並探討其在互連綫和電極中的應用。 光與物質的相互作用： 深入講解光子與電子、空穴在半導體材料中的相互作用，包括吸收、發射、散射等過程。重點介紹光電轉換的基本原理，如光生伏特效應、光電導效應，以及光激發下的載流子動力學。這將為理解光電器件（如光電二極管、光電探測器、LED、激光器）的工作原理奠定基礎。 壓電、壓磁及熱電效應： 詳細闡述這些物理效應在微納尺度下的錶現及其在傳感器和執行器中的應用。例如，壓電效應在MEMS加速度計、麥剋風中的應用；壓磁效應在磁傳感器的應用；熱電效應在能量收集和溫差發電中的應用。我們將分析材料的晶體結構與這些效應之間的關係，以及如何通過材料設計優化器件性能。 量子物理在微納器件中的體現： 隨著器件尺寸的縮小，量子效應日益顯著。本部分將重點介紹量子囚禁、量子隧穿、量子乾涉等現象，以及它們如何影響器件的電學、光學和輸運特性。例如，量子阱、量子點、量子綫等納米結構的設計原理和物理特性。我們將探討這些量子效應如何被應用於設計高性能的晶體管、存儲器、激光器和傳感器。 第二部分：微納器件的關鍵製備技術 本部分係統介紹構建微納器件所必需的各項關鍵工藝技術，強調不同技術之間的協同作用和工藝流程的優化。 微納加工技術概述： 介紹微納加工的基本思想，包括“自上而下”和“自下而上”兩種策略。詳細闡述光刻、刻蝕（乾法刻蝕如等離子刻蝕、反應離子刻蝕；濕法刻蝕）等關鍵圖案化技術，以及薄膜沉積技術（如化學氣相沉積CVD、物理氣相沉積PVD、原子層沉積ALD）和外延生長技術。 光刻技術： 深入講解光刻的原理，包括曝光、顯影、蝕刻等步驟。重點介紹不同波長光源（紫外、深紫外、極紫外）及其在提高分辨率方麵的作用。還將介紹掩模版製作、對準技術以及先進光刻技術，如多重曝光、相移掩模版、電子束光刻（EBL）、聚焦離子束（FIB）等，它們在製造亞微米乃至納米級器件中的重要性。 刻蝕技術： 詳細闡述乾法刻蝕和濕法刻蝕的原理、優缺點及適用範圍。重點介紹等離子體刻蝕的物理化學過程，包括反應産物的形成、輸運和去除。還將介紹定嚮刻蝕、各嚮同性刻蝕、等離子體化學氣相沉積（PECVD）等輔助工藝，以及它們如何實現精確的圖形轉移。 薄膜沉積技術： 詳細介紹各種薄膜沉積方法的原理、工藝參數及其對薄膜性能的影響。包括化學氣相沉積（CVD）及其變種（LPCVD, PECVD, LPCVD），物理氣相沉積（PVD）及其變種（濺射、蒸發），以及原子層沉積（ALD）。重點介紹ALD的原子層控製特性，及其在製備超薄、高均勻性、高密度薄膜中的優勢。 外延生長技術： 介紹分子束外延（MBE）和金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）等外延生長技術，它們能夠精確控製薄膜的組分、厚度和結晶質量，是製備高質量半導體異質結和超晶格結構的關鍵。 錶麵處理與清洗技術： 強調在微納器件製造過程中，錶麵潔淨度對器件性能的決定性影響。介紹各種錶麵處理方法，如化學清洗、等離子體清洗、濕法處理等，以及其作用機理。 封裝與測試技術： 簡述微納器件的封裝技術，包括鍵閤、引綫、應力隔離等。介紹微納器件的電學、光學、機械性能的測試方法和標準。 第三部分：微納器件的應用 本部分將聚焦微納器件在各個高科技領域的具體應用，展示其在推動科技進步中的核心作用。 微電子器件： 介紹現代集成電路（IC）中的核心器件，如CMOS晶體管（MOSFETs），以及其在超大規模集成電路（VLSI）中的發展趨勢（如FinFET, Gate-All-Around FET）。探討存儲器技術（DRAM, SRAM, Flash Memory）的微納化進程，以及新型存儲器（如ReRAM, MRAM）的物理原理和應用前景。 光電子器件： 深入介紹發光二極管（LED）、激光二極管（LD）的發光機理及結構特點。分析光電二極管（PD）、光電探測器（APD）的光電轉換過程及其在光通信、成像領域的應用。探討光電器件與其他器件（如光耦閤器、光開關）的集成。 微機電係統（MEMS）： 詳細介紹MEMS技術在傳感器和執行器方麵的應用。例如，基於壓電效應和應變片技術的加速度計、陀螺儀；微流控芯片在生物醫學分析中的應用；微鏡陣列在顯示和光學係統中的應用。 納米技術與納米器件： 探討納米材料（如碳納米管、石墨烯、量子點）在構築新型納米器件中的潛力。介紹納米傳感器、納米電子器件、納米光學器件及其潛在應用，如高效催化劑、新型能源器件等。 生物與化學傳感器： 介紹利用微納技術製備的用於檢測生物分子、化學物質的傳感器。例如，基於場效應晶體管（FET）的生物傳感器、錶麵等離子體共振（SPR）傳感器、微流控芯片上的化學分析儀。 其他前沿應用： 簡要介紹微納器件在柔性電子、可穿戴設備、量子計算、微型機器人等新興領域的探索和應用。 本書特色 理論與實踐相結閤： 本書在深入闡述物理原理的同時，也關注實際的製備技術和工藝流程，為讀者提供從理論理解到實際操作的橋梁。 前沿性與係統性並重： 涵蓋瞭當前微納器件領域最新的研究進展和技術趨勢，同時也係統地梳理瞭該領域的基礎知識體係。 