HJ 传感器与检测技术 9787115259714 人民邮电出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋雪臣，单振清，郭永欣 著

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• 测量技术

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115259714

商品编码：29292980816

包装：平装

出版时间：2011-11-01

基本信息

书名：传感器与检测技术

定价：32.00元

作者：宋雪臣,单振清,郭永欣

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2011-11-01

ISBN：9787115259714

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书从实用角度出发，主要介绍常用传感器的工作原理、外特性及基本应用电路，并介绍了选择和应用传感器的基本技能。全书共10章，主要内容包括：检测技术基础、力学量传感器及应用、几何量传感器及应用、温度量传感器及应用、环境量传感器及应用、光学量传感器及应用、磁学量传感器及应用、数字量传感器及应用、传感器选用与标定和抗干扰技术及微机接口技术。
传感器与检测技术是整个自动化技术中的重要基础，是一门理论与实践结合十分密切的技术基础课程，在整个机电一体化学科体系中占有非常重要的地位。
　　本书可作为高等职业教育机电一体化技术类、电子信息类等专业的教材，也可作为成人教育、职业培训的教材，还可作为生产技术管理人员及其他工程技术人员参考和自学用书。

目录

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章　检测技术基础知识　
　1.1　检测技术的应用　
　1.2　测量与测量误差　
　　1.2.1　测量的概念　
　　1.2.2　测量方法　
　　1.2.3　测量误差及表达方式　
　　1.2.4　测量误差的分类　
　　1.2.5　测量误差的分析与处理　
　1.3　传感器的基本知识　
　　1.3.1　传感器的定义、组成和分类　
　　1.3.2　传感器的基本特性　
　1.4　检测系统　
　　1.4.1　检测的基本概念　
　　1.4.2　自动检测系统　
　1.5　传感器与检测技术发展趋势　
　　1.5.1　传感器的发展方向　
　　1.5.2　检测技术的发展趋势　
　本章小结　
　思考与练习　
第2章　力学量传感器及应用　
　2.1　压力检测基础　
　　2.1.1　压力的定义　
　　2.1.2　压力的表示方法　
　　2.1.3　压力的计量单位　
　　2.1.4　压力测量仪表的分类　
　2.2　弹性敏感元件　
　　2.2.1　弹性敏感材料的弹性特性　
　　2.2.2　弹性敏感元件的材料及基本要求　
　　2.2.3　变换力的弹性敏感元件　
　　2.2.4　变换压力的弹性敏感元件　
　2.3　电阻应变式传感器　
　　2.3.1　应变效应与应变片　
　　2.3.2　测量转换电路　
　　2.3.3　应变式传感器应用实例　
　2.4　固态压阻式传感器　
　　2.4.1　半导体压阻效应　
　　2.4.2　扩散型压阻式传感器　
　2.5　压电式力学传感器　
　　2.5.1　压电效应　
　　2.5.2　压电材料　
　　2.5.3　压电式传感器测量电路　
　　2.5.4　压电式传感器的应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训题目1　电阻应变式传感器　
　实训项目2　压电传感器的动态响应实训　
第3章　几何量传感器及应用　
　3.1　电位器式位移传感器　
　　3.1.1　电位器位移传感器原理和基本结构　
　　3.1.2　电位器传感器负载特性　
　　3.1.3　电位器传感器的应用实例　
　3.2　电容式几何量传感器　
　　3.2.1　电容式传感器工作原理及类型　
　　3.2.2　电容式传感器的转换电路　
　　3.2.3　电容式传感器的应用　
　3.3　电感式几何量传感器　
　　3.3.1　自感式传感器　
　　3.3.2　差动变压器式传感器　
　3.4　电涡流传感器　
　　3.4.1　涡流效应　
　　3.4.2　电涡流传感器的工作原理　
　　3.4.3　电涡流传感器基本结构和类型　
　　3.4.4　测量电路　
　　3.4.5　电涡流传感器的应用　
　3.5　超声波传感器　
　　3.5.1　超声波及其物理性质　
　　3.5.2　超声波探头及耦合技术　
　　3.5.3　超声波传感器的应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训题目3　电容式传感器　
　实训题目4　差动变压器的标定(静态位移性能)　
　实训题目5　电涡流式传感器的应用——振幅测量　
第4章　温度量传感器及应用　
　4.1　温度测量基本知识　
　　4.1.1　温度的基本概念　
