傳感器原理及應用(曹光躍) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹光躍 著

圖書標籤:

• 傳感器
• 原理
• 應用
• 曹光躍
• 物理學
• 電子技術
• 測量技術
• 儀器儀錶
• 工程技術
• 高等教育

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122079206

商品編碼：29729711368

包裝：平裝

齣版時間：2010-05-01

基本信息

書名:傳感器原理及應用(曹光躍)

：25.00元

售價：17.0元,便宜8.0元,摺扣68

作者:曹光躍

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2010-05-01

ISBN：9787122079206

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.481kg

編輯推薦

內容提要

本書是高職高專電子類專業規劃教材係列之一。
本教材內容豐富，涵蓋麵廣，語言精練。全書共分14章，主要內容包括傳感器基礎、傳感器與測量技術、電容式傳感器、電感傳感器、力敏傳感器、熱敏傳感器、氣敏傳感器、磁敏傳感器、光敏傳感器、濕敏傳感器、電磁波傳感器、位移和流量傳感器、超聲波傳感器和其他類型傳感器在工業中的應用。
本書可作為高職高專院校、成人高校、民辦高校及本科院校舉辦的二級職業技術學院電子類、通信類及相關專業的教學用書，也可作為社會從業人士的業務參考書及培訓用書。

目錄

章　傳感器基礎
　1.1　傳感器的定義與組成
　　1.1.1　傳感器的定義
　　1.1.2　傳感器組成
　　1.1.3　對傳感器的一般要求
　　1.1.4　自動測控係統與傳感器
　　1.1.5　自動測控係統例
　1.2　傳感器的分類
　　1.2.1　按被測量分類
　　1.2.2　按傳感器工作原理分類
　1.3　傳感器的基本特性
　　1.3.1　傳感器的靜態特性
　　1.3.2　傳感器的動態特性
　1.4　傳感器的標定
　　1.4.1　傳感器的靜態特性標定
　　1.4.2　靜態標定例——電渦流傳感器的靜態標定
　1.5　傳感器接口電路
　　1.5.1　傳感器輸齣信號的特點
　　1.5.2　典型的傳感器接口電路
　思考題
第2章　傳感器與測量技術
　2.1　電參量測量技術
　　2.1.1　電壓的測量
　　2.1.2　阻抗的測量
　　2.1.3　交流阻抗及L、C的測量
　　2.1.4　頻率的測量
　　2.1.5　時間間隔的數字測量
　　2.1.6　相位差的數字測量
　2.2　檢測技術基礎
　　2.2.1　測量與測量方法
　　2.2.2　測量係統
　2.3　傳感器信息融閤
　　2.3.1　信息融閤的概念
　　2.3.2　傳感器信息融閤的應用
　　2.3.3　傳感器信息融閤的分類
　　2.3.4　信息融閤的結構
　　2.3.5　傳感器信息融閤的一般方法
　　2.3.6　傳感器信息融閤的實例
　2.4　傳感器網絡
　　2.4.1　傳感器網絡的作用
　　2.4.2　傳感器網絡的結構
　　2.4.3　傳感器網絡信息交換體係
　2.5　傳感器技術的發展
　　2.5.1　傳感器新技術的發展
　　2.5.2　改善傳感器性能的技術途徑
　思考題
第3章　電容式傳感器
　3.1　電容式傳感器工作原理和類型
　　3.1.1　工作原理
　　3.1.2　變極距型電容式傳感器
　　3.1.3　變麵積型電容式傳感器
　　3.1.4　變介電常數型電容式傳感器
　3.2　電容式傳感器的信號測量及轉換電路
　　3.2.1　電容式傳感器等效電路
　　3.2.2　調頻測量電路
　　3.2.3　電橋電路
　　3.2.4　二極管雙T形交流電橋
　　3.2.5　差動脈衝寬度調製電路
　　3.2.6　運算放大器式電路
　3.3　電容式傳感器的特點及應用
　　3.3.1　差動式電容測厚傳感器
　　3.3.2　電容式料位傳感器
　　3.3.3　電容式接近開關
　　3.3.4　液體燃料測量
　思考題
第4章　電感式傳感器
　4.1　自感式傳感器
　　4.1.1　工作原理
　　4.1.2　測量電路
　　4.1.3　變磁阻式傳感器的應用
　4.2　差動變壓器式傳感器
　　4.2.1　變隙式差動變壓器工作原理
　　4.2.2　誤差因素分析
　　4.2.3　差動變壓器式傳感器測量電路
　　4.2.4　差動變壓器式傳感器的應用
　4.3　電渦流式傳感器
　　4.3.1　工作原理
　　4.3.2　電渦流傳感器測量電路
　　4.3.3　渦流式傳感器的應用
　4.4　感應同步器
　　4.4.1　直綫式感應同步器
　　4.4.2　信號處理方式
　思考題
第5章　力敏傳感器
　5.1　彈性敏感元件
　　5.1.1　彈性敏感元件的特性
　　5.1.2　彈性敏感元件的分類
　5.2　電阻應變式傳感器
　　5.2.1　應變電阻的概念
　　5.2.2　電阻應變片的測量電路
　　5.2.3　應變式傳感器的應用
　5.3　壓電式傳感器
　　5.3.1　壓電效應及壓電材料
　　5.3.2　壓電式傳感器等效電路
　　5.3.3　壓電式傳感器測量電路
　　5.3.4　壓電式傳感器的應用
　5.4　壓磁式傳感器
　5.5　壓阻式傳感器（半導體壓力應變片）
　思考題
第6章　熱敏傳感器
第7章　氣敏傳感器
第8章　磁敏傳感器
第9章　光敏傳感器
0章　濕敏傳感器
1章　電磁波傳感器
2章　位移、流量傳感器
3章　超聲波傳感器
4章　其他類型傳感器
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

