傳感器技術及工程應用 趙凱岐 吳紅星 倪風雷 中國電力齣版社 9787512322189 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙凱岐 吳紅星 倪風雷 著

圖書標籤:

• 傳感器技術
• 傳感器工程
• 電力係統
• 自動化
• 檢測技術
• 電子技術
• 中國電力齣版社
• 趙凱岐
• 吳紅星
• 倪風雷

店鋪： 欣欣佳和圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512322189

商品編碼：29708849579

包裝：平裝

齣版時間：2012-01-01

基本信息

書名：傳感器技術及工程應用

定價：39.00元

作者：趙凱岐 吳紅星 倪風雷

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2012-01-01

ISBN：9787512322189

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書在介紹傳感器技術發展概況及主要應用領域的基礎上，分彆介紹瞭溫度傳感器、位置傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、紅外綫傳感器視覺和圖像傳感器、光電傳感器、力和力矩傳感器的工作原理、技術指標和技術參數，針對其工程應用列舉瞭各種傳感器的工程應用實例，還針對紅外綫測量技術進行分析，探討瞭紅外輻射的原理及技術指標，敘述瞭紅外測量技術的工程應用。通過本書的學習，讀者能基本掌握傳感器的應用技術，能在自己負責的項目中正確的使用各種傳感器。本書適閤從事現代測量和自動控製技術的工程技術人員閱讀，也可供大專院校相關專業的師生參考。

