傳感器原理及應用/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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程德福，王君，淩振寶 等 編

圖書標籤:

• 傳感器
• 原理
• 應用
• 高等教育
• 規劃教材
• 電子技術
• 物理學
• 測量技術
• 自動化
• 儀器儀錶

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111229834

版次：1

商品编码：12226444

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：315

字数：473000

正文语种：中文

內容簡介

　　《傳感器原理及應用/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。
　　《傳感器原理及應用/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》以被測量為物理量並轉換為可用電信號的傳感器為主體，以傳感器的工作原理、結構、主要參數及典型應用為主要內容，包括：概述、力傳感器、溫度傳感器、磁傳感器、光傳感器、其他類型傳感器及智能化網絡化傳感技術七章，每章都附有思考題與習題。
　　《傳感器原理及應用/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》參考藉鑒瞭許多國內外專傢學者的教材和論著，反映瞭國內外傳感器新發展以及有特色的科研成果，適應不同層次和不同學時的教學要求。
　　《傳感器原理及應用/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》的電子教案、多媒體課件、網絡課程、實驗、自我測試等內容可通過http：//sensor．jlu．edu．cn/和http：//www.cmpedu.com網站下載。
　　《傳感器原理及應用/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》可作為本科測控技術與儀器、自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程等專業的教材，也可供工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

前言

第一章 概述
第一節 傳感器的基本概念
第二節 傳感器的分類
第三節 傳感器的特性與主要性能指標
第四節 應用傳感器需遵循的原則與考慮的主要因素
第五節 傳感器技術的發展
思考題與習題

第二章 力傳盛器
第一節 應變式傳感器
第二節 電感式傳感器
第三節 電容式傳感器
第四節 壓電式傳感器
思考題與習題

第三章 溫度傳感器
第一節 概論
第二節 熱電偶溫度傳感器
第三節 熱敏電阻溫度傳感器
第四節 集成溫度傳感器
第五節 其他溫度傳感器
思考題與習題

第四章 磁傳感器
第一節 概述
第二節 霍耳磁敏傳感器
第三節 磁敏電阻
第四節 感應式磁敏傳感器
第五節 磁通門式磁敏傳感器
第六節 質子鏇進式磁敏傳感器
第七節 光泵式磁敏傳感器
第八節 SQUID磁敏傳感器
思考題與習題

第五章 光傳感器
第一節 概述
第二節 外光電效應器件
第三節 內光電效應器件
第四節 其他光傳感器
第五節 光傳感器的應用舉例
第六節 光縴傳感器
思考題與習題

第六章 其他類型傳感器
第一節 氣敏傳感器
第二節 濕度傳感器
第三節 生物傳感器
思考題與習題

第七章 智能化網絡化傳感器技術
第一節 智能傳感器
第二節 IEEE1451標準阿絡化智能傳感器
第三節 基於zigBee技術的無綫傳感器網路
第四節 模糊傳感器
思考題與習題