　　4.1.2　温标　
　　4.1.3　温度传感器的分类及发展方向　
　4.2　电阻式温度传感器　
　　4.2.1　热电阻传感器　
　　4.2.2　热敏电阻和集成温度传感器　
　4.3　热电式温度传感器　
　　4.3.1　热电偶工作原理　
　　4.3.2　热电偶的结构形式及材料　
　　4.3.3　热电偶冷端延长　
　　4.3.4　热电偶实用测温线路和温度补偿　
　　4.3.5　热电偶传感器应用实例　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训项目6　热电偶原理及现象　
第5章　环境量传感器及应用　
　5.1　气敏电阻传感器　
　　5.1.1　气敏传感器的材料及工作原理　
　　5.1.2　气敏元件的基本测量电路　
　　5.1.3　气敏电阻元件的种类　
　　5.1.4　气敏传感器的应用　
　5.2　湿敏电阻传感器　
　　5.2.1　湿度的概念和表示方法　
　　5.2.2　比较成熟的几类湿敏传感器　
　　5.2.3　湿敏传感器的应用实例——ZHG型湿敏电阻及其应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训题目7　湿敏电阻(RH)传感器　
第6章　光学量传感器及应用　
　6.1　光电效应及光电元器件　
　　6.1.1　光电效应及分类　
　　6.1.2　光电管及基本测量电路　
　　6.1.3　光电倍增管及基本测量电路　
　　6.1.4　光敏电阻及基本测量电路　
　　6.1.5　光敏晶体管及基本测量电路　
　　6.1.6　光电池及基本测量电路　
　　6.1.7　光电耦合器件及基本测量电路　
　6.2　光电式传感器的应用　
　　6.2.1　光电式传感器应用类型　
　　6.2.2　光电式传感器应用实例　
　6.3　光纤传感器　
　　6.3.1　光纤传感器概述　
　　6.3.2　光纤的结构和传输原理　
　　6.3.3　光纤传感器　
　　6.3.4　光纤传感器的应用　
　6.4　红外传感器　
　　6.4.1　红外辐射基础　
　　6.4.2　红外探测器　
　　6.4.3　红外传感器的应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训项目8　光电传感器(反射型)测转速实训　
　实训题目9　光纤位移测量　
第7章　磁学量传感器及应用　
　7.1　霍尔式磁学量传感器　
　　7.1.1　霍尔效应　
　　7.1.2　霍尔元件和测量电路　
　　7.1.3　霍尔元件主要特性参数　
　　7.1.4　霍尔元件的误差补偿　
　　7.1.5　集成霍尔传感器　
　　7.1.6　霍尔传感器的应用　
　7.2　其他磁敏传感器及应用　
　　7.2.1　磁敏电阻器　
　　7.2.2　磁敏二极管　
　　7.2.3　磁敏三极管　
　　7.2.4　磁敏二极管和磁敏三极管的应用　
　本章小结　
　思考与练习　
　实训题目10　霍尔传感器直流激励特性　
第8章　数字量传感器及应用　
　8.1　栅式数字传感器　
　　8.1.1　光栅的类型和结构　
　　8.1.2　光栅的工作原理　
　　8.1.3　光栅式传感器的测量电路　
　8.2　数字编码器　
　　8.2.1　接触式码盘编码器　
　　8.2.2　光电式编码器　
　　8.2.3　电磁式编码器　
　　8.2.4　脉冲盘式数字传感器　
　8.3　感应同步器　
　　8.3.1　直线式感应同步器的结构和工作原理　
　　8.3.2　旋转式感应同步器(圆感应同步器)　
　　8.3.3　感应同步器位移测量系统　
　8.4　频率式数字传感器　
　　8.4.1　改变力学系统固有频率的频率传感器　
　　8.4.2　RC振荡器式频率传感器　
　　8.4.3　压控振荡器式频率传感器　
　　8.4.4　频率式传感器的基本测量电路　
　本章小结　
　思考与练习　
第9章　传感器选用与标定　
　9.1　传感器选用原则　
　　9.1.1　测量方式选择　
　　9.1.2　传感器性能指标选择　
　9.2　传感器的标定与校准　
　　9.2.1　标定与校准的概念　
　　9.2.2　传感器标定方法　
　　9.2.3　传感器的静态标定　
　　9.2.4　传感器的动态标定　
　本章小结　
　思考与练习　
0章　抗干扰技术及微机接口技术　
　10.1　传感器抗干扰技术　
　　10.1.1　干扰的来源及形式　
　　10.1.2　抑制干扰的途径　
　　10.1.3　屏蔽技术　
　　10.1.4　接地技术　
　　10.1.5　浮置技术　
　　10.1.6　其他抑制干扰的措施　
　10.2　传感器与微机接口技术　
　　10.2.1　信号预处理　
　　10.2.2　数据采集　
　　10.2.3　ADC接口技术　
　10.3　自动检测技术综合应用实例——基于AT89C2051和DS18B20的温度测量系统　
　　10.3.1　数字温度传感器DS18B20　
　　10.3.2　AT89C2051单片机　
　　10.3.3　AT89C2051与DS18B20组成的测温系统　
　　10.3.4　软件设计　
　本章小结　
　思考与练习　
参考文献　

