傳感器技術與應用(普通高等教育應用型人纔培養創新教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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宋德傑著 著

圖書標籤:

• 傳感器技術
• 傳感器應用
• 應用型人纔培養
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• 工程技術
• 電子技術
• 測量技術
• 自動化
• 儀器儀錶
• 創新教材

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111471219

商品編碼：29726851644

包裝：平裝

齣版時間：2014-09-01

基本信息

書名：傳感器技術與應用(普通高等教育應用型人纔培養創新教材)

定價：35.00元

作者：宋德傑著

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2014-09-01

ISBN：9787111471219

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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本書介紹瞭工程檢測中使用的各種傳感器原理、結構、特性及應用案例，全書內容分為15章：章介紹瞭傳感器的基本概念和基本特性等有關內容；第2至13章介紹瞭溫度檢測傳感器、壓力檢測傳感器、流量檢測傳感器、物位檢測傳感器、位移、速度、加速度傳感器、振動檢測傳感器、氣體成分檢測傳感器、濕度檢測傳感器、光檢測傳感器及數字式傳感器的工作原理、基本結構及工程應用案例等；4至15章介紹瞭目前廣泛應用的虛擬儀器概念及傳感器的綜閤應用案例。本書內容全麵，具有較強的實用性，是普通高校技術應用型人纔培養的教材。

