正版刚传感器技术与应用(普通高等教育应用型人才培养创新教材)9787111471219宋德 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋德杰著 著

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店铺： 温文尔雅图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111471219

商品编码：29763822011

包装：平装

出版时间：2014-09-01

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基本信息

书名：传感器技术与应用(普通高等教育应用型人才培养创新教材)

定价：35.00元

作者：宋德杰著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-09-01

ISBN：9787111471219

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

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编辑推荐

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内容提要

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本书介绍了工程检测中使用的各种传感器原理、结构、特性及应用案例，全书内容分为15章：章介绍了传感器的基本概念和基本特性等有关内容；第2至13章介绍了温度检测传感器、压力检测传感器、流量检测传感器、物位检测传感器、位移、速度、加速度传感器、振动检测传感器、气体成分检测传感器、湿度检测传感器、光检测传感器及数字式传感器的工作原理、基本结构及工程应用案例等；4至15章介绍了目前广泛应用的虚拟仪器概念及传感器的综合应用案例。本书内容全面，具有较强的实用性，是普通高校技术应用型人才培养的教材。

目录

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前言
第l章 传感器技术与应用概述
1.1 传感器的定义、组成及分类
1.1.1 传感器的定义
1.1.2 传感器的组成
1.1.3 传感器的分类
1.2 传感器的特性
1.2.1 传感器的静态特性
1.2.2 传感器的动态特性
1.3 传感器的标定
1.3.1 传感器的静态特性标定
1.3.2 传感器的动态特性标定
1.4 传感器技术与应用的发展
方向
1.4.1 传感器技术的发展方向
1.4.2 传感器的应用发展方向
1.5 传感器工程应用系统典型
结构
1.5.1 测量显示系统的结构
1.5.2 检测控制系统的结构
思考题及习题
第2章 温度传感器及其应用案例
2.1 温度测量概述
2.1.1 温度与温标
2.1.2 温度的测量方法和分类
2.2 热电阻传感器
2.2.1 热电阻的测温原理
2.2.2 常用热电阻
2.2.3 常用热电阻传感器的
结构
2.2.4 热电阻传感器测温电路
2.3 热敏电阻传感器
2.3.1 热敏电阻的测温原理
2.3.2 热敏电阻的分类
2.3.3 热敏电阻的结构及符号
2.3.4 热敏电阻的主要参数
2.4 热电偶传感器
2.4.1 热电偶的测温原理
2.4.2 热电偶的基本定律
2.4.3 热电偶的常用类型及
特点
2.4.4 热电偶传感器的结构
型式
2.4.5 热电偶的冷端处理方法
2.4.6 热电偶测温线路
2.5 集成温度传感器
2.5.1 测温原理及电路结构
2.5.2 常见集成温度传感器
及其应用
2.6 辐射式温度传感器
2.6.1 热辐射基本定律
2.6.2 辐射式温度传感器的
应用
2.7 温度测量与控制系统应用
案例
2.7.1 加热器温度测量显示系统
教学案例