作者介绍

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文摘

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序言

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《高精度光电传感器及其在精密测量中的应用》 内容简介 本书是一部专注于高精度光电传感器原理、设计、制造及其在各精密测量领域广泛应用的专著。全书共分为十五章，内容翔实，涵盖了从基础的光电转换原理到复杂的传感器集成系统，再到前沿的量子传感技术，旨在为读者提供一个全面、深入的知识体系。本书以理论讲解与工程实践相结合的方式，重点突出高精度光电传感器的关键技术和实际应用，特别适合从事光学、电子工程、仪器仪表、精密制造、生物医学工程等相关领域的科研人员、工程技术人员以及高等院校相关专业的师生阅读。 第一章 光电传感器基础理论 本章首先回顾了电磁波谱的基本知识，重点介绍了可见光、红外光和紫外光等在传感器领域常用的波段特性。接着，深入阐述了光与物质相互作用的基本原理，包括光的吸收、反射、折射、散射、衍射以及光电效应（如光电导效应、光伏效应、光电倍增效应等）。在此基础上，详细介绍了光电信号的产生机制、传输过程以及传感器工作时可能遇到的噪声源及其抑制方法，为后续章节的传感器原理分析奠定坚实的理论基础。 第二章 光电传感器的关键组成部分 本章聚焦于构成高精度光电传感器的核心组件。首先，详细介绍了各类光电探测器的原理、结构、性能参数（如响应度、量子效率、暗电流、噪声等）及其优缺点，包括光电二极管、光电倍增管、CCD（电荷耦合器件）、CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器、热释电红外探测器、光电导探测器等。其次，深入探讨了光源在光电传感器系统中的作用，重点介绍了激光器、LED（发光二极管）、白炽灯等光源的特性及其在不同应用中的选择原则。最后，分析了光学元件（如透镜、滤光片、分光棱镜、光纤等）的设计与选择对传感器性能的影响。 第三章 位移与形变检测光电传感器 本章专门探讨了利用光电传感器进行高精度位移和形变测量的技术。详细介绍了激光三角测量传感器、激光扫描传感器、光栅尺、干涉仪（如迈克尔逊干涉仪、萨纳克干涉仪）等在位移测量中的原理和应用。对于形变测量，则重点讲解了散斑干涉技术、全息干涉技术以及应变片结合光电耦合技术的测量方法。本章强调了如何通过优化光学设计和信号处理算法来提高测量的分辨率、线性度和稳定性。 第四章 角度与旋转检测光电传感器 本章聚焦于利用光电技术实现高精度角度和旋转测量的原理与方法。详细介绍了编码盘（增量式和绝对式）、光学陀螺、激光角速度传感器、以及基于光纤陀螺的惯性导航技术。重点分析了不同类型编码盘的工作原理、精度限制以及抗干扰措施。对于光学陀螺，则深入解析了其工作机理和性能指标，并探讨了其在航空航天、无人系统等领域的应用。 第五章 尺寸与形状检测光电传感器 本章系统阐述了利用光电传感器进行尺寸和形状测量的各种技术。详细介绍了机器视觉系统中的二维和三维测量方法，包括基于图像处理的尺寸测量、轮廓提取、特征匹配等。重点讲解了激光轮廓扫描仪、结构光扫描仪、光切法、以及多目立体视觉等三维重建技术。