傳感器應用技術 9787561833926 天津大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薑樹傑 著

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齣版社： 天津大學齣版社

ISBN：9787561833926

商品編碼：29871611252

包裝：平裝

齣版時間：2010-02-01

基本信息

書名：傳感器應用技術

定價：25.00元

作者：薑樹傑

齣版社：天津大學齣版社

齣版日期：2010-02-01

ISBN：9787561833926

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.241kg

編輯推薦

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內容提要

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本書係統地介紹瞭各類常用傳感器的基本概念、工作原理、主要特性、測量電路及其典型應用，並介紹瞭基於傳感器的微機接口技術、測量電路的乾擾以及抗乾擾措施。
本書取材廣泛、內容豐富，並注重知識的實用性和適用性。以職業崗位能力為核心目標，敘述簡練，力求新穎，學用結閤，便於讀者學習和理解。為正確、靈活地應用傳感器進行非電量測量打下必備基礎。
本書可作為高等職業院校電氣自動化、應用電子技術、機電一體化技術、計算機應用技術等專業的教學用書，也可作為相關技術人員的參考用書。

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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《光電轉換與信息采集》 內容簡介： 本書聚焦於光電轉換與信息采集這一現代信息技術的核心領域，深入探討瞭傳感器技術在光信號的獲取、轉換與處理中的關鍵作用。全書理論與實踐相結閤，旨在為讀者構建一個紮實的知識體係，並啓發他們在實際應用中的創新思維。 第一章 傳感器基礎理論與分類 本章作為全書的起點，首先對傳感器這一核心概念進行界定，闡述其作為物理量與電信號之間橋梁的本質功能。我們將深入剖析傳感器的基本工作原理，包括其核心的轉換機製（如壓電效應、熱電效應、磁緻伸縮效應、霍爾效應、光電效應等）以及這些效應如何被轉化為可測量的電信號。 接著，本章將詳細介紹傳感器的分類方法。我們會從不同維度齣發，如： 按被測量分類： 詳細介紹溫度傳感器（熱電偶、熱電阻、紅外傳感器）、壓力傳感器（壓阻式、電容式）、位移傳感器（LVDT、電位計、編碼器）、力傳感器（應變片）、光傳感器（光電二極管、光電三極管、CCD、CMOS）、氣體傳感器（半導體型、電化學型）、生物傳感器等各類傳感器的基本原理、結構特點及主要應用領域。 按工作原理分類： 進一步細化，闡述電阻式、電容式、電感式、壓電式、光電式、熱電式、半導體式、磁性式、生物化學式等不同工作原理傳感器的特性。 按輸齣信號分類： 區分模擬量傳感器（電壓、電流輸齣）與數字量傳感器（脈衝、編碼輸齣），並討論其在信號傳輸和處理上的優劣。 按能量消耗分類： 介紹有源傳感器（需要外部電源激勵）與無源傳感器（自身産生信號）的區彆及適用場景。 此外，本章還將討論傳感器的關鍵性能指標，如靈敏度、綫性度、遲滯、重復性、分辨率、響應時間、穩定性、抗乾擾能力等。理解這些指標對於選擇和評估傳感器至關重要。我們將通過具體的計算示例，幫助讀者掌握如何量化評估傳感器的性能。 第二章 光電轉換原理與關鍵器件 本章將主題聚焦於“光電轉換”，這是實現光信息采集的基礎。我們將係統性地介紹實現光電轉換的各種物理機製和對應的關鍵器件。 光電導效應： 深入講解光電導效應的原理，即半導體材料在光照下電阻率發生變化的現象。重點介紹光導管（LDR）等器件的工作原理，包括其材料選擇（如CdS、CdSe、PbS等）、結構設計以及光照強度與其電阻變化的關係。討論光電導傳感器的靈敏度、響應速度等參數。 光生伏特效應： 詳細闡述光生伏特效應，即半導體PN結在光照下産生電動勢的現象。重點介紹光電二極管（Photodiode）和光電三極管（Phototransistor）的工作原理，包括PN結的形成、內建電場、光生載流子的産生與收集過程。分析光電流與光照強度、反嚮偏壓等的關係。討論肖特基光電二極管、PIN光電二極管的特性和應用。 光電倍增管（PMT）： 介紹PMT作為一種高靈敏度光探測器的工作原理。講解光電陰極、倍增極（Dynode）序列以及陽極的作用。分析PMT如何通過二次電子發射實現信號的放大，並討論其在低光照強度測量中的優勢。 半導體光電器件陣列： 引入更為復雜的集成化光電器件，如CCD（Charge-Coupled Device）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）圖像傳感器。詳細講解CCD的像素結構、電荷傳輸機製以及圖像的讀齣過程。闡述CMOS圖像傳感器的像素結構，包括其集成度高、功耗低、讀齣速度快的特點。分析它們在數字成像和信息采集中的關鍵作用。 其他光電轉換器件： 簡要介紹其他具有特定應用的光電器件，如光敏電阻、光電開關、激光傳感器等，並概述其工作原理和典型應用。 第三章 光信號的調理與處理 光電轉換産生的電信號往往是微弱、帶有噪聲的，需要經過一係列的調理和處理纔能滿足後續的分析和應用需求。本章將深入探討這些關鍵環節。 信號放大： 詳細介紹用於放大微弱光電信號的電路設計，包括跨阻放大器（TIA）、運算放大器（Op-Amp）的應用。分析不同放大電路的優缺點，以及如何選擇閤適的放大器以獲得最佳的信噪比。討論多級放大電路的設計策略。 濾波技術： 講解各種濾波器的原理及其在去除噪聲、提取有用信號方麵的作用。重點介紹低通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）、帶通濾波器（BPF）和陷波濾波器（Notch Filter）的電路結構和設計方法。分析數字濾波器（如FIR、IIR濾波器）在信號處理中的應用。 信號調理電路設計： 結閤實際應用，設計完整的信號調理電路。例如，針對光電二極管的恒流源設計、光電三極管的綫性化電路、PMT的低噪聲電源設計等。討論如何根據傳感器的特性和應用需求，進行閤理的電路參數選擇和優化。 模數轉換（ADC）： 介紹ADC在將模擬信號轉換為數字信號過程中的重要性。詳細講解不同類型的ADC（如逐次逼近型、Δ-Σ型、並行比較型ADC）的工作原理、分辨率、采樣率、轉換精度等關鍵指標。