探索感知世界的奧秘：從基礎原理到前沿應用 在現代科技飛速發展的浪潮中，傳感器扮演著不可或缺的角色。它們如同人類的感官延伸，將物理世界的各種信息轉化為可被機器理解和處理的數據，從而驅動著從智能傢居到工業自動化，再到生物醫療等各個領域的創新與變革。本書《傳感器原理及應用》旨在為讀者係統、深入地剖析傳感器的核心奧秘，揭示其背後的科學原理，並引領大傢領略其在各行各業中的精彩應用。 一、 傳感器：無處不在的“眼睛”與“耳朵” 傳感器，顧名思義，是用於檢測、測量或指示特定物理量、化學量或生物量的設備。它們將外部世界的微妙變化轉化為電信號，進而被進一步處理、分析和利用。想象一下，智能手機如何感知你的觸摸，汽車如何監測路況，工廠如何實時監控生産流程，醫療設備如何監測病人的生命體徵……這一切都離不開傳感器的默默工作。 本書將首先為讀者構建一個全麵的傳感器知識體係。我們將從傳感器的基本概念入手，闡述其工作原理，介紹其分類方法，並分析影響其性能的關鍵因素。 基本概念與分類： 傳感器是如何工作的？它們能測量什麼？本書將從最基礎的層麵開始，解釋傳感器的定義、功能以及它們如何實現對物理量（如溫度、壓力、光、聲音、位移、力等）、化學量（如氣體濃度、pH值、濕度等）和生物量（如血糖、心率、DNA序列等）的感知。我們將詳細介紹不同傳感器的工作機理，例如壓阻效應、電容效應、壓電效應、光電效應、化學反應等，並據此對傳感器進行分類，如電阻式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、光學傳感器、化學傳感器、生物傳感器等。 性能指標與選擇： 瞭解傳感器的原理隻是第一步，更重要的是如何根據實際需求選擇閤適的傳感器。本書將深入探討影響傳感器性能的關鍵指標，包括精度、靈敏度、綫性度、遲滯、分辨率、響應時間、穩定性、抗乾擾能力以及工作溫度範圍等。我們會詳細解釋這些指標的含義，並提供如何評估和比較不同傳感器性能的方法，幫助讀者在復雜的傳感器市場中做齣明智的選擇。 信號處理與接口技術： 傳感器輸齣的原始信號往往需要經過一係列的處理纔能被有效利用。本書將介紹傳感器的信號調理技術，包括放大、濾波、A/D轉換等，以及如何將傳感器與微控製器、數據采集係統等進行有效連接。我們將討論常見的接口協議，如I2C、SPI、UART等，以及它們在傳感器係統設計中的作用。 二、 核心傳感器原理深度解析 瞭解瞭傳感器的基本框架後，本書將進一步深入到各種核心傳感器的具體原理。我們將精選一批在現代技術中應用最為廣泛、最具代錶性的傳感器，對其工作原理進行細緻入微的剖析。 溫度傳感器： 從簡單易用的熱敏電阻、熱電偶，到高精度、數字化的集成溫度傳感器，本書將詳細講解它們是如何通過測量電阻變化、電動勢産生或半導體結特性來感知溫度的。我們會分析不同溫度傳感器的工作範圍、精度和響應速度，並探討它們在環境監測、工業控製、傢用電器等領域的應用。 壓力傳感器： 壓力傳感器是實現壓力量測的關鍵。我們將介紹基於膜片變形的壓阻式、電容式以及陶瓷壓阻式壓力傳感器。詳細闡述它們如何將壓力的機械形變轉化為可測量的電信號，並分析不同類型在汽車、航空航天、醫療設備以及工業自動化中的優勢和應用場景。 位移與位置傳感器： 無論是綫性的位移測量還是鏇轉的位置確定，位移和位置傳感器都發揮著至關重要的作用。本書將涵蓋各種類型的位移傳感器，包括電位計、綫性磁緻伸縮傳感器、霍爾效應傳感器、編碼器（絕對式和增量式）以及超聲波、激光測距傳感器。我們將深入解析它們的工作原理，並探討它們在機器人、自動化生産綫、測量儀器以及導航係統中的應用。 光學傳感器： 光是信息傳遞的重要載體，光學傳感器則能捕捉光的信息。本書將介紹光敏電阻、光電二極管、光電晶體管、CCD和CMOS圖像傳感器等。我們會講解它們如何將光強度、顔色、光譜等信息轉化為電信號，並展示它們在條形碼掃描、光照度測量、圖像采集、光通信以及安防監控等領域的廣泛應用。 氣體與化學傳感器： 隨著對環境監測和工業過程控製的要求日益提高，氣體與化學傳感器的重要性愈發凸顯。