參考文獻

前言/序言

　　本書是根據“十一五”國傢規劃教材建設項目要求，按照“傳感器原理及檢測技術”精品課程教學大綱而編寫的。
　　傳感器在當代科學技術中占有十分重要的地位。傳感器是科學儀器等測量係統、自動控製係統中信息獲取的首要環節和關鍵技術，可以說所有的測控係統都依賴於傳感器提供的信息。隨著科學技術的高速發展，傳感器技術已經成為重要的基礎性技術，掌握傳感器原理與技術，閤理應用傳感器，幾乎是所有工程技術人員必須具備的基本素養。所以，在高等學校的儀器科學與技術、電氣工程、自動化等學科專業都開設瞭傳感器類課程。吉林大學的“傳感器原理及檢測技術”為精品課程，建立瞭課程網站。
　　本書在“十一五”國傢規劃教材項目支持下，在“十五”規劃教材基礎上，參考藉鑒瞭國內外專傢學者的教材和論著，反映瞭國內外傳感器新發展以及有特色的科研成果，適應研究型、應用型等不同層次和不同學時教學要求。本書由精品課程組編寫，本書的電子教案、多媒體課件、網絡課程、實驗、自我測試等內容可通過http：//sensor.jlu.edu.cn/和http：//www.cmpedu.com網站下載。
　　本書以被測量為物理量並轉換為可用電信號的傳感器為主體，以傳感器的工作原理、結構、主要參數及典型應用為主要內容，全書共分七章，每章都附有思考題與習題。
　　第一章是概述。論述瞭傳感器的定義、作用和組成等基本概念；介紹瞭傳感器的分類；重點對傳感器的特性進行瞭分析並給齣瞭主要技術指標；歸納總結瞭應用傳感器需遵循的原則與考慮的主要因素；概括性地介紹瞭傳感器技術的發展曆程及其趨勢。
　　第二章是力傳感器。力學量敏感的器件或裝置應用廣泛，種類很多。本章選擇瞭具有代錶性的應變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器四種力傳感器，分析它們的工作原理、組成結構、特點及應用實例。
　　第三章是溫度傳感器。自然界中幾乎所有的物理與化學過程都緊密地與溫度相聯係。溫度傳感器是種類繁多和應用最廣泛的傳感器。本章首先概述瞭溫度傳感器標準、分類，以熱電偶溫度傳感器、熱敏電阻溫度傳感器、集成溫度傳感器為重點，介紹其材料特性、分析工作原理和主要應用；概括性地介紹瞭其他類型的溫度傳感器。
　　第四章是磁傳感器。測量磁場的方法很多，各種方法的測量原理、測量範圍、測量精度均不相同。本章中對各種測磁方法作瞭簡要闡述，對應用較為廣泛的霍耳磁敏傳感器、磁敏電阻作瞭重點介紹；並係統地介紹瞭弱磁檢測使用的質子鏇進式磁敏傳感器、光泵式磁敏傳感器、SQUID磁敏傳感器、磁通門式磁敏傳感器、感應式磁敏傳感器等磁傳感器的工作原理、結構、檢測方法及儀器組成。
　　第五章是光傳感器。光傳感器是將光信號（紅外、可見及紫外光輻射）的參量（強度、波長、相位、偏振等）轉換為電信號的一類元器件。在本章中介紹瞭常用光傳感器和光縴傳感器的工作原理、技術指標及應用。
　　第六章是其他類型傳感器。主要講述氣敏傳感器、濕度傳感器和生物傳感器的工作原理及應用。
　　第七章是智能化網絡化傳感器技術。本章以較少的篇幅介紹基本智能傳感器；重點論述瞭科研成果“IEEE1451網絡化智能傳感器及其應用”和IEEE802.15.-4/Zigbee無綫傳感器網絡，對模糊傳感器也作瞭簡要的討論。
　　本書的主要特點：
　　1）注重教材內容更新。增加數字式和網絡化智能化傳感器及其應用的新內容。
　　2）便於組織教學（可教性）、便於引導自學、富有啓發性，主要章節列舉典型實例，使學生能夠較好地結閤例題理解和掌握原理，能夠舉一反三。難點和重點分布閤理。
　　3）傳感器的機理研究分析和設計研製與傳感器應用並重，適用研究型專業，兼顧應用型專業選用。
　　4）傳感器的物理模型中體現機理、結構模型中體現工藝結構、數學模型中體現函數關係，把三者有機結閤起來，建立傳感器模型化研究方法。
　　本書在編寫過程中參考並引用瞭有關文獻，對文獻作者錶示衷心感謝。
　　本書承濛上海交通大學博士生導師施文康教授和吉林大學劉希芳教授主審，他們審閱瞭全稿並提齣瞭很多寶貴意見和建議，在此錶示誠摯的謝意。
　　傳感器種類多、技術發展快、應用領域廣。限於編者的學識水平，書中存在不當之處甚至錯誤在所難免，懇切希望讀者指正。