分析ADC的選擇對整個信息采集係統性能的影響。 數字信號處理（DSP）基礎： 簡要介紹數字信號處理在光信號分析中的應用，包括傅裏葉變換、相關分析、濾波算法等。為讀者提供進一步深入學習DSP技術的基礎。 第四章 信息采集係統的設計與實現 本章將理論知識付諸實踐，指導讀者如何設計和實現一個完整的光電信息采集係統。 係統架構設計： 討論一個典型光電信息采集係統的組成部分，包括傳感器、信號調理電路、數據采集單元（ADC）、微處理器/嵌入式係統、存儲器、通信接口和電源管理等。分析不同模塊之間的接口關係和數據流嚮。 傳感器選型原則： 基於前幾章的知識，係統性地講解傳感器選型的依據，包括測量精度要求、測量範圍、工作環境（溫度、濕度、振動、電磁乾擾等）、響應速度、功耗、成本、可靠性以及易用性等。 嵌入式係統集成： 介紹如何將微處理器或微控製器（如Arduino、STM32係列等）集成到光電信息采集係統中，實現數據的采集、處理、存儲和控製。講解嵌入式係統的軟件開發基礎，包括傳感器驅動程序的編寫、數據處理算法的實現以及用戶界麵的設計。 通信接口與數據傳輸： 討論不同的通信協議和接口，如UART、SPI、I2C、USB、Ethernet等，以及它們在光電信息采集係統中的應用。講解如何實現係統與其他設備之間的數據互傳，以及無綫通信技術（如Wi-Fi、Bluetooth）的應用。 實際應用案例分析： 通過具體的項目案例，展示如何設計和實現一個光電信息采集係統。例如，一個基於光電傳感器的環境光照度監測係統，一個用於物體計數的光電門係統，或者一個簡單的圖像采集係統。分析每個案例中的設計思路、電路實現和軟件編程。 第五章 光電信息采集的進階技術與未來趨勢 本章將視野拓展到更廣闊的領域，探討光電信息采集的進階技術以及未來的發展方嚮。 多傳感器融閤： 介紹如何將不同類型或同一類型但來自不同位置的光電傳感器的數據進行融閤，以提高測量精度、魯棒性和信息豐富度。討論常用的融閤算法，如加權平均法、卡爾曼濾波等。 智能傳感器與物聯網（IoT）： 探討智能傳感器（集成微處理器、通信接口的傳感器）在物聯網中的作用。分析光電傳感器如何與Wi-Fi、LoRa等通信技術結閤，實現遠程數據監測和智能控製。 機器學習與人工智能在光電信息采集中的應用： 介紹如何利用機器學習算法（如神經網絡、支持嚮量機）對采集到的光電信號進行模式識彆、異常檢測、預測分析等。例如，通過分析光電信號的特徵，識彆不同的光照條件、物體類型或環境變化。 新興光電器件與技術： 簡要介紹一些前沿的光電器件和技術，如有機光電器件（OLED、OPV）、量子點傳感器、柔性光電器件、太赫茲光電探測器等，以及它們可能帶來的革新性應用。 行業應用展望： 結閤當前科技發展和社會需求，展望光電信息采集技術在智能製造、醫療健康、自動駕駛、智慧城市、科學研究等領域的廣闊應用前景。 本書特色： 係統性強： 從基礎理論到應用實踐，層層遞進，構建完整知識體係。 實例豐富： 穿插大量實際應用案例，幫助讀者理解理論的工程化實現。 圖文並茂： 配備大量原理圖、實物圖、流程圖，增強理解的直觀性。 前沿性： 關注最新技術發展，引領讀者瞭解行業前沿動態。 通過學習本書，讀者將能夠深入理解光電轉換與信息采集的原理，掌握設計和實現各類光電信息采集係統的基本方法，並為進一步探索和創新打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我曾經嘗試過許多關於傳感器技術的書籍，但大多都過於理論化，或者過於偏重某個單一領域。而這本書，則在廣度和深度上都做得相當齣色。它不僅涵蓋瞭各種主流的傳感器類型，還對它們的工作原理、性能指標、應用領域以及選擇依據進行瞭係統性的介紹。我尤其欣賞書中對不同傳感器之間優劣勢的比較分析，這對於我們在實際項目中進行技術選型提供瞭非常寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀過程中，我發現書中包含瞭很多非常有價值的圖錶和示意圖。這些視覺化的呈現方式，極大地幫助我理解瞭那些抽象的技術概念。有些圖錶的設計更是巧妙精煉，一眼就能抓住問題的關鍵，這比單純的文字描述要高效得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常接地氣，不像很多學術著作那樣枯燥乏味，充滿瞭專業術語。作者巧妙地將嚴謹的學術內容融入到瞭通俗易懂的文字中，使得閱讀過程充滿樂趣。例如，在介紹某個復雜的算法時，作者用到瞭生活中非常貼切的比喻，讓我瞬間就抓住瞭核心要點。這種教學方式，真正做到瞭“寓教於樂”，讓學習過程不再是痛苦的負擔，而是令人期待的探索。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我驚喜的，莫過於其對實際工程案例的深入探討。作者並沒有僅僅停留在理論層麵，而是結閤瞭多個真實世界的應用場景，詳細剖析瞭傳感器技術在其中扮演的角色、遇到的挑戰以及解決方案。這種將理論知識與工程實踐緊密結閤的方式，讓我深刻認識到技術應用落地的重要性，也為我今後的工作提供瞭很多可藉鑒的思路。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我感覺自己的知識體係得到瞭極大的拓展。尤其是關於傳感器在物聯網、人工智能等前沿領域的應用部分，讓我看到瞭技術發展的巨大潛力，也激發瞭我未來在該領域深入研究的興趣。作者對於未來技術趨勢的預測，也顯得十分有見地，為我指明瞭前進的方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書在概念的解釋上，真是做到瞭細緻入微。它不像某些技術書籍那樣，簡單地羅列公式和定義，而是深入淺齣地剖析瞭每一個技術背後的原理和應用場景，仿佛一位經驗豐富的老師，耐心地為學生解答疑惑。我印象特彆深的是關於某個傳感器工作原理的講解，作者不僅列舉瞭其核心的物理效應，還詳細闡述瞭其在不同環境下的響應特性，以及可能存在的局限性，這種全麵性的分析讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的包裝給我留下瞭深刻的印象，封麵設計簡潔大氣，色彩搭配也很和諧，讓人一眼就能感受到齣版的專業性和嚴謹性。拿到書的那一刻，紙張的質感也十分討喜，厚實而略帶韌性，翻閱時沙沙作響，這是老派閱讀者纔能體會到的細微愉悅。書本的裝訂也很牢固，即使經常翻閱，也不擔心會齣現散頁的尷尬。排版方麵，字號適中，行間距恰到好處，閱讀起來非常舒適，即使長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。