2.7.2 加热器温度检测控制系统
教学案例
思考题及习题
第3章 压力传感器及其应用案例
3.1 压力测量概述
第4章 流量传感器及其应用案例
第5章 物位传感器及其应用案例
第6章 光检测传感器及其应用
第7章 位移传感器及其应用案例
第8章 速度传感器及其应用案例
第9章 加速度传感器及其应用
0章 振动测量传感器及其应用案例
1章 气敏传感器及其应用案例
2章 湿敏传感器及其应用案例
3章 数字式传感器及其应用案例
4章 传感器新技术及其应用案例
5章 传感器综合应用案例介绍
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《传感器原理、设计与测试》 内容简介： 本书系统深入地阐述了现代传感器的基本原理、设计方法、制造工艺以及性能测试技术。涵盖了从传感器的工作机理到实际应用的全过程，旨在为读者构建一个全面而扎实的传感器知识体系。全书共分为十二章，结构清晰，逻辑严谨，理论与实践相结合，力求使读者在掌握理论知识的同时，也能了解传感器的实际开发与应用。 第一章 绪论 本章作为全书的开篇，首先介绍了传感器的定义、发展历程及其在国民经济和社会发展中的重要地位。通过对传感器概念的界定，明确了其作为信息获取终端的关键作用。接着，追溯了传感器技术的发展脉络，从早期简单的物理量测量工具，到如今高度集成化、智能化、网络化的先进器件，展现了其技术演进的深刻变革。随后，重点阐述了传感器在各个领域的广泛应用，如工业自动化、航空航天、医疗健康、环境保护、汽车电子、智能家居等，通过具体的应用案例，突显了传感器技术的核心价值和不可替代性。最后，对本书的整体内容、章节安排以及学习方法进行了概述，为读者指明了学习方向，并强调了掌握传感器技术对于提升科研能力和职业竞争力的重要性。 第二章 传感器的工作原理 本章是本书的核心基础，详细介绍了各类传感器的工作原理。首先，从物理效应入手，系统讲解了诸如压阻效应、热敏电阻效应、霍尔效应、光电效应、压电效应、磁致伸缩效应、生物化学反应等在传感器设计中的应用。每种效应都进行了深入的理论分析，包括其物理机制、数学模型以及与被测量之间的关系。随后，针对不同的测量对象，如温度、压力、位移、速度、加速度、湿度、光照、气体、生物分子等，详细介绍了相应的传感器类型及其工作原理。例如，在温度传感器方面，介绍了热电阻、热电偶、红外测温等；在压力传感器方面，讲解了膜盒式、应变片式、电容式等；在位移传感器方面，阐述了线性变压器、编码器、激光测距等。此外，本章还探讨了传感器的工作模式，如接触式和非接触式，以及传感器信号的输出形式，如模拟信号和数字信号，为后续章节的深入学习奠定了坚实的基础。 第三章 传感器材料与制造工艺 本章聚焦于支撑传感器性能的关键因素——材料与制造工艺。首先，详细介绍了传感器制造中常用的各类材料，包括金属材料（如铂、铜、镍、镍铬合金等）、半导体材料（如硅、锗、砷化镓等）、陶瓷材料（如氧化铝、氧化锆等）、高分子材料（如聚合物薄膜、压电聚合物等）以及复合材料。对这些材料的物理、化学、电学、热学等特性进行了深入分析，并阐述了其在不同传感器类型中的应用优势。随后，重点介绍了现代传感器制造的主流工艺，包括薄膜技术（如化学气相沉积CVD、物理气相沉积PVD、溅射等）、厚膜技术（如丝网印刷、喷墨打印等）、微机电系统（MEMS）技术（如光刻、刻蚀、键合等）以及新兴的纳米制造技术。对这些工艺的原理、流程、设备以及优缺点进行了详细讲解，并结合具体传感器产品的制造实例，展示了先进制造技术在提高传感器性能、降低成本、实现小型化和集成化方面的巨大潜力。 第四章 传感器信号调理与接口电路 本章深入探讨了传感器输出信号的处理与连接技术。传感器输出的原始信号往往具有微弱、易受干扰、非线性等特点，因此需要经过信号调理电路进行放大、滤波、线性化、隔离等处理，才能满足后续数据采集和处理的要求。本章首先介绍了常用的信号调理电路模块，包括放大器（如运算放大器、仪表放大器）、滤波器（如低通、高通、带通滤波器）、电压/电流转换器、阻抗匹配电路等。