目錄

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前言
第l章 傳感器技術與應用概述
1.1 傳感器的定義、組成及分類
1.1.1 傳感器的定義
1.1.2 傳感器的組成
1.1.3 傳感器的分類
1.2 傳感器的特性
1.2.1 傳感器的靜態特性
1.2.2 傳感器的動態特性
1.3 傳感器的標定
1.3.1 傳感器的靜態特性標定
1.3.2 傳感器的動態特性標定
1.4 傳感器技術與應用的發展
方嚮
1.4.1 傳感器技術的發展方嚮
1.4.2 傳感器的應用發展方嚮
1.5 傳感器工程應用係統典型
結構
1.5.1 測量顯示係統的結構
1.5.2 檢測控製係統的結構
思考題及習題
第2章 溫度傳感器及其應用案例
2.1 溫度測量概述
2.1.1 溫度與溫標
2.1.2 溫度的測量方法和分類
2.2 熱電阻傳感器
2.2.1 熱電阻的測溫原理
2.2.2 常用熱電阻
2.2.3 常用熱電阻傳感器的
結構
2.2.4 熱電阻傳感器測溫電路
2.3 熱敏電阻傳感器
2.3.1 熱敏電阻的測溫原理
2.3.2 熱敏電阻的分類
2.3.3 熱敏電阻的結構及符號
2.3.4 熱敏電阻的主要參數
2.4 熱電偶傳感器
2.4.1 熱電偶的測溫原理
2.4.2 熱電偶的基本定律
2.4.3 熱電偶的常用類型及
特點
2.4.4 熱電偶傳感器的結構
型式
2.4.5 熱電偶的冷端處理方法
2.4.6 熱電偶測溫綫路
2.5 集成溫度傳感器
2.5.1 測溫原理及電路結構
2.5.2 常見集成溫度傳感器
及其應用
2.6 輻射式溫度傳感器
2.6.1 熱輻射基本定律
2.6.2 輻射式溫度傳感器的
應用
2.7 溫度測量與控製係統應用
案例
2.7.1 加熱器溫度測量顯示係統
教學案例
2.7.2 加熱器溫度檢測控製係統
教學案例
思考題及習題
第3章 壓力傳感器及其應用案例
3.1 壓力測量概述
第4章 流量傳感器及其應用案例
第5章 物位傳感器及其應用案例
第6章 光檢測傳感器及其應用
第7章 位移傳感器及其應用案例
第8章 速度傳感器及其應用案例
第9章 加速度傳感器及其應用
0章 振動測量傳感器及其應用案例
1章 氣敏傳感器及其應用案例
2章 濕敏傳感器及其應用案例
3章 數字式傳感器及其應用案例
4章 傳感器新技術及其應用案例
5章 傳感器綜閤應用案例介紹
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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探索感官世界的奧秘：傳感器技術與應用 我們的世界，是一個由無數信息構成的交響樂。從宏觀宇宙的運行，到微觀粒子的高速碰撞，再到生命體的微妙脈動，這一切都離不開信息的捕捉與傳遞。而在這信息捕捉的鏈條中，傳感器扮演著至關重要的角色，它們是連接物理世界與數字世界的橋梁，是實現智能化的基石。 “傳感器技術與應用”這本教材，正是帶領讀者深入探索這個充滿奇妙與挑戰的感官世界。它不僅僅是一本技術手冊，更是一扇開啓智慧之門的鑰匙，旨在為培養麵嚮未來、具備創新實踐能力的應用型人纔提供堅實的理論基礎和豐富的實踐指導。本書緊密結閤當前科技發展的前沿動態和産業應用的需求，著力於構建一個既係統全麵又深入淺齣的知識體係。 一、 傳感器基礎理論：構建堅實的認知基石 本書的第一部分，將帶領讀者從最基礎的層麵認識傳感器。我們將深入探討傳感器的基本概念、工作原理以及分類方法。 傳感器是什麼？ 我們會從定義入手，闡述傳感器作為一種能夠感知、響應並轉換特定物理量（如溫度、壓力、光、聲音、位移、力等）為可測量信號的器件的本質。理解傳感器的功能，是掌握後續知識的前提。 傳感器的工作原理： 不同的傳感器依賴於不同的物理效應來工作。我們將詳細介紹幾種最經典的傳感器工作原理，例如： 壓電效應： 某些晶體材料在受力時會産生電荷，反之亦然。基於此原理的壓電傳感器在壓力、加速度測量中有著廣泛應用。 熱電效應： 兩種不同金屬在結點處形成溫差時會産生電壓。這構成瞭熱電偶溫度傳感器的基礎。 磁緻伸縮效應： 磁性材料在外加磁場作用下會發生形變，反之亦然。磁緻伸縮傳感器可用於位移測量。 霍爾效應： 導體或半導體在磁場和電流同時作用下，會産生橫嚮電場。霍爾傳感器在磁場檢測、電流測量等方麵應用廣泛。 光電效應： 光照射到半導體材料上會産生電子-空穴對，從而改變材料的導電性或産生電勢差。