傳感器技術及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鍾柱培 編

圖書標籤:

• 傳感器技術
• 傳感器應用
• 測量技術
• 自動化
• 電子技術
• 儀器儀錶
• 物聯網
• 智能硬件
• 工業控製
• 信號處理

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040409826

版次：1

商品編碼：11959575

包裝：平裝

叢書名： “十二五”職業教育國傢規劃教材·電子技術應用專業

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：215

字數：340000

正文語種：中文

內容簡介

　　《傳感器技術及應用》是“十二五”職業教育國傢規劃教材，依據教育部《中等職業學校電子技術應用專業教學標準》，並參照相關的國傢職業技能標準和行業職業技能鑒定規範編寫。
　　《傳感器技術及應用》采用項目式編寫方式，主要內容包括認識傳感器，光電傳感器應用，電容、電感接近式傳感器應用，磁感應式傳感器應用，電熱式傳感器應用，氣敏傳感器應用，應變式傳感器應用，認識新型傳感器和傳感器綜閤應用等。
　　《傳感器技術及應用》可作為中等職業學校電子技術應用及相關專業教材，也可作為相關行業培訓用書。

目錄

項目一 認識傳感器
任務一 認識傳感器的基礎知識

項目二 光電傳感器應用
任務一 自動語音迎賓——熱釋電傳感器應用
任務二 工件靠近檢測——反射式光電傳感器應用
任務三 工件計數——對射式光電傳感器應用
任務四 工件色差檢測——光縴傳感器應用

項目三 電容、電感接近式傳感器應用
任務一 工件靠近檢測——電容、電感接近式傳感器應用
任務二 工件村米鬥識彆——電容、電感接近式傳感器應用己
任務三 工件計數——電容、電感接近式傳感器應用

項目四 磁感應式傳感器應用
任務一 氣缸行程定位檢測——磁性開關、乾簧繼電器應用
任務二 電機速度檢測——霍爾傳感器應用
任務三 鏇轉角度檢測——光電鏇轉編碼器、鏇轉變壓器應用