《感知世界：電子測量與信號處理導論》 引言 在我們賴以生存和發展的現代社會中，信息是至關重要的。而信息的獲取，很大程度上依賴於我們能否準確、及時地“感知”外部世界的各種物理量。無論是手機中的觸控屏幕，汽車裏的導航係統，還是醫院裏的精密醫療設備，背後都離不開一個核心的技術——電子測量與信號處理。這本書，正是帶領讀者踏入這一迷人領域的入門嚮導。它將係統地介紹構成現代電子測量係統和信號處理流程的基本原理、關鍵技術和典型應用，旨在為工程技術人員、相關專業學生以及對電子技術感興趣的讀者打下堅實的基礎。 第一章：物理量與電信號的轉換——傳感器的奧秘 本章將聚焦於電子測量中最基礎也是最核心的環節：如何將紛繁復雜的物理世界轉化為機器能夠理解的電信號。我們將深入探討各種傳感器的基本工作原理。 力學傳感器： 從簡單的應變片式力傳感器，到復雜的壓電式加速度計，我們將揭示它們如何捕捉位移、速度、力、壓力等機械量的變化。您將瞭解到，即使是微小的形變，通過巧妙的設計也能轉化為可測量的電信號。我們會探討電阻式、電容式、壓電式等不同類型傳感器的優缺點以及適用場景。例如，如何利用材料的形變改變其電阻，從而測量拉伸或壓縮；如何通過電容極闆間距離的變化來感知壓力。 熱學傳感器： 溫度是無處不在的物理量。本章將介紹各種溫度傳感器的原理，包括熱電偶（Seebeck效應）、熱敏電阻（NTC/PTC）、電阻溫度探測器（RTD）以及紅外溫度傳感器。您將理解不同傳感器在測量範圍、精度、響應速度等方麵的差異，並學會如何根據具體應用選擇閤適的溫度測量方案。例如，熱電偶是如何利用兩種不同金屬在溫度梯度下産生的電壓來測量溫度的；熱敏電阻又是如何利用材料電阻隨溫度變化的特性來實現測量。 光學傳感器： 光是信息傳遞的重要載體。我們將研究光電二極管、光電三極管、光敏電阻、CCD和CMOS圖像傳感器等器件的工作原理。這些傳感器如何將光強的變化轉化為電信號，是實現光通信、圖像采集、環境光檢測等功能的基礎。您將瞭解光電效應的原理，以及不同類型傳感器在響應速度、靈敏度、功耗等方麵的權衡。 電磁傳感器： 磁場的變化同樣蘊含著豐富的信息。本章將介紹霍爾傳感器、磁阻傳感器（AMR, GMR, TMR）以及電磁綫圈傳感器。它們如何感知磁場的強度和方嚮，是實現位置檢測、電流測量、磁場探測等應用的關鍵。您將理解霍爾效應是如何在磁場中産生電壓的，以及磁阻傳感器是如何利用材料磁性變化來改變電阻的。 其他傳感器： 除瞭上述幾類，我們還將簡要介紹濕度傳感器、氣體傳感器、生物傳感器等，以展現傳感器技術的廣闊應用前景。 第二章：從模擬到數字——信號的采集與處理 物理世界中的大部分信號是連續變化的模擬信號，而現代電子設備往往需要處理數字信號。本章將深入探討模擬信號如何被轉換為數字信號，以及數字信號處理的基本方法。 信號的采樣與量化： 任何連續信號的數字化過程都離不開采樣和量化。我們將詳細講解奈奎斯特采樣定理，理解為何采樣頻率的選擇至關重要。同時，我們將分析量化誤差的來源，以及它對信號精度的影響。您將學習到，過低的采樣率會導緻混疊，而過低的量化位數會引入量化噪聲。 模數轉換器（ADC）： ADC是將模擬信號轉換為數字信號的核心器件。我們將介紹不同類型的ADC，如逐次逼近型ADC、Σ-Δ調製型ADC、閃速型ADC等，分析它們在轉換速度、分辨率、功耗等方麵的特性。您將瞭解這些ADC是如何通過不同的內部架構來實現模擬到數字的轉換的。 數模轉換器（DAC）： 相反，DAC則將數字信號轉換為模擬信號，這在音頻播放、波形生成等應用中不可或缺。我們將介紹不同DAC的原理和特性。 數字信號處理（DSP）基礎： 一旦信號被數字化，我們就可以運用強大的數字信號處理技術來提取信息、抑製噪聲、進行濾波、識彆模式等。本章將介紹一些基礎的DSP概念，如離散時間信號、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）。您將理解，通過對信號進行頻譜分析，可以揭示其隱藏的頻率成分。 數字濾波器： 濾波器是信號處理中非常重要的工具，用於去除不需要的頻率成分。我們將介紹數字濾波器（如FIR和IIR濾波器）的設計原理和實現方法，以及它們在實際中的應用，如音頻降噪、圖像去模糊等。 第三章：從微弱到可觀——信號的調理與放大 傳感器輸齣的信號往往非常微弱，容易受到噪聲的乾擾。在進行後續處理之前，必須對這些信號進行有效的調理和放大。 放大器電路： 運算放大器（Op-amp）是模擬信號調理的核心。本章將介紹各種基本放大器電路，如同相放大器、反相放大器、差分放大器，以及它們在增益、帶寬、輸入輸齣阻抗等方麵的特性。您將理解，通過巧妙的電路設計，可以實現對信號幅度的精確控製。 濾波器電路： 除瞭數字濾波器，模擬濾波器在信號調理中也扮演著重要角色。我們將介紹有源濾波器和無源濾波器的基本類型（低通、高通、帶通、帶阻），以及它們在抑製噪聲、選擇特定頻段信號中的作用。 阻抗匹配： 阻抗匹配是保證信號有效傳輸的關鍵。我們將講解阻抗不匹配可能帶來的信號損耗，以及如何通過阻抗匹配技術來實現最大功率傳輸和最小信號反射。 信號隔離與保護： 在某些復雜的應用環境中，信號隔離和保護是必不可少的。我們將介紹光耦、隔離變壓器等器件在隔離不同電路地電位、防止高壓損壞傳感器方麵的作用。 第四章：集成與係統——電子測量與信號處理的應用 本章將結閤前幾章的理論知識，展示電子測量與信號處理技術在各行各業的廣泛應用，並介紹一些典型的係統構成。 工業自動化： 在製造業中，傳感器被廣泛應用於監測生産過程中的溫度、壓力、流量、液位等參數，通過信號處理實現自動化控製和質量檢測。例如，如何利用溫度傳感器和PID控製器實現精確的溫度控製；如何利用壓力傳感器和PLC實現對生産綫的壓力監控。 醫療健康： 從心電圖、血壓計到CT、MRI，電子測量與信號處理技術在醫療診斷和治療中發揮著至關重要的作用。您將瞭解生理信號的采集和分析方法。例如，如何捕捉心電信號並進行濾波處理，以識彆心髒的異常。 環境監測： 各種環境傳感器（如空氣質量傳感器、水質傳感器）收集環境數據，通過信號處理分析汙染物的濃度、變化趨勢，為環境保護提供科學依據。 消費電子： 智能手機、可穿戴設備、智能傢居等産品中，集成瞭大量的傳感器和信號處理芯片，實現瞭豐富的功能。例如，手機中的加速度計和陀螺儀如何感知用戶的運動姿態；智能音箱如何通過麥剋風陣列進行語音識彆。 通信與導航： 雷達、GPS、無綫通信係統等都高度依賴於先進的信號采集與處理技術。我們將簡要介紹這些係統是如何利用電磁波進行信息傳輸和定位的。 總結 《感知世界：電子測量與信號處理導論》旨在為讀者構建一個清晰、完整的電子測量與信號處理知識體係。通過對傳感器原理、信號采集與處理、信號調理以及典型應用的深入剖析，我們希望激發讀者對這一領域的興趣，並為他們未來在相關領域的學習和實踐打下堅實的基礎。掌握這些基本原理和技術，您將能夠更好地理解和駕馭我們周圍日益智能化的世界。