光敏電阻、光電二極管、光電三極管等都基於此原理。 電阻變化原理： 許多物理量的變化會導緻材料的電阻值發生改變。例如，溫度會影響金屬或半導體的電阻（熱敏電阻），形變會改變金屬絲的電阻（應變片）。 電容變化原理： 介電常數、極闆麵積或極闆間距的變化會引起電容值的改變。電容式傳感器在濕度、壓力、液位等測量中錶現齣色。 傳感器的分類： 為瞭更好地理解和應用傳感器，我們需要對其進行分類。本書將從多個維度進行闡述： 按測量對象分類： 如溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、光傳感器、聲傳感器、位移傳感器、力傳感器、氣體傳感器、生物傳感器等。 按工作原理分類： 如電阻式、電容式、電感式、壓電式、光電式、熱電式、磁電式等。 按輸齣信號分類： 如模擬傳感器（輸齣連續變化的信號）和數字傳感器（輸齣離散的數字信號）。 按能量消耗分類： 如有源傳感器（需要外部電源供能）和無源傳感器（自身能夠産生輸齣信號）。 傳感器性能指標： 瞭解傳感器的性能指標是選擇和評估傳感器的關鍵。我們將詳細介紹： 靈敏度 (Sensitivity)： 輸齣量的變化量與輸入量的變化量之比。它決定瞭傳感器對微小變化的檢測能力。 綫性度 (Linearity)： 輸齣量與輸入量之間關係的逼近程度。良好的綫性度可以簡化信號處理。 遲滯 (Hysteresis)： 同一輸入量在上升和下降過程中，輸齣量不重閤的現象。遲滯越小，測量越準確。 分辨率 (Resolution)： 傳感器能夠檢測到的最小輸入量變化。 精度 (Accuracy)： 測量值與真實值之間的接近程度。 穩定性 (Stability)： 傳感器在長時間工作或不同環境條件下，性能保持不變的能力。 響應時間 (Response Time)： 傳感器對輸入量變化作齣反應所需的時間。 二、 常用傳感器技術詳解：聚焦主流與前沿 在掌握瞭基礎理論後，本書將深入剖析各種常用傳感器的技術細節，涵蓋其結構、工作機製、優缺點以及典型應用。 溫度傳感器： 從傳統的電阻溫度計（RTD）、熱電偶，到半導體類的熱敏電阻（NTC、PTC）、集成溫度傳感器（如LM35、DS18B20），再到紅外溫度傳感器，我們將全麵介紹不同類型溫度傳感器的原理、特性和適用場景。 壓力傳感器： 涉及應變片式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、陶瓷壓力傳感器等，探討它們如何將壓力轉化為電信號，以及在工業自動化、醫療設備、汽車電子等領域的應用。 位移傳感器： 包括綫性電位計、LVDT（綫性可變差動變壓器）、編碼器（增量式、絕對式）、激光位移傳感器、超聲波位移傳感器等，重點講解其測量原理和在機器人、精密測量、物位檢測中的作用。 力與力矩傳感器： 深入研究應變片式力傳感器、壓電式力傳感器，以及如何測量力的大小和方嚮，應用於材料測試、工業稱重、人機交互等方麵。 光傳感器： 覆蓋光敏電阻、光電二極管、光電三極管、CMOS/CCD圖像傳感器等，分析其對光的響應特性，以及在照明控製、圖像采集、安防監控、條形碼掃描等領域的應用。 濕度傳感器： 介紹電容式濕度傳感器、電阻式濕度傳感器、乾濕球濕度傳感器，以及它們在氣象監測、食品保鮮、空調控製、工業過程控製中的重要性。 氣體傳感器： 講解半導體式氣體傳感器、電化學式氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器等，分析它們如何檢測空氣中的特定氣體濃度，應用於環境監測、安全預警、智能傢居等領域。 慣性傳感器： 深入探討加速度計（MEMS加速度計）和陀螺儀（MEMS陀螺儀）的工作原理，它們如何感知物體的運動狀態，是智能手機、無人機、自動駕駛等技術的關鍵組成部分。 生物傳感器： 介紹生物傳感器的工作原理，即利用生物識彆元件（如酶、抗體、DNA）與待測物結閤産生可測量信號，並重點關注其在醫療診斷、食品安全、環境保護等領域的潛力。 三、 傳感器信號處理與接口技術：讓數據“說話” 傳感器采集到的原始信號往往需要經過處理纔能轉化為有用的信息。本部分將重點關注信號處理和接口技術。 信號調理： 講解放大、濾波、隔離、阻抗匹配等技術，如何去除噪聲，增強信號，使其適閤後續處理。 模擬-數字轉換 (ADC)： 介紹ADC的原理、類型（如逐次逼近型、Σ-Δ型）以及選擇標準，為將模擬信號轉化為數字信號提供技術支持。 數字信號處理 (DSP)： 介紹數字濾波、傅裏葉變換、卡爾曼濾波等基本DSP算法，如何從數字信號中提取有用的信息，進行特徵提取和模式識彆。 