項目五 電熱式傳感器應用
任務一 溫度檢測——熱電偶應用
任務二 溫度報警——熱電阻應用

項目六 氣敏傳感器應用
任務一 煤氣泄漏報警——氣敏電阻應用
任務二 電子式溫濕度計——濕敏電阻應用

項目七 應變式傳感器應用
任務一 電子秤——電陽應變式傳感器應用
任務二 振動報警器——壓電式傳感器應用

項目八 認識新型傳感器
任務一 認識圖像傳感器
任務二 認識身份識彆傳感器
任務三 認識生物傳感器
任務四 認識微波傳感器

項目九 傳感器綜閤應用
任務一 室內恒溫恒濕係統安裝調試
任務二 住宅安防係統安裝與調試——熱釋電傳感器、圖像傳感器、身份識彆傳感器綜閤應用

《工業自動化控製係統集成與優化》 內容簡介 在現代工業飛速發展的浪潮中，自動化控製係統已成為提升生産效率、保障産品質量、降低運營成本的核心驅動力。本書《工業自動化控製係統集成與優化》深入探討瞭當前工業自動化領域最前沿的技術理念、工程實踐以及未來發展趨勢，旨在為廣大工業自動化工程師、係統集成商、項目管理者以及相關領域的研究者提供一本全麵、深入且實用的參考手冊。 本書的寫作初衷源於對當前工業自動化技術發展中普遍存在的係統集成復雜性、數據孤島現象以及優化升級瓶頸的深刻洞察。我們認識到，單個自動化設備或子係統的先進性固然重要，但將它們有機地、高效地整閤成一個協同工作的整體，並能根據實際運行情況進行智能化的優化調整，纔是實現工業4.0時代智能製造目標的關鍵所在。因此，本書的重點並非聚焦於某一特定類型的傳感器或執行器，而是將視角放諸於整個自動化控製係統的生命周期，從係統設計、硬件選型、軟件開發、集成部署，直至運行監控、性能分析和持續優化，進行全方位的剖析。 第一部分：工業自動化控製係統架構與設計原則 本部分將首先對現代工業自動化控製係統的基本架構進行係統性闡述。我們將從傳統的集散控製係統（DCS）、可編程邏輯控製器（PLC）係統入手，逐步過渡到更具柔性、智能化和網絡化特徵的分布式控製係統（DCS）、基於PC的控製係統（PCC）以及新興的基於雲和邊緣計算的控製架構。我們將詳細分析不同架構的特點、優勢、適用場景以及它們之間的協同關係。 在係統設計方麵，本書將強調“模塊化”、“標準化”和“可擴展性”的設計原則。我們會深入講解如何根據具體的工業流程和生産需求，閤理劃分控製層級，設計高效的網絡拓撲結構，以及如何選擇具備良好互操作性的硬件和軟件平颱。此外，還將探討故障容錯設計、冗餘策略以及信息安全在係統設計中的重要性，確保係統的穩定可靠運行。 第二部分：核心自動化技術解析與選型策略 在係統架構的基礎上，本部分將聚焦於構成自動化控製係統的核心技術要素，但不是孤立地介紹，而是從集成和協同的角度來分析。 數據采集與通信： 重點不在於某一種傳感器的工作原理，而是如何從各種工業現場獲取可靠、準確的數據。我們將深入研究工業以太網（如EtherNet/IP, PROFINET, Modbus TCP/IP）、現場總綫技術（如PROFIBUS, DeviceNet, CANopen）以及新興的物聯網（IoT）通信協議（如MQTT, CoAP）在自動化係統中的應用。我們將分析不同通信技術的帶寬、實時性、可靠性、功耗以及網絡安全特性，為係統集成商提供科學的選型依據。同時，也會涉及數據的預處理、濾波和去噪技術，以確保進入控製係統的原始數據具有可用性。 控製算法與邏輯實現： 本部分將涵蓋PID控製、模糊邏輯控製、模型預測控製（MPC）等經典和先進的控製算法。我們將探討這些算法在不同工業應用場景下的性能錶現、調優方法以及如何通過軟件平颱實現。更重要的是，我們將重點關注如何將這些控製邏輯進行模塊化設計，以便於在復雜係統中進行高效的部署和管理。我們將深入分析PLC編程語言（Ladder Diagram, Function Block Diagram, Structured Text）的特點及其在不同控製任務中的應用，以及如何利用高級編程環境實現更復雜的控製策略。 執行機構與人機交互： 盡管本書不側重於單一的傳感器，但對執行機構的理解是自動化係統閉環控製的必然要求。我們將簡要介紹伺服驅動、變頻器、比例閥等執行機構的性能特點、接口規範以及如何將其集成到控製係統中。在人機交互（HMI）方麵，我們將探討如何設計直觀、易用的操作界麵，實現對生産過程的可視化監控、參數設置和報警管理。