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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前沿探索：解密微觀世界，驅動智能未來 在現代科技飛速發展的浪潮中，傳感器作為信息感知和數據采集的基石，其重要性不言而喻。它們如同人類的感官，能夠捕捉環境中的各種物理、化學、生物信號，並將其轉化為可被識彆和處理的數據，從而為人工智能、物聯網、自動駕駛、智慧醫療、工業自動化等眾多前沿領域提供源源不斷的動力。本書旨在深入剖析傳感器技術的核心原理，係統梳理各類傳感器的發展脈絡與關鍵特性，並聚焦其在工程應用中的廣闊前景，為讀者構建一個全麵而深入的認知體係。 第一部分：傳感器技術概覽——感知世界的基石 本部分將從基礎理論入手，為讀者揭示傳感器工作的“秘密”。我們將首先探討傳感器的工作原理，這不僅僅是簡單的信號轉換，而是涉及物理學、化學、材料學、電子學等多學科的交叉融閤。例如，壓電效應如何將機械力轉化為電信號，熱電效應如何感知溫度變化，半導體原理如何實現對特定物質的濃度檢測，磁阻效應如何測量磁場強度等等。我們將詳細闡述不同物理效應在傳感器設計中的應用，並對比分析其優劣勢。 接著，我們將對各類傳感器進行分類和係統介紹。按照被測量對象的不同，可以分為： 物理量傳感器：這是最常見的一類傳感器，涵蓋瞭溫度傳感器（如熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻），壓力傳感器（如應變片式、壓阻式、電容式），位移傳感器（如綫性可變差動變壓器LVDT、光學尺、電渦流傳感器），速度傳感器（如編碼器、測速發電機），加速度傳感器（如壓電式、壓阻式），力傳感器（如應變片式、壓電式），流量傳感器（如渦輪式、超聲波式、電磁式），光傳感器（如光電二極管、光敏電阻、CCD/CMOS傳感器），聲音傳感器（如麥剋風）等。我們將深入探討每種傳感器的工作機理、關鍵參數（如靈敏度、精度、響應時間、綫性度、遲滯）、選擇依據以及典型的應用場景。 化學量傳感器：這類傳感器能夠檢測物質的化學成分和濃度，在環境監測、食品安全、醫療診斷等領域發揮著關鍵作用。例如，氣體傳感器（如半導體式氧化物氣體傳感器、電化學氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器）可以檢測CO、CO2、O2、CH4等有害或可燃氣體；離子選擇性電極ISE可以測量水溶液中的特定離子濃度；pH傳感器用於測量溶液的酸堿度。我們將分析這些傳感器的選擇性、靈敏度、響應速度以及易損性等特點。 生物傳感器：隨著生物技術的發展，生物傳感器正日益受到關注。它們通常利用生物分子（如酶、抗體、DNA）與被測物質的特異性相互作用，將生物識彆過程轉化為可測量的信號。例如，血糖傳感器、DNA傳感器、免疫傳感器等。我們將介紹其生物識彆機製、信號轉換方式以及在精準醫療、食品安全檢測中的應用前景。 除瞭按被測量分類，我們還將從傳感器的工作原理和材料角度進行深入分析： 電阻式傳感器：利用被測量引起電阻值變化來工作的傳感器，如應變片、熱敏電阻、氣體傳感器。 電容式傳感器：利用被測量引起電容值變化來工作的傳感器，如壓力傳感器、位移傳感器、濕度傳感器。 電感式傳感器：利用被測量引起電感值變化來工作的傳感器，如LVDT、電渦流傳感器。 壓電式傳感器：利用某些晶體材料在受力或受壓時産生電荷的壓電效應來工作的傳感器，如加速度傳感器、力傳感器。 半導體傳感器：利用半導體材料的導電性、光學特性等隨外部環境變化而變化的特性來工作的傳感器，如溫度傳感器、氣體傳感器、光敏傳感器。 光學傳感器：利用光信號的産生、傳輸、接收和轉換來工作的傳感器，如光電二極管、CCD/CMOS圖像傳感器。 MEMS（微機電係統）傳感器：利用微加工技術製造的微型傳感器，具有體積小、功耗低、集成度高等優點，在消費電子、汽車電子領域應用廣泛。 第二部分：傳感器技術的發展趨勢與挑戰——邁嚮智能化與微型化 傳感器技術並非一成不變，它正以前所未有的速度演進。本部分將聚焦當前和未來的發展熱點： 智能化與集成化：未來的傳感器將不再是單純的信號采集器，而是集成瞭信號處理、數據分析、自診斷甚至通信功能的智能節點。微處理器、FPGA等嵌入式技術的集成，使得傳感器能夠進行初步的數據預處理，降低後續係統的負擔，並實現更高級的功能。多功能集成傳感器（SoC）將是重要的發展方嚮，將多種傳感功能集成於單一芯片，實現小型化、低成本和高性能。 微型化與柔性化：MEMS和納米技術的進步，使得傳感器嚮微米甚至納米尺度發展，這使得它們能夠植入人體、附著在脆弱物體錶麵，甚至融入衣物中。柔性電子技術的興起，催生瞭可穿戴傳感器、可摺疊顯示器背後的傳感技術，為健康監測、人機交互帶來瞭革命性的可能。 高靈敏度、高選擇性與高穩定性：對微弱信號的精確捕捉、對特定物質的精準識彆以及在復雜環境下的長期可靠工作，始終是傳感器追求的目標。新材料的研發，如納米材料、二維材料（石墨烯、MXene）、智能材料等，為提升傳感器的性能提供瞭可能。 低功耗與無綫通信：隨著物聯網設備的爆炸式增長，傳感器的功耗成為關鍵製約因素。低功耗設計技術以及能量收集技術（如太陽能、振動能收集）將是重要的研究方嚮。同時，集成無綫通信能力的傳感器，能夠實現無綫的部署和數據傳輸，大大簡化瞭係統架構。 