本書將介紹多種類型的氣體傳感器，如半導體氣體傳感器、電化學氣體傳感器、紅外氣體傳感器等，並闡述它們如何通過與特定氣體分子的反應或吸收來産生可測量的信號。我們會探討它們在空氣質量監測、有害氣體檢測、醫療診斷以及食品安全等領域的應用。 力與觸覺傳感器： 力和觸覺是人類與物理世界交互的重要方式。本書將介紹力傳感器（如應變片式力傳感器）、力矩傳感器以及觸覺傳感器。我們將分析它們如何將受到的力轉化為電信號，並討論它們在工業自動化、醫療康復、人機交互以及智能機器人等方麵的應用，例如實現精準的抓取力控製或模擬真實的觸覺反饋。 生物傳感器： 生物傳感器結閤瞭生物識彆元件和信號轉換器，能夠特異性地檢測生物分子或生物過程。本書將介紹酶生物傳感器、抗體生物傳感器、核酸生物傳感器以及微生物傳感器等。我們會深入探討它們的構建原理、工作機製，並展望它們在疾病診斷、藥物研發、環境保護以及食品安全檢測等前沿領域的巨大潛力。 三、 傳感器在各領域的創新應用 理論知識的掌握最終是為瞭更好地應用於實踐。本書的最後一個重要部分將聚焦於傳感器在各個關鍵領域的創新應用，通過鮮活的案例，展現傳感器如何驅動技術進步，改善人類生活。 智能傢居與物聯網（IoT）： 傳感器是構建智能傢居和物聯網係統的基石。本書將探討如何利用溫度、濕度、光照、運動、門窗開關等傳感器，結閤無綫通信技術，實現對傢居環境的自動化控製、安全監控以及能源管理。我們將分析智能傢居設備（如智能燈泡、智能空調、智能門鎖）背後的傳感器技術，以及它們如何協同工作，為用戶提供更舒適、便捷、安全的生活體驗。 工業自動化與智能製造： 在工業領域，傳感器是實現高效、精準生産的關鍵。本書將介紹傳感器在生産過程監控、質量檢測、設備狀態監測、預測性維護以及機器人控製等方麵的應用。例如，在汽車製造中，各種傳感器用於監測裝配精度、發動機性能；在食品生産中，傳感器用於監測溫度、濕度和成分；在機器人領域，傳感器則賦予機器人感知環境、進行精確操作的能力。 汽車電子與自動駕駛： 汽車的智能化和自動化程度越來越高，傳感器功不可沒。本書將詳細介紹汽車中應用的各類傳感器，包括用於發動機管理的溫度、壓力傳感器，用於安全係統的雷達、激光雷達（LiDAR）、攝像頭，以及用於導航和定位的GPS、IMU（慣性測量單元）。我們將探討這些傳感器如何協同工作，實現高級駕駛輔助係統（ADAS）以及自動駕駛技術的落地。 醫療健康與生物醫學工程： 傳感器在疾病診斷、健康監測、藥物輸送和康復治療等方麵發揮著越來越重要的作用。本書將介紹可穿戴健康監測設備（如智能手環、智能手錶）中集成的生理傳感器，如心率傳感器、血氧傳感器、體溫傳感器、運動傳感器。同時，我們也將探討用於醫學成像、體外診斷以及植入式醫療設備中的各類生物傳感器和微型傳感器。 環境監測與保護： 隨著人們對環境問題的日益關注，傳感器在環境監測領域的應用也日益廣泛。本書將介紹用於監測空氣質量（如PM2.5、CO2、VOCs）、水質（如pH值、溶解氧、汙染物濃度）以及土壤狀況的各類傳感器。我們將探討這些傳感器如何幫助我們瞭解環境變化，製定有效的環境保護策略。 航空航天與國防： 在高精尖的航空航天和國防領域，傳感器的可靠性和性能至關重要。本書將簡要介紹在飛行器導航、姿態控製、目標探測、環境感知以及武器係統中應用的各類傳感器，突齣其在極端環境下的穩定性和高精度要求。 結語 《傳感器原理及應用》不僅僅是一本技術手冊，更是一扇通往未來科技世界的大門。通過對傳感器原理的深入剖析和對前沿應用的廣泛探索，我們希望讀者能夠深刻理解傳感器在現代社會中的核心價值，激發對傳感技術進一步學習和研究的興趣。隨著科技的不斷發展，傳感器的種類將更加豐富，性能將更加卓越，應用領域也將不斷拓展。本書將為讀者打下堅實的基礎，使他們能夠緊跟時代步伐，參與到這場感知世界的革命中來，共同創造一個更智能、更美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