重點將放在HMI與PLC/DCS係統的數據交互機製、畫麵設計規範以及用戶權限管理等方麵，確保操作人員能夠高效、安全地與係統進行交互。 第三部分：工業自動化控製係統的集成與部署 本部分將是本書的重中之重，詳細闡述如何將前述的技術要素有機地整閤起來，並成功地部署到實際工業環境中。 係統集成方法論： 我們將介紹多種有效的係統集成方法，包括自頂嚮下設計、自底嚮上構建以及混閤集成策略。我們將強調需求分析、係統規範製定、軟硬件接口定義、集成測試和驗證的重要性。特彆地，我們會深入探討如何在異構係統中實現數據的無縫交換和指令的統一發布，解決不同廠商設備之間的兼容性問題。 網絡架構與通信集成： 詳細講解如何構建穩定、可靠、安全的工業通信網絡。我們將分析不同通信協議在網絡層麵的協同工作，如何設計冗餘通信鏈路以提高係統的可用性。還將涉及網絡安全防護措施，如防火牆、VPN、訪問控製等，以應對日益嚴峻的網絡攻擊威脅。 軟件集成與平颱選擇： 探討不同自動化軟件平颱（如SCADA係統、MES係統、Historian係統）之間的集成。我們將分析如何利用標準接口（如OPC UA）實現數據的共享和集成，構建統一的生産數據管理平颱。還將介紹如何開發定製化的軟件模塊，以滿足特定工業過程的特殊需求。 現場部署與調試： 詳細闡述現場設備安裝、布綫、係統連接、參數配置以及係統調試的流程和關鍵注意事項。我們將提供實用的調試技巧和故障排除指南，幫助工程師快速定位和解決係統集成過程中齣現的問題。 第四部分：工業自動化控製係統的性能監控、維護與優化 一個高效的自動化控製係統並非一成不變，而是需要持續的監控、維護和優化。 性能監控與診斷： 本部分將介紹各種性能監控指標（如係統響應時間、控製精度、設備利用率、能耗等）的定義和計算方法。我們將探討如何利用SCADA係統、數據采集與分析工具，對係統的運行狀態進行實時監控和曆史數據分析，及時發現潛在的性能下降或故障隱患。 預測性維護與故障管理： 引入預測性維護的概念，通過對設備運行數據的分析，預測設備可能發生的故障，並提前采取維護措施，從而減少非計劃停機時間。我們將介紹故障模式與影響分析（FMEA）、設備可靠性分析等方法在係統維護中的應用。 係統優化策略： 針對實際運行中可能齣現的性能瓶頸，本書將提供一係列優化策略。這包括對控製算法參數的動態調整、生産流程的改進、能源效率的提升、以及引入人工智能（AI）和機器學習（ML）技術對係統進行自主優化。我們將舉例說明如何利用數據挖掘技術，從海量生産數據中發現優化機會，並將其轉化為可執行的改進方案。 係統升級與改造： 隨著技術的進步和業務需求的變化，自動化控製係統也需要進行升級和改造。本部分將探討如何對現有係統進行評估，製定閤理的升級改造方案，最小化對生産過程的影響，並確保新舊係統之間的平滑過渡。 第五部分：未來趨勢與發展展望 最後，本書將對工業自動化控製係統的未來發展趨勢進行展望。 工業物聯網（IIoT）與邊緣計算： 深入分析IIoT如何改變工業自動化係統的架構和數據流。我們將探討邊緣計算在降低延遲、提升實時性、以及實現本地智能決策方麵的優勢。 人工智能與機器學習在自動化中的應用： 展望AI和ML如何在故障診斷、預測性維護、過程優化、機器人協同以及自主決策等方麵發揮越來越重要的作用。 數字孿生（Digital Twin）技術： 探討數字孿生技術如何為自動化係統的設計、仿真、監控和優化提供強大的支持。 網絡安全與數據隱私： 強調在數字化轉型的背景下，網絡安全和數據隱私將成為工業自動化係統設計的重中之重。 本書特色： 係統性與綜閤性： 本書並非機械地羅列技術點，而是將工業自動化控製係統視為一個整體，從宏觀架構到微觀細節，進行係統性的闡述。 工程實踐導嚮： 大量引用實際工業項目中的案例和經驗，提供切實可行的解決方案和技術指導。 前瞻性與創新性： 關注行業最新技術動態和發展趨勢，為讀者提供未來發展方嚮的思考。 易讀性與深度兼顧： 在保證技術深度和專業性的同時，力求語言通俗易懂，結構清晰，便於讀者學習和理解。 《工業自動化控製係統集成與優化》不僅是一本技術手冊，更是一部關於如何構建、運行和持續提升現代化工業生産核心能力的指南。我們希望通過本書的閱讀，能夠幫助讀者深刻理解工業自動化控製係統的本質，掌握係統集成和優化的關鍵技術，從而在日益激烈的工業競爭中，不斷推動企業的技術進步和管理升級。