大數據與人工智能的融閤：海量傳感器數據將為大數據分析和人工智能算法提供豐富的“養料”。機器學習和深度學習技術將能夠從傳感器數據中挖掘齣更深層次的模式和信息，實現更精準的預測、診斷和控製。反過來，人工智能的進步也將指導傳感器自身的設計和優化。 安全與隱私：隨著傳感器在日常生活中的廣泛應用，數據安全和用戶隱私保護也變得日益重要。如何設計安全的傳感器係統，保障數據傳輸的隱私性，將是未來需要重點關注的問題。 同時，我們也必須認識到傳感器技術發展麵臨的挑戰，例如： 傳感器的標定與校準：保證傳感器長期穩定工作的關鍵，但往往復雜且耗時。 環境適應性：傳感器在極端溫度、濕度、腐蝕性介質等環境下的可靠性問題。 成本與批量生産：高性能傳感器的製造成本仍然較高，限製瞭其大規模應用。 標準與互操作性：不同傳感器、不同平颱之間的數據格式和通信協議不統一，阻礙瞭係統的集成。 第三部分：傳感器在工程應用中的廣闊天地——驅動各行各業的變革 本部分將深入探討傳感器在各個工程領域的具體應用，展示其如何成為推動技術進步和社會發展的核心力量。 物聯網（IoT）與智慧城市：傳感器是物聯網的“觸角”，感知環境信息，如溫度、濕度、光照、空氣質量、交通流量、建築物狀態等。這些數據通過網絡傳輸，實現對城市的智能化管理，提高生活品質，節約資源。智慧傢居、智慧農業、智能交通、環境監測等都離不開傳感器技術的支撐。 工業自動化與智能製造：在工業生産中，傳感器用於監測生産過程的各個環節，如設備運行狀態、産品質量、工藝參數等。通過傳感器數據的實時反饋，實現生産過程的自動化控製、優化生産流程、提高産品質量、降低能耗和故障率。例如，在機器人手臂上安裝力傳感器和視覺傳感器，可以實現高精度抓取和裝配。 汽車工業與自動駕駛：汽車是傳感器的“集成體”。雷達、激光雷達（LiDAR）、攝像頭、超聲波傳感器、慣性測量單元（IMU）等協同工作，為自動駕駛係統提供全方位的環境感知信息，是實現車輛安全自主導航的關鍵。此外，發動機狀態監測、輪胎壓力監測、碰撞安全傳感器等也扮演著重要角色。 醫療健康與生物醫學工程：傳感器在疾病診斷、健康監測、康復治療等方麵發揮著不可替代的作用。血糖傳感器、心電傳感器、血氧傳感器、溫度傳感器、運動傳感器等可穿戴設備，可以實時監測用戶的生理健康數據。體內植入式傳感器，如起搏器、藥物釋放控製係統中的傳感器，能夠實現對人體內部的精確調控。 航空航天與國防：在嚴苛的環境下，傳感器對監測飛機、火箭、衛星的狀態，導航定位，以及目標識彆至關重要。慣性導航係統、姿態傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等在確保飛行安全和任務成功方麵發揮著關鍵作用。 環境保護與安全監測：氣體傳感器、水質傳感器、土壤傳感器、輻射傳感器等，用於監測空氣汙染、水體汙染、土壤質量、核輻射等環境參數，為環境保護和災害預警提供數據支持。 本書將通過大量的案例分析，生動展現傳感器技術是如何解決實際工程問題，驅動創新，並為社會帶來積極影響的。我們將探討不同行業對傳感器提齣的具體需求，以及傳感器技術如何被定製和優化以滿足這些需求。 結語 傳感器技術是連接物理世界與數字世界的橋梁，是人工智能、物聯網等未來技術的核心驅動力。本書的編寫，旨在為廣大讀者，無論是學生、研究人員還是工程實踐者，提供一個係統、深入的學習平颱，幫助大傢理解傳感器技術的核心價值，把握技術發展脈搏，並在各自的領域中，善於利用傳感器之力，共創智能美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本厚厚的書擺在桌上，沉甸甸的，光是看到書脊上的“傳感器技術及工程應用”幾個字，就感覺一股技術流的硬核氣息撲麵而來。我本來對這個領域瞭解不深，但最近工作需要接觸一些自動化和智能製造的東西，纔硬著頭皮找瞭這麼一本據說很權威的教材來看。說實話，初翻的時候確實有些吃力，畢竟涉及到很多物理學和電子學的基礎知識，圖錶和公式多得讓人眼花繚亂。不過，作者們顯然花瞭不少心思來組織內容。他們的敘述方式非常注重條理性和邏輯性，不是那種枯燥的理論堆砌。比如，在講到某一類傳感器的原理時，他們會先從最基礎的物理效應講起，然後逐步過渡到數學模型，最後再用具體的工程實例來佐證。這種層層遞進的講解，對於我這種需要快速建立係統認知的人來說，非常有幫助。特彆是那些關於信號處理和數據采集的章節，講解得尤為細緻，讓我明白瞭為什麼在實際應用中，噪聲抑製和綫性校準是多麼關鍵的一環。雖然閱讀過程需要一定的專注度，但每攻剋一個章節，都會有豁然開朗的感覺，這可能就是啃硬骨頭的樂趣吧。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的厚度確實有點讓人望而生畏，如果隻是想應付一下考試或者快速瞭解皮毛，可能並不是最快捷的選擇。它需要的是沉下心來，帶著問題去深入挖掘。我發現，如果跳過那些基礎概念直接去看後半部分的具體應用案例，會發現很多地方理解起來非常吃力，因為那些案例的背景知識點都深埋在前麵的章節裏。這本書更像是一套係統的工具書，而不是速成手冊。每一次我遇到某個具體的工程難題，比如如何處理光電編碼器的抗乾擾問題，迴頭翻閱書中相應的章節，總能找到深入淺齣的解釋和相關的設計準則。它提供的知識框架非常紮實，構建瞭一個堅不可摧的理論基石，讓你在麵對新技術迭代時，不會感到無所適從，因為底層原理是相通的。這纔是技術書籍的真正價值所在。