本章强调了如何结合先进的图像处理算法和机器学习技术，实现对复杂工件的高精度、高效率尺寸与形状检测。 第六章 光强与亮度检测光电传感器 本章深入探讨了光强与亮度检测的原理和应用。详细介绍了光度计、照度计、亮度计等测量仪器的基本原理和设计要点。重点分析了不同类型的光电探测器在光强测量中的适用性，以及如何通过滤光片和光学积分实现对特定波段或总光强的精确测量。本章还将讨论光电传感器在环境光监测、照明工程、以及光化学反应过程中的应用。 第七章 颜色与光谱检测光电传感器 本章专注于颜色和光谱的测量技术。详细介绍了色度学基本概念，如三刺激值、色坐标、色温等。重点讲解了基于滤光片阵列的彩色图像传感器、分光光度计、光谱仪（如光栅光谱仪、棱镜光谱仪）的工作原理。深入分析了不同类型光谱仪在材料成分分析、食品安全检测、环境污染监测等领域的应用。 第八章 近红外（NIR）与热成像光电传感器 本章专门探讨了近红外（NIR）和热成像光电传感器技术。详细介绍了NIR光电探测器的类型、响应特性及其在物质成分分析、水分检测、食品质量评估等方面的应用。对于热成像，则重点讲解了非制冷型和制冷型红外焦平面探测器的工作原理、探测率（D）等关键参数，以及其在工业无损检测、安防监控、医疗诊断、电力巡检等领域的广泛用途。 第九章 光纤传感器的原理与应用 本章详细阐述了光纤传感器的基本原理和多样化应用。介绍了光纤传感器的工作机理，包括强度型、相位型、时间延迟型、共振型等。重点讲解了基于光纤的光栅传感器（FBG）、光纤干涉仪、光纤温度传感器、光纤压力传感器、光纤应变传感器等。分析了光纤传感器在结构健康监测、工业过程控制、环境监测、生物医学等领域的优势与挑战。 第十章 量子光学传感技术 本章介绍量子光学在前沿传感领域的应用。详细阐述了量子光源（如单光子源、纠缠光子源）的产生与特性，以及量子探测器的基本原理。重点介绍了基于量子纠缠的精密测量技术，如量子干涉、量子计量等，并展望了量子传感器在超高精度测量、量子通信、量子成像等方面的巨大潜力。 第十一章 光电传感器系统的设计与集成 本章关注光电传感器系统的整体设计与集成。从系统需求分析出发，讲解了如何根据应用场景选择合适的光电传感器，并设计配套的光学系统、电子电路和信号处理单元。详细介绍了信号采集、放大、滤波、模数转换、以及数据传输等关键环节的设计考虑。同时，讨论了传感器阵列的设计、多传感器融合以及面向特定应用的功能化集成。 第十二章 信号处理与数据分析 本章深入探讨了光电传感器信号的处理与数据分析技术。介绍了常用的信号处理算法，如数字滤波（低通、高通、带通）、噪声抑制（如卡尔曼滤波、小波去噪）、以及信号增强技术。重点讲解了基于统计学和机器学习的传感器数据分析方法，包括特征提取、模式识别、故障诊断、以及预测模型构建。本章强调了如何从复杂的传感器数据中提取有价值的信息，提高测量精度和可靠性。 第十三章 传感器标定与误差分析 本章聚焦于光电传感器的标定与误差分析。详细介绍了传感器标定的基本概念、方法与流程，包括零点标定、量程标定、以及非线性标定。重点分析了传感器误差的来源，包括系统误差、随机误差、以及环境影响误差，并介绍了常用的误差分析方法，如最小二乘法、数据拟合等。本章强调了建立有效的标定模型和误差补偿机制对于保证测量结果准确性的重要性。 第十四章 高精度光电传感器的制造与封装 本章介绍了高精度光电传感器的制造工艺与封装技术。