傳感器接口技術： 講解如何將傳感器與微控製器、計算機等設備連接。我們將詳細介紹： 串行通信接口： 如I2C、SPI、UART，它們在傳感器與微控製器之間進行數據交換的便捷性。 並行通信接口： 適用於高速數據傳輸的場景。 總綫技術： 如CAN總綫（用於汽車電子）、USB（用於通用連接），以及工業現場總綫（如Profibus、Modbus）在工業自動化中的應用。 無綫通信技術： 如藍牙、Wi-Fi、Zigbee、LoRa等，如何實現傳感器的無綫連接，構建物聯網係統。 四、 傳感器應用實例與係統集成：實踐與創新 理論結閤實際，本書將通過大量具體的應用案例，展示傳感器技術在各個領域的強大威力，並引導讀者進行係統集成。 工業自動化與智能製造： 探討傳感器在過程控製、質量檢測、設備狀態監測、機器人導航等方麵的應用，例如，利用視覺傳感器進行産品缺陷檢測，利用力傳感器實現機器人精準抓取，利用溫度傳感器監控生産設備運行狀態。 智能傢居與智慧城市： 分析傳感器如何提升生活品質和城市管理效率，例如，利用溫濕度傳感器自動調節室內環境，利用光傳感器控製燈光，利用氣體傳感器監測空氣質量，利用交通流量傳感器優化交通信號燈。 醫療健康與生物醫學工程： 介紹傳感器在疾病診斷、生命體徵監測、藥物輸送、康復治療等方麵的應用，例如，心電圖傳感器、血糖傳感器、脈搏血氧儀，以及用於假肢控製的肌電傳感器。 環境保護與安全監測： 講解傳感器在空氣質量監測、水質監測、土壤監測、災害預警（如地震、洪水）等方麵的作用，例如，PM2.5傳感器、CO2傳感器、pH傳感器，以及用於監測結構完整性的應變傳感器。 汽車電子與智能交通： 重點介紹傳感器在發動機控製、安全氣囊、ABS、ESP、ADAS（高級駕駛輔助係統）、自動駕駛等方麵的應用，例如，車速傳感器、氧傳感器、雷達傳感器、激光雷達（LiDAR）、攝像頭。 物聯網 (IoT) 係統集成： 強調傳感器在構建物聯網係統中的核心地位，講解如何將多個傳感器、通信模塊、雲平颱等集成起來，實現數據的采集、傳輸、存儲、分析和應用，從而創造新的商業模式和價值。 嵌入式係統開發： 引導讀者學習如何使用嵌入式開發平颱（如Arduino、Raspberry Pi）結閤傳感器進行項目開發，從原理圖設計、電路搭建到程序編寫和調試，全方位提升實踐能力。 五、 創新發展趨勢與展望：麵嚮未來 本書的最後一部分，將著眼於傳感器技術未來的發展趨勢，激發讀者的創新思維。 微型化與集成化： 探討MEMS（微機電係統）技術如何實現傳感器的微型化和多功能集成，以及其對便攜式設備和可穿戴設備的影響。 智能化與自學習能力： 展望未來傳感器將具備更強的自診斷、自校準和自適應能力，甚至具備一定的“智能”分析和決策能力。 多模態融閤與協同感知： 強調不同類型傳感器的融閤應用，通過多模態信息互補，提高感知的準確性和魯棒性。 新型傳感材料與技術： 介紹柔性傳感器、可穿戴傳感器、生物相容性傳感器、納米傳感器等前沿技術的研究進展。 大數據與人工智能的結閤： 探討如何利用大數據和人工智能技術，深度挖掘傳感器數據價值，實現更高級彆的智能化應用。 麵臨的挑戰與機遇： 分析傳感器技術在功耗、成本、可靠性、隱私安全等方麵仍麵臨的挑戰，以及在人工智能、5G、新能源等新興領域帶來的巨大機遇。 “傳感器技術與應用”教材，旨在為讀者構建一個清晰、完整、深入的知識體係，使其能夠深刻理解傳感器技術的核心價值，熟練掌握傳感器的選型、應用和開發技巧，並能夠站在技術前沿，洞察未來發展趨勢，最終成為一名能夠引領技術創新和産業發展的高素質應用型人纔。無論您是初學者還是有一定基礎的學習者，本書都將是您探索感官世界、解鎖智能時代奧秘的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特，它既有學術著作的嚴謹性，又帶著一種鼓勵探索的親和力。作者在闡述復雜概念時，很少使用那種讓人望而生畏的“學術黑話”，而是用一種非常平實的、近乎對話的語氣進行講解。這使得即便是初次接觸該領域的學生，也能較快地進入狀態，避免瞭被術語嚇退的窘境。我尤其喜歡其中穿插的一些“技術發展側記”或者“曆史迴顧”，這些小插麯不僅豐富瞭閱讀的趣味性，更讓人明白瞭每一項技術的誕生都是一個漫長而麯摺的演進過程，從而培養瞭一種對技術敬畏的心態。這種“潤物細無聲”的引導方式，比起那種生硬的知識灌輸，更能激發讀者的內在驅動力，讓人從“要我學”轉變為“我要學”，真正體會到知識的魅力所在。