评分☆☆☆☆☆

我一直在為我的畢業設計尋找相關的資料，希望能做一個基於某種傳感器的智能傢居係統。之前看瞭不少零散的文章和網絡資料，總是感覺碎片化，抓不住重點。這次偶然看到瞭這本《傳感器原理及應用》，簡直如獲至寶。它係統地梳理瞭傳感器領域的知識體係，從基礎的物理效應到具體的傳感器類型，再到它們在不同領域的應用，都做得非常紮實。我尤其看重它對於一些關鍵技術原理的講解，比如光電傳感器，書中詳細介紹瞭光電二極管、光電三極管、光敏電阻等的工作原理，並且結閤瞭圖像識彆、距離測量等實際應用案例。這讓我能夠更好地理解如何選擇閤適的傳感器，以及如何利用這些傳感器的輸齣信號來構建我的係統。這本書的例子也很豐富，很多都是工業界和科研界比較前沿的應用，比如在機器人技術、環境監測領域的傳感器應用，這些都給瞭我很多啓發。我覺得這本書不光是理論知識的堆砌，更是對實際應用的一個很好的指導，它能幫助我將理論知識轉化為實際的設計方案。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本《傳感器原理及應用》之前，我一直覺得傳感器這個東西離我有點遠，像是工業生産綫上纔需要的東西。但翻開書，我纔發現它簡直滲透在我們生活的方方麵麵。從智能手機裏的陀螺儀、加速度計，到傢裏的智能空調、空氣淨化器，再到汽車裏的各種傳感器，都離不開這些原理。這本書的介紹非常係統，從最基本的傳感器分類，比如電阻式、電容式、壓電式等等，到它們的工作機理，都講得清清楚楚。我尤其喜歡書中對一些常見傳感器的詳細剖析，比如溫度傳感器，它不僅講瞭熱電偶、熱敏電阻的原理，還結閤瞭實際應用場景，比如在醫療設備、食品保鮮方麵的應用。而且，它還提到瞭很多新型傳感器，像MEMS傳感器，這個東西在微電子領域可是大有可為，書裏介紹的微電子機械係統，真的讓我大開眼界，感覺打開瞭新世界的大門。我之前對傳感器隻是停留在“能感應”的模糊概念，現在感覺自己好像能理解它們是怎麼“思考”的瞭，這種進步讓我非常興奮。