详细阐述了微纳加工技术（如光刻、蚀刻、薄膜沉积）、精密光学元件的加工与检测、以及传感器芯片的封装技术。重点讨论了如何通过优化制造工艺和选择合适的封装材料，提高传感器的性能、稳定性和可靠性。 第十五章 光电传感器在现代工业与科学中的应用实例 本章通过多个实际应用案例，展示了高精度光电传感器在现代工业与科学研究中的重要作用。涵盖了生物医学（如内窥镜、血糖仪、基因测序）、环境保护（如气体监测、水质分析）、工业制造（如自动化生产线、质量检测）、航空航天（如导航、遥感）、以及科学研究（如天文学、粒子物理）等多个领域的应用。通过这些案例，读者可以更直观地理解光电传感器技术的价值和发展前景。 本书力求内容严谨，论述清晰，图文并茂，并附有大量的公式推导和实例分析，旨在为广大读者提供一本集理论性、实践性和前瞻性于一体的专业参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受就是“润物细无声”的技术启蒙。它没有像很多技术书籍那样，上来就抛出大量晦涩难懂的公式和定义，而是更侧重于技术背后的“故事”和“应用”。我印象最深刻的是关于“气体传感器”的章节，作者没有直接讲解复杂的化学反应机理，而是先从我们日常生活中常见的“煤气泄漏报警器”讲起，然后逐步引出气体传感器是如何检测空气中有害气体的。他描述气体分子与传感器材料相互作用的过程，虽然没有使用过于专业的语言，但却让我对传感器的灵敏度和选择性有了初步的认识。此外，书中还穿插了很多关于传感器的小历史和发展趋势，比如最早的温度计是如何发明的，以及未来传感器会朝着什么方向发展，这些都让整本书的内容更加丰富和有趣，不仅仅是单纯的技术讲解。这本书更像是一个引路人，它用一种非常温和的方式，激发了我对传感器技术的好奇心，让我愿意主动去了解更多。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本书的时候，我并没有抱太大的期望，以为又是一本堆砌理论、难以理解的技术书籍。然而，它却给了我一个巨大的惊喜。作者在叙述一些复杂的传感器原理时，巧妙地运用了大量图示和流程图，这些图文并茂的讲解方式，极大地降低了理解门槛。我尤其赞赏他对于“红外传感器”部分的阐述，他不仅解释了红外线如何被发射和接收，还生动地描绘了其在夜视设备、人体感应器以及温度测量中的应用场景，仿佛我能亲眼看到那些无形的红外线在工作中发挥作用。而且，这本书的逻辑结构也非常清晰，每一章都围绕一个核心传感器类型展开，然后深入浅出地讲解其工作原理、关键参数以及实际应用。作者在介绍“超声波传感器”时，用到了“蝙蝠回声定位”的例子，让我一下子就明白了声波反射测距的原理，这种类比真是太巧妙了！读这本书，我感觉自己就像在和一位经验丰富的工程师对话，他用最浅显易懂的方式，把我带入了传感器的神奇世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书我看了大半，虽然书名是“HJ 传感器与检测技术”，但感觉它更像是一本引人入胜的技术科普读物，而非枯燥的教科书。作者在开篇就用非常生动有趣的例子，比如如何利用身边的日常物品来感知环境的变化，一下子就抓住了我的注意力。他没有直接抛出复杂的公式和原理，而是循序渐进地讲解，从最基础的光、热、力等物理现象，到它们如何转化为可测量的电信号。我特别喜欢他描述“霍尔效应”的那