評分☆☆☆☆☆

我特彆喜歡書中章節之間的過渡處理，非常自然流暢，仿佛在循序漸進地引導讀者進入更深層次的知識海洋。每一個概念的引入都伴隨著清晰的邏輯推導，不會讓人感到突兀或難以理解。作者在闡述復雜原理時，善於運用類比和比喻，將抽象的技術概念具象化，使得即使是沒有相關背景的讀者也能輕鬆掌握。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，在這本書之前，我對傳感器技術的認識一直停留在非常錶麵的層麵。然而，通過閱讀這本書，我的理解得到瞭質的飛躍。作者構建瞭一個清晰且邏輯嚴謹的知識框架，從最基礎的概念到最前沿的應用，層層遞進，讓我逐漸建立起瞭對整個領域宏觀且深入的認識。

評分☆☆☆☆☆

我一直對某種特定的傳感器技術感到睏惑，總覺得它在實際應用中存在一些難以理解的瓶頸。然而，讀完這本書的某個章節後，我茅塞頓開。作者以一種非常獨特且深入的方式，將這項技術的曆史演進、關鍵技術突破以及未來發展趨勢娓娓道來。書中對某個實驗案例的詳細解析，更是讓我看到瞭這項技術在解決實際問題時是如何發揮作用的，這種從理論到實踐的無縫銜接，極大地加深瞭我對它的理解。