評分☆☆☆☆☆

我注意到書中對新興的智能傳感器和網絡化傳感器的討論篇幅並不算少，這顯示齣作者團隊對行業前沿的關注度。他們沒有沉溺於傳統的電阻、電容式傳感器，而是將目光投嚮瞭更高維度的信息獲取和處理。例如，在討論基於機器視覺的測量時，書中不僅描述瞭圖像采集的硬件要求，還觸及瞭基礎的圖像處理算法在提高測量精度中的作用，這已經超齣瞭傳統傳感器範疇的範疇，更像是係統集成層麵的討論。這為我們這些應用工程師指明瞭未來學習的方嚮：單純的硬件知識已經不夠瞭，如何更好地將傳感器數據融入到更復雜的智能算法中，纔是未來提升係統性能的關鍵。總而言之，這是一本立足經典、麵嚮未來的優秀參考書，非常適閤需要深入掌握傳感器技術及其工程實施的專業人士和高年級學生。

評分☆☆☆☆☆

我接觸過的技術書籍不少，但很少有像這本書一樣，在“技術”和“工程”之間找到如此精妙的平衡點。很多教材要麼是純理論的空中樓閣，要麼是隻羅列應用案例而缺乏原理支撐。而這本《傳感器技術及工程應用》給我的感覺是，它就像一位經驗豐富的老工程師在給你上課。他不僅告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼是這樣”，以及在實際車間裏“該怎麼做”。我印象最深的是關於MEMS傳感器的介紹部分，作者們沒有停留在介紹其結構，而是深入剖析瞭微納加工的工藝對最終性能指標（比如靈敏度和漂移）的影響。這種對製造環節的關注，無疑大大提升瞭本書的實用價值。對於正在設計或者調試工業控製係統的同行來說，書中提供的那些針對不同應用場景（比如高溫、高壓、強磁場環境）的選型建議和注意事項，簡直就是一份寶貴的“避坑指南”。它讓冰冷的理論有瞭溫度，讓抽象的技術有瞭落地的可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量也值得稱贊。在涉及復雜結構或測量原理時，清晰的剖視圖和係統框圖是理解的關鍵。這本書在這方麵做得非常到位，很多關鍵原理圖都采用瞭高質量的彩色印刷，綫條分明，標注詳盡。我個人對那些描述動態響應特性的圖譜印象深刻，它們直觀地展示瞭不同阻尼係數或時間常數對傳感器輸齣的影響。閱讀體驗上，雖然內容本身是高密度的技術信息，但良好的視覺設計有效減輕瞭閱讀疲勞。相比過去讀過的一些老舊教材，這本書在細節處理上更符閤現代讀者的習慣。比如，章節末尾的總結和思考題，設計得很有啓發性，它們迫使讀者不僅僅是記住知識點，而是要去思考知識點之間的內在聯係，這對於培養獨立分析問題的能力至關重要。