我是一個工程實踐者，對理論知識的實用性要求很高。很多教科書寫得天花亂墜，但真到瞭項目現場，卻發現很多內容脫離實際。然而，這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅停留在“是什麼”的層麵，更深入到瞭“怎麼做”和“為什麼這麼做”。書中穿插瞭大量的工程實例，從工業自動化中的溫度、壓力傳感，到智能交通中的流量檢測，每個案例的分析都非常到位，不僅講解瞭傳感器選型的依據，還分析瞭常見乾擾源的處理方法。尤其是關於數據漂移和綫性度校準那幾個章節，簡直就是一本實戰寶典。我根據書裏提到的方法，優化瞭我手頭項目中的一個數據采集模塊，效果立竿見影。作者顯然是站在一綫經驗的基礎上進行闡述的，字裏行間透露著解決實際問題的智慧，這比純理論的堆砌要有價值得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得很有質感，那種深藍色的背景配上清晰的白色字體，一眼就能感受到它蘊含的專業氣息。我拿到手的時候，就忍不住翻瞭幾頁。我對傳感器技術一直很感興趣，特彆是那種能把物理世界信號精準轉化為電信號的“魔法”。這本書的講解非常細緻，從最基礎的傳感器分類、工作原理，到後期的信號處理和實際應用案例，幾乎涵蓋瞭整個領域。我特彆欣賞作者在描述復雜概念時所用的類比，那些生動的例子讓原本晦澀難懂的理論變得清晰易懂。比如，在講解應變式傳感器時，作者沒有直接拋齣復雜的數學公式，而是先用一個生活中的例子，讓你直觀理解應力是如何引起電阻變化的。這種循序漸進的教學方式，對於初學者來說簡直是福音，讓人很有信心啃下去。整本書的排版也很舒服，圖文並茂，那些原理圖和實物圖都非常清晰，有助於我們構建起完整的知識體係。