随后，详细阐述了不同类型传感器的接口电路设计，如电阻式、电容式、电感式、压电式传感器的接口电路。重点讲解了模拟信号和数字信号的转换技术，包括模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的工作原理、选型以及接口设计。此外，还介绍了传感器与微控制器（MCU）或其他数字处理单元的连接方式，如SPI、I2C、UART等通信协议的应用。最后，对传感器网络和无线传感器网络（WSN）中的接口设计也进行了初步介绍，为实现分布式传感和物联网应用打下基础。 第五章 传感器性能参数与测试方法 本章系统介绍了传感器性能评价的关键指标以及相应的测试方法。首先，详细阐述了传感器的主要性能参数，包括灵敏度、线性度、分辨率、重复性、迟滞、响应时间、稳定性、精度、过载能力、工作温度范围、贮存温度范围等。对每个参数的定义、物理意义、影响因素以及评价标准进行了详细说明。随后，介绍了传感器性能测试的通用方法和基本原理，包括静态测试和动态测试。在静态测试方面，重点讲解了如何测量传感器的灵敏度、线性度、迟滞等参数，并介绍了常用的校准方法。在动态测试方面，则阐述了如何测量传感器的响应时间、频率响应以及动态稳定性等。此外，本章还讨论了环境因素（如温度、湿度、电磁干扰）对传感器性能的影响，以及相应的测试环境和防护措施。最后，通过具体的传感器测试案例，引导读者理解和掌握传感器性能评价的实际操作。 第六章 温度传感器 本章专注于温度传感器的原理、类型、设计与应用。首先，从热力学和传热学的基本原理出发，深入剖析了各种温度传感器的物理基础。接着，详细介绍了主要的温度传感器类型，包括：电阻温度探测器（RTD），重点分析了铂、铜、镍等材料的电阻-温度特性，以及其高精度和稳定性；热电偶，讲解了塞贝克效应，并介绍了不同材料组合（如K型、J型、T型、E型）在不同温度范围内的应用；热敏电阻，分析了NTC（负温度系数）和PTC（正温度系数）的特性及其在测温和限流方面的应用；红外测温传感器，阐述了基于黑体辐射原理的非接触式测温方法；以及其他新兴的温度传感器，如半导体PN结温度传感器。对于每种传感器，都深入探讨了其设计要点，包括材料选择、结构设计、信号输出方式等。最后，通过大量实际应用案例，如工业过程控制、环境监测、医疗设备、食品安全等，展示了温度传感器在现代生活中的广泛重要性。 第七章 压力传感器 本章详细阐述了压力传感器的工作原理、分类、设计特点及应用。从流体力学和固体力学的基本理论出发，解释了压力对材料产生的形变或电学特性的影响。随后，系统介绍了各类压力传感器的基本原理和结构：膜盒式压力传感器，讲解了膜盒的形变如何驱动指针或转换为电信号；应变片式压力传感器，重点分析了金属应变片和半导体应变片在测量膜片形变时的电阻变化；电容式压力传感器，阐述了膜片形变导致电容变化的工作机制；压阻式压力传感器，则深入研究了硅材料的压阻效应；以及其他类型，如陶瓷压力传感器、光学压力传感器等。本章强调了传感器设计中应考虑的关键因素，包括测量范围、精度要求、环境适应性（如耐高温、耐腐蚀）以及安装方式。在应用方面，则列举了工业自动化中的液位、流量测量，汽车引擎的压力监测，航空航天中的气压测量，以及医疗器械中的血氧、呼吸压力监测等典型场景。 第八章 位移、速度与加速度传感器 本章聚焦于测量运动状态的关键传感器，包括位移、速度和加速度传感器。首先，从运动学和动力学的角度出发，解析了这些物理量之间的内在联系。接着，详细介绍了各类传感器的原理和设计：位移传感器方面，包括线性变压器（LVDT）利用电磁感应原理进行非接触式位移测量，光学编码器通过光学信号转换实现高精度角位移和线位移测量，以及激光测距传感器用于远距离非接触式位移检测。速度传感器方面，则介绍了多普勒超声波速度传感器、霍尔效应测速传感器等。加速度传感器方面，重点讲解了压电式加速度计、压阻式加速度计以及MEMS加速度计的工作原理，并分析了它们在惯性导航、结构健康监测、车辆安全系统等领域的应用。本章强调了不同传感器在测量范围、精度、响应速度、抗干扰能力等方面的差异，以及如何根据具体应用场景进行选择。 