多學科交叉視角： 融閤瞭物理學、材料學、電子工程、機械工程等多個學科的知識，展現瞭微納器件研究的跨學科特性。 案例分析與應用導嚮： 通過豐富的應用案例，說明微納器件在現代科技發展中的重要作用，激發讀者的研究興趣。 本書適閤作為高等院校電子信息類、物理類、材料類、自動化類等專業的教材或參考書，也可作為從事相關領域研究和開發的工程師的重要參考資料。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解微納器件的運行機理，掌握其關鍵製備技術，並能更好地將其應用於實際的科研和工程實踐中。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量真是讓人眼前一亮，紙張摸上去很有質感，內頁的排版也相當講究，字體大小適中，行距舒適，長時間閱讀下來眼睛也不會感到特彆疲勞。圖錶的繪製清晰度極高，即便是那些結構復雜的電路圖和係統框圖，也能讓人一眼就能抓住重點，這一點對於理解抽象的物理概念和技術原理至關重要。更值得稱贊的是，書中一些關鍵公式和推導過程，作者都非常細緻地進行瞭標注和解釋，這對於初學者來說簡直是福音。我記得我之前看其他教材時，經常在某個推導步驟卡住，搞不清楚為什麼會那樣變化，但這本教材在這方麵做得非常到位，仿佛有一位經驗豐富的老師在旁邊手把手地引導。章節之間的邏輯過渡也十分自然流暢，從基礎概念的引入，到具體器件的剖析，再到整體係統的應用，層層遞進，使得知識體係的構建非常紮實，讓人能真正建立起對這門學科的係統認知，而不是零散的知識點堆砌。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深工程師的角度來看待這本教材，我發現它最大的價值在於其內容的深度和廣度達到瞭一個非常高的平衡點。它沒有陷入過度理論化的泥潭，也沒有為瞭追求新穎而堆砌一些尚不成熟的技術點。相反，它聚焦於那些最核心、最經典、在工業界應用最廣泛的傳感器原理。例如，在處理信號調理和數據采集部分時，作者對噪聲抑製和抗乾擾設計的講解，其深度完全可以作為工程師的案頭參考手冊。尤其是一些特定類型傳感器（比如高精度壓力傳感器或特定波段的光電傳感器）的工作原理剖析，其詳盡程度甚至超過瞭一些專業的應用手冊。這本書的特點在於，它讓你在理解原理的同時，自然而然地就學會瞭如何去設計一個穩定可靠的測量係統，這種潛移默化的工程思維訓練，是任何速成班都無法比擬的。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛踏入自動化領域的本科生，說實話，剛接觸這些前沿技術時心裏是有點沒底的。這本教材給我的感覺是，它真的非常貼閤“實驗教程”這個定位。理論部分講解得深入淺齣，但最吸引我的是它對實驗操作的指導詳略得當。每一個實驗項目，從前期的電路連接圖、所需的元器件清單，到詳細的步驟分解，都描述得一清二楚，幾乎沒有讓人産生歧義的地方。而且，它不僅僅停留在“做什麼”的層麵，更深入到“為什麼這麼做”以及“如果齣現偏差該如何排查”的層麵。書裏提到的一些常見故障模擬和解決方案，都是我在實際實驗室操作中真真切切遇到的問題，作者似乎是把多年的教學經驗都凝練在瞭這些小小的提示框裏。這種實戰導嚮的編排方式，極大地增強瞭我的動手能力和獨立解決問題的信心，讓我覺得書本知識真正走齣瞭紙麵，成為瞭可以操作、可以驗證的實際技能。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我過去對“十二五規劃教材”這種官方背景的書籍，總有一種刻闆印象，覺得它們可能偏重於理論的完整性，而在教學的趣味性和前沿性上會稍顯不足。然而，這本《傳感器原理與實驗教程》完全打破瞭我的固有認知。首先，它在引入概念時，總能聯係到一些當下熱門的應用場景，比如智能傢居、環境監測、甚至醫療可穿戴設備，這讓枯燥的電學和物理知識瞬間變得“活”瞭起來，極大地激發瞭我繼續深究的興趣。其次，書中的一些案例分析非常具有啓發性，它不僅告訴你這個傳感器能做什麼，更會探討在特定環境下，為什麼這個傳感器比其他類型的更優越，這種對比分析極大地拓寬瞭我的技術視野。總而言之，這本書做到瞭技術的前沿性、理論的嚴謹性與教學的實用性三者的完美結閤，是近年來我接觸到的最值得推薦的教材之一。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題設計絕對是下瞭大功夫的。很多教材的習題往往是簡單套用公式的重復勞動，但這裏的每一道練習題，似乎都在試圖考察你對某一特定知識點的靈活運用能力。有些題目設計得相當巧妙，需要你綜閤運用前幾章學到的不同原理纔能得齣答案，這極大地鍛煉瞭我的綜閤分析能力。更棒的是，書後附帶的參考答案和詳細解析，簡直是“神來之筆”。它不是簡單地給齣一個數值結果，而是完整地展示瞭解題的思路路徑和中間的邏輯跳躍點。我經常會先自己獨立思考和計算，然後再對照解析來查漏補缺，這比老師劃重點講一遍效果要好得多，因為整個思考過程是完全自主完成的。這種自我糾錯和深度思考的機製，讓學習過程變得更加主動和有效率。