評分☆☆☆☆☆

作為一名教育工作者，我在選擇教學參考書時，往往會考慮它的啓發性和前瞻性。這本書在這兩個方麵都做得非常齣色。它不僅梳理瞭成熟的經典理論，更重要的是，作者在很多章節的結尾，都對未來傳感技術的發展趨勢進行瞭探討和展望。比如，關於物聯網背景下的分布式傳感網絡、微納傳感器集成化等熱點問題，都有獨到的見解。這使得這本書不僅僅是一本“迴顧過去”的教材，更是一份“麵嚮未來”的路綫圖。它激發瞭我的學生們對前沿技術的熱情，不少同學都根據書中的討論，選擇瞭一些具有挑戰性的畢業設計課題。這種引導和啓發的作用，是任何一本單純羅列知識點的書所無法比擬的，它真正體現瞭知識的生命力和引導力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令我印象深刻。我嘗試過閱讀一些國外引進的教材，它們往往在某些細分領域非常深入，但在知識的全麵性上有所欠缺。而這本著作，像是一個全景式的畫捲，將傳感器技術的大部分重要分支都囊括瞭進來。從光電、電容、壓電，到磁敏感、生化傳感器，幾乎沒有遺漏。更難得的是，作者在平衡深度和廣度上把握得恰到好處。對於基礎原理，他講解得足夠深入，確保讀者理解其物理本質；而在介紹新興技術時，又能保持足夠的概括性，不至於讓讀者迷失在過多的細節中。讀完這本書，我感覺自己對整個傳感器領域的認知框架被徹底搭建起來瞭，不再是零散的知識點，而是一個相互關聯的有機整體，這對於我進行跨領域的技術探索非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

我個人更傾嚮於那種邏輯嚴密、論證充分的學術寫作風格，這本書在這一點上完全滿足瞭我的需求。作者的語言非常精煉，用詞準確，沒有絲毫的冗餘或含糊不清之處。每一個章節的邏輯遞進都如同精密儀器的運行軌跡，環環相扣，步步為營。尤其是在介紹復雜數學模型推導時，作者的推導過程展示得非常清晰，每一步的假設和轉換都有明確的依據，這對於需要進行二次開發和模型優化的技術人員來說至關重要。我喜歡這種“把醜話說在前頭”的嚴謹態度，它教會瞭我如何係統性地分析問題，而不是簡單地套用公式。讀這本書的過程，與其說是學習知識，不如說是在進行一次嚴謹的科學思維訓練，受益匪淺。