評分☆☆☆☆☆

作為一名生物醫學工程師，我一直對傳感器在生命科學和醫療健康領域的應用抱有極大的熱情。這本書中關於生物傳感器的章節，無疑是我最感興趣的部分。書中對化學傳感器、生物電化學傳感器以及生物光子傳感器的介紹，讓我看到瞭傳感器技術在疾病診斷、藥物監測和生命體徵監測方麵的巨大潛力。例如，血糖傳感器、心電傳感器以及各種體外診斷用的生物芯片，都極大地改善瞭醫療服務的效率和準確性。書中詳細闡述瞭這些生物傳感器的工作原理，以及它們在生物分子識彆、信號放大和數據采集等方麵的關鍵技術。這對於我正在進行的疾病標誌物檢測項目，提供瞭寶貴的理論基礎和技術參考。此外，書中關於微流控技術與傳感器結閤的應用，也引起瞭我的高度關注。微流控技術能夠實現微量樣品的處理和分析，與微型傳感器結閤，可以構建齣高度集成化的生物分析平颱，為疾病的早期診斷和個性化治療提供瞭可能。盡管我個人的研究方嚮集中在生物信號的采集與分析，但對傳感器本身原理和應用場景的深入瞭解，能夠幫助我更好地選擇和優化傳感器，從而推動生物醫學工程的進步。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節結構安排得非常閤理，即便我不是傳感器領域的專業人士，也能從中獲得相當多的知識。我一直對物聯網（IoT）的發展趨勢非常關注，而傳感器作為物聯網感知層的關鍵組成部分，其重要性不言而喻。我特彆喜歡書中關於無綫傳感器網絡（WSN）在智能傢居和智慧城市建設中的應用案例。書中詳細介紹瞭不同類型的無綫傳感器，如溫濕度傳感器、光照傳感器、人體感應傳感器等，以及它們如何通過低功耗無綫通信技術，將收集到的數據傳輸到雲端進行分析和處理。這讓我深刻理解瞭如何構建一個互聯互通的智能環境。例如，在智能傢居場景中，通過對這些傳感器數據的整閤分析，可以實現燈光、空調、安防等設備的智能化控製，從而提高居住的舒適度和能源利用效率。在智慧城市建設方麵，無綫傳感器網絡則可以用於交通流量監測、環境汙染監測、公共設施管理等方麵，為城市管理者提供決策依據。雖然我目前的工作主要集中在嵌入式軟件開發，側重於用戶界麵的設計和功能的實現，但對底層硬件和數據采集的深入瞭解，能夠幫助我更好地設計齣高效、易用的物聯網應用。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的評價，是基於其在半導體製造和集成電路設計領域的關聯性。我主要從事的是超大規模集成電路（VLSI）的設計工作，尤其是在高性能計算芯片的架構設計方麵。雖然我直接接觸的傳感器硬件開發較少，但我深知，先進的傳感器技術往往與半導體工藝和芯片設計息息相關。書中關於傳感器件的材料科學、製造工藝以及封裝技術的部分，為我提供瞭一個全新的視角。我瞭解到，許多新型傳感器的性能提升，離不開材料學的突破和製造工藝的進步，例如納米材料在傳感器中的應用，以及微納加工技術的發展。此外，書中關於傳感器接口電路和信號處理芯片的設計，也與我的專業領域有所關聯。高效的接口電路設計能夠降低傳感器的數據傳輸延遲，而優化的信號處理算法則能夠提高傳感器的精度和抗乾擾能力。這些內容讓我更加清晰地認識到，傳感器技術的發展並非孤立存在，而是與半導體産業的整體發展緊密相連。書中對傳感器功耗優化和小型化設計的要求，也與我司在移動設備和可穿戴設備芯片設計上的挑戰不謀而閤，讓我思考如何從芯片設計的角度來支持傳感器技術的發展。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，無疑為我們這些在自動化和智能製造領域摸爬滾打多年的工程師們帶來瞭一股清流。雖然我個人的工作重心更多地聚焦在工業機器人和運動控製係統上，但我一直深信，理解底層傳感器的工作原理和最新發展趨勢，是提升係統性能、解決棘手問題的關鍵。這本書的齣現，恰恰填補瞭我在這方麵的知識空白。我尤其對書中關於MEMS傳感器（微機電係統傳感器）在慣性導航和姿態測量方麵的應用章節印象深刻。MEMS傳感器體積小、功耗低、成本相對較低，這使得它們在無人機、智能穿戴設備以及各種便攜式電子産品中得到瞭廣泛應用。書中詳細介紹瞭陀螺儀、加速度計、磁力計等MEMS傳感器的基本工作原理，並通過具體的應用案例，展示瞭如何將這些傳感器的數據融閤，實現高精度的定位和導航。例如，在無人機領域，MEMS傳感器的數據可以幫助無人機在GPS信號弱甚至缺失的情況下，依然保持穩定飛行和精準定位。此外，書中還探討瞭傳感器在環境監測方麵的應用，比如用於檢測空氣質量、水質以及土壤狀況的傳感器。這些內容對於我們這些關注可持續發展和環境保護的工程師來說，具有極大的參考價值。盡管我目前的工作與這些具體應用場景有所區彆，但通過閱讀這些章節，我能夠清晰地感受到傳感器技術所展現齣的巨大潛力，也為我未來的職業發展方嚮提供瞭新的啓示。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在光學工程領域深耕多年的研究者，我對這本書中關於光學傳感器的部分産生瞭濃厚的興趣。雖然我主要關注的是圖像傳感器和光譜分析技術，但這本書所涵蓋的光學傳感器的廣泛性，著實讓我眼前一亮。書中對CCD（耦閤電荷器件）和CMOS（金屬氧化物半導體）圖像傳感器的深入剖析，以及它們在工業視覺、醫療成像等領域的應用，為我提供瞭寶貴的參考。特彆是關於傳感器在低光照環境下成像性能的提升，以及噪聲抑製技術的研究，都與我目前的研究方嚮息息相關。此外，書中關於激光雷達（LiDAR）和結構光傳感器的介紹，也引起瞭我的極大關注。這些傳感器在三維掃描、自動駕駛和機器人導航等領域扮演著至關重要的角色。通過書中對這些傳感器工作原理的詳細闡述，我得以更清晰地理解它們如何通過發射和接收激光或結構光來構建環境的三維模型。雖然我目前的應用場景主要集中在二維圖像處理，但對三維感知的理解，無疑將極大地拓展我的視野，並可能為我未來的研究方嚮帶來新的靈感。書中還提到瞭光縴傳感器的原理及其在分布式傳感領域的應用，這對於監測長距離結構物的形變和溫度變化具有重要意義，也為我提供瞭一個跨學科思考的視角。