第九章 流量与液位传感器 本章系统介绍了流量和液位传感器。在流量传感器方面，本章深入探讨了不同流量测量原理，如：差压式流量传感器（孔板、文丘里管）基于伯努利方程的工作原理；电磁流量计利用法拉第电磁感应定律测量导电液体流量；涡轮流量计通过叶轮转速反映流量大小；超声波流量计（传播时间法、多普勒法）实现非接触式流量测量；以及质量流量计（科里奥利力质量流量计）直接测量质量流量。在液位传感器方面，则介绍了浮球式、电阻式、电容式、超声波式、雷达式、磁致伸缩式以及静压式液位传感器，并分析了它们在不同介质（液体、固体）和环境下的适用性。本章注重对传感器结构、安装要求、测量精度以及应用范围的详细介绍，并结合实际工业场景，如石油化工、水处理、食品饮料等行业的流量和液位监测需求，进行了深入的应用分析。 第十章 气体与化学传感器 本章专注于气体和化学传感器的原理、设计与应用。首先，从化学反应动力学和物质传输原理出发，解析了各类传感器的基础。随后，详细介绍了主要的气体传感器类型：半导体气体传感器（如氧化锡、氧化锌）利用半导体材料表面吸附气体引起电导率变化；电化学气体传感器（如氧化锆、固体电解质）基于电化学反应产生电信号；催化燃烧式气体传感器用于检测可燃性气体；红外气体传感器利用特定气体对红外光的吸收特性。对于化学传感器，则涵盖了pH传感器、离子选择性电极（ISE）、生物传感器（如酶电极、免疫传感器）等，重点阐述了它们在检测特定化学物质和生物分子方面的机理。本章还探讨了传感器的选择性、灵敏度、响应时间、稳定性以及交叉干扰等关键性能指标，并结合环保监测、工业安全、食品检测、医疗诊断等领域的应用案例，展示了气体与化学传感器在保障人类健康与环境安全方面的重要作用。 第十一章 传感器网络与物联网应用 本章将视角从单一传感器扩展到传感器系统和应用层面，重点探讨了传感器网络（SN）和物联网（IoT）中的传感器技术。首先，介绍了传感器网络的构成、拓扑结构、通信协议以及数据管理。详细阐述了无线传感器网络（WSN）的特点，包括节点设计、能量效率、路由机制和协同感知等关键技术。随后，深入分析了传感器在物联网中的核心作用，强调了传感器作为信息采集的“触角”，如何与网络通信、云计算、大数据分析等技术相结合，构建智能化的应用系统。本章重点关注了智能家居、智慧城市、智能交通、工业物联网（IIoT）、智慧农业等领域的典型应用，通过具体的案例，阐释了传感器数据在实现环境感知、设备监控、状态预警、决策优化等方面的价值。此外，还对传感器技术的未来发展趋势，如微型化、智能化、集成化、低功耗以及与人工智能的融合进行了展望。 第十二章 传感器集成与未来发展趋势 本章是对本书内容的总结与升华，同时展望了传感器技术的未来发展方向。首先，从系统集成的角度，讨论了如何将多种传感器有机结合，构建更强大、更全面的感知系统。重点介绍了传感器融合技术，包括数据级融合、特征级融合和决策级融合，以及多传感器协同工作在提高系统鲁棒性、精度和覆盖范围方面的优势。随后，深入探讨了传感器技术的几大前沿发展趋势，包括：微型化与纳米化，即传感器向更小尺寸、更高集成度的方向发展；智能化与自适应性，即赋予传感器自主决策和学习能力；低功耗与能量采集，旨在实现传感器的长期自主运行；柔性化与可穿戴性，以满足生物医学和可穿戴设备的需求；以及与人工智能、大数据、5G等新兴技术的深度融合，催生更具颠覆性的应用。最后，总结了传感器技术在推动社会进步和技术革新中的重要作用，并鼓励读者积极投身于这一充满活力的领域。 本书内容丰富，涵盖了传感器技术的核心知识，并结合了大量的实际应用案例，适合高等院校相关专业的学生、科研人员以及从事传感器设计、制造、应用和维护的工程师阅读。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解传感器的工作原理，掌握传感器设计和测试的关键技术，并能将其应用于实际的工程问题解决中，为相关领域的技术发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