评分☆☆☆☆☆

我是一名對科技發展充滿好奇心的普通讀者，平時喜歡研究一些電子産品背後的技術。這本書《傳感器原理及應用》是我最近入手的一本，雖然書名聽起來有些專業，但它確實為我打開瞭一個全新的視角。我之前隻知道手機裏的某些功能需要“傳感器”，但具體是什麼原理，是什麼在工作，完全是一頭霧水。這本書就像一位耐心細緻的老師，從最基礎的物理概念講起，比如壓電效應、磁緻伸縮效應等，然後引齣相應的傳感器類型。我尤其喜歡它對不同傳感器優缺點的對比分析，以及它們適用的環境和場景。例如，在講解壓力傳感器時，它詳細對比瞭應變片式、電容式、壓阻式等不同類型的傳感器，並解釋瞭各自的靈敏度、綫性度、穩定性等關鍵指標，這讓我能更直觀地理解為什麼在不同的應用場景下會選用不同的壓力傳感器。讀完這本書，我對很多日常電子設備的工作原理都有瞭更深的認識，感覺自己像是擁有瞭一副“透視眼”，能夠看到事物內在的奧秘。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在校的電子信息專業學生，即將麵臨實習和畢業設計的挑戰。在老師的推薦下，我開始閱讀這本《傳感器原理及應用》。坦白說，一開始我有些畏懼，覺得傳感器技術過於深奧。然而，隨著閱讀的深入，我發現這本書的敘述方式非常友好，即使是復雜的概念，也能夠通過清晰的圖示和生動的例子來解釋。我特彆喜歡書中對物聯網領域傳感器應用的介紹，比如用於環境監測的溫濕度傳感器、氣體傳感器，以及用於定位和導航的GPS模塊、慣性傳感器等。這些內容與我未來可能從事的行業緊密相關，讓我對學習傳感器原理産生瞭濃厚的興趣。書中不僅講解瞭傳感器本身的原理，還涉及瞭如何將傳感器數據進行采集、處理和傳輸，這為我理解整個物聯網係統的構成打下瞭堅實的基礎。此外，書中也提到瞭傳感器在智能製造、智慧醫療等新興領域的應用，這些都拓寬瞭我的視野，讓我看到瞭傳感器技術廣闊的發展前景。這本書為我今後的學習和研究提供瞭寶貴的指引。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在相關領域摸爬滾打多年的工程師，我一直在尋找一本能夠兼顧理論深度和工程實踐的參考書。這本《傳感器原理及應用》給瞭我不少驚喜。書中對各種傳感器的工作原理講解得非常透徹，不僅僅停留在現象層麵，而是深入到物理效應和數學模型。比如，在介紹霍爾效應傳感器時，它不僅給齣瞭公式推導，還詳細講解瞭不同結構霍爾元件的優劣勢，以及如何通過集成電路設計來補償溫度漂移和零點偏移。更重要的是，書中結閤瞭大量實際應用案例，從工業自動化到生命科學，再到航空航天，幾乎涵蓋瞭傳感器技術的各個重要領域。這些案例分析讓我能夠更好地理解理論知識在實際工程中的應用，也為我解決工作中遇到的實際問題提供瞭思路。我尤其欣賞書中對於傳感器選擇、性能評估和集成設計方麵的指導，這些內容對於提升工程師的實操能力非常有價值。總的來說，這本書是一本非常優秀的工具書，能夠幫助我們更深入地理解和掌握傳感器技術。