評分☆☆☆☆☆

作為一名工程實踐者，我最看重的是教材的實用性和可操作性。很多理論書籍讀起來很“高大上”，但一旦要動手操作，卻發現與現實脫節。然而，這本書在這方麵做得非常齣色。書中提供的那些實驗指導和項目建議，詳細到連元件的規格型號都標注得清清楚楚，甚至連調試過程中可能遇到的常見“陷阱”都有溫馨提示。我曾經嘗試按照書中的一個小型數據采集係統的步驟去搭建，原以為會遇到很多睏難，沒想到，由於描述的詳盡和步驟的清晰，整個過程進行得異常順利。這種注重“手感”和“實操感”的編寫風格，讓我感覺作者不僅是理論專傢，更是深諳一綫工程挑戰的“老兵”。它讓我有信心去相信，書中所教授的知識不是停留在紙麵上的，而是可以直接轉化為生産力的有效工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是藝術品，深邃的藍色調搭配簡潔的白色字體，給人一種既專業又充滿未來感的印象。我記得我是在一個學術書店的角落裏偶然發現它的，那一刻仿佛被某種無形的力量吸引。書脊上的燙金字體在燈光下閃爍著低調的光芒，讓我迫不及待地想翻開它，探尋其中蘊含的奧秘。內頁的紙張質感極佳，觸感溫潤，即便是長時間閱讀也不會感到疲憊。裝幀的工藝也體現瞭齣版方的用心，書頁的鎖綫非常牢固，可以完全平攤在桌麵上，這對於需要對照圖錶和代碼進行學習的讀者來說，簡直是福音。我特彆欣賞它在排版上的考究，圖文排布疏密有緻，每一張示意圖都清晰銳利，沒有那種廉價印刷品的模糊感。初次翻閱時，我被其精美的外觀所摺服，它不僅僅是一本教材，更像是一件可以陳列在書架上的工藝品，彰顯瞭閱讀者對技術學習的認真態度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節邏輯安排得極其精妙，仿佛一位經驗豐富的老教授在為你量身定製學習路徑。它沒有上來就拋齣復雜的公式和晦澀的理論，而是從宏觀的應用場景切入，循序漸進地引導我們理解基礎的物理原理和信號采集的過程。我記得在學習某一特定傳感器原理時，作者用瞭一個非常生動的比喻，一下子就打通瞭我腦海中那些原本糾纏不清的概念，那種“豁然開朗”的感覺至今記憶猶新。更難能可貴的是，書中的案例分析並非照本宣科的教科書式演示，而是緊密結閤瞭當前工業界最前沿的實際問題，比如物聯網中的環境監測，或者智能製造中的實時反饋控製。每一次讀完一個小節，我都能清晰地感覺到自己的知識體係正在被係統地搭建起來，而不是零散地堆砌信息。這種結構化的教學方法，極大地提升瞭學習效率和興趣，讓人感覺每翻過一頁都是在為未來的實踐打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，市麵上的教材汗牛充棟，但真正能夠跨越理論與實踐鴻溝的鳳毛麟角。這本書最讓我印象深刻的一點，是它對“創新”二字的深刻理解和體現。它並非僅僅是羅列現有技術的堆砌，而是巧妙地引導讀者去思考現有技術的局限性，並鼓勵他們在這些局限性上進行思考和突破。書中的某些章節，對於未來傳感器技術的發展趨勢進行瞭大膽的預測和前瞻性的分析，這些內容激發瞭我強烈的研究興趣。它不隻是教會你“如何做”，更重要的是啓發你“為什麼要這樣做”以及“未來可以做得更好”。這種對未來視野的培養，對於身處快速變化的技術時代中的學習者來說，無疑是極其寶貴的財富。它讓我明白，學習技術不是為瞭應付考試，而是為瞭參與到未來的技術構建中去。