最近我入手了一本关于古代社会经济史的研究专著，内容之翔实，考证之严谨，实在令人叹为观止。这本书的魅力在于它成功地将宏大的历史叙事与微观的社会细节完美地结合了起来。作者并未仅仅停留在对历代赋税制度的罗列，而是通过对出土简牍、地方志甚至一些民间契约的细致爬梳，重建了一个个鲜活的古代市场场景。比如，书中对某一时期特定区域的粮食流通路径的描绘，简直像是在看一幅精密的地理图谱，哪条河流是生命线，哪个山隘是价格的转折点，都标注得清清楚楚。我特别喜欢它在论证过程中展现出的那种审慎态度，作者总是在提出一个观点后，立刻引用多方史料进行交叉验证，甚至会坦诚地指出某些历史记载的局限性，这种“不把话说死”的学术诚恳态度，让整个阅读过程充满了探索的乐趣。它不是一本轻松的读物，需要投入大量精力去消化那些复杂的术语和庞杂的数据，但一旦进入那个世界，你会发现历史不再是教科书上冰冷的年代划分，而是由无数个“具体的人”的生存策略构成的复杂网络。

评分☆☆☆☆☆

最近翻阅了一本关于电子设计入门的书籍，简直是为我这种电子小白量身定制的。书中的讲解非常细致，从最基础的电路原理讲起，配有大量的图示和实例，让我这个对电阻、电容、晶体管一窍不通的人也能硬着头皮啃下去。作者的叙述风格特别亲切，就像身边有一位耐心的老师在手把手地教导，每一步骤都解释得清清楚楚，没有那些晦涩难懂的专业术语堆砌。尤其值得称赞的是，它没有急于展示高大上的复杂系统，而是着重于培养读者的“动手能力”和“系统思维”。我跟着书里的教程搭建了几个简单的小实验，虽然只是点亮个LED或者做一个简单的声音控制电路，但那种亲手实现功能的感觉，带来的成就感是看再多视频也比不上的。这本书的价值不在于让你成为顶尖的工程师，而在于帮你跨过“想学又不知如何开始”的巨大鸿沟，真正体会到电子世界的乐趣和逻辑之美。对于那些想转行或者仅仅是对电子学抱有好奇心的朋友，这本书绝对是一个极佳的敲门砖，能让你在摸索的初期少走很多弯路，建立起坚实的底层认知框架。

评分☆☆☆☆☆

我终于找到了一本真正能提升我写作表达能力的工具书，它不是教你辞藻堆砌，而是深入剖析了“有效沟通”的心理学基础。这本书的核心观点在于，任何优秀的文本，其成功之处都在于精准地把握了读者的“信息接收阈值”和“情感预期”。作者将写作拆解成了信息的“结构化组织”和“情感的平滑植入”两个维度。在结构化方面，书中提供了一套非常实用的框架模型，教你如何在一开始就设定好读者的阅读路线图，避免信息冗余或跳跃。而在情感层面，它讨论了如何通过语气的细微调整来建立信任感，如何运用“未完成句”或“反问”来引导读者的思考方向，而不是直接灌输。我尝试着将书中的一个关于“场景代入法”的技巧应用到我日常的工作邮件中，结果收到的反馈明显积极得多，同事们反馈说我的邮件更具条理性和说服力。这本书的厉害之处在于，它让你明白，写作本质上是一种高超的“读者管理”艺术，读完后，我感觉自己像是拥有了一套全新的沟通“操作系统”。

评分☆☆☆☆☆

这是一本关于空间美学和建筑感知力培养的入门读物，视角非常独特，完全避开了传统的建筑史叙事。它更像是一本关于“如何看”的指南，教导我们如何去“体验”空间而非仅仅“观察”空间。作者的笔触极其细腻，充满了对光影、材质和尺度之间微妙关系的迷恋。书中通过大量对日常场景的解构，比如一个转角楼梯的设计如何影响人的行进速度，或是一扇窗户的朝向如何改变房间的氛围，让我开始重新审视自己每天经过的那些熟悉场所。它强调了一种“身体在场”的感知方式，而不是纯粹的视觉扫描。比如，书中有一章专门探讨了“听觉景观”在建筑体验中的重要性，让我意识到原来建筑不仅仅是硬邦邦的结构，它还承载着声音的共鸣和流动。对于那些对室内设计、城市规划感兴趣，但又不想陷入繁复规范的读者来说，这本书提供了一种非常人文、非常感性的切入点。它激发了我对周围环境更深层次的好奇心，让我开始有意识地去捕捉和分析那些平时被我们忽略的、塑造着我们情绪的空间元素。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本关于现代编程语言特性的深度解析读起来非常酣畅淋漓，它完全颠覆了我过去对该语言的刻板印象。作者显然对语言的底层机制有着极其深刻的理解，他没有满足于停留在API的表面介绍，而是深入到了编译器和运行时环境的细节之中。书中对于并发模型的处理，尤其是异步编程和协程的实现原理，分析得入木三分，那些曾经让我头疼不已的“死锁”和“竞态条件”问题，在作者的笔下变得逻辑清晰、脉络分明。更棒的是，作者非常擅长使用对比性的案例来阐述不同设计哲学的优劣。比如，他会并列展示函数式编程范式和面向对象范式在解决同一类问题时的代码表现和性能差异，这种“正反对比”的学习方法极大地拓宽了我的视野。读完后感觉自己的编程思维被“重塑”了，不再是简单地调用库函数，而是开始思考代码背后的执行效率和资源消耗。这本书绝对不适合初学者，但对于那些已经有几年经验，渴望突破瓶颈、向架构师级别迈进的资深开发者来说，它无疑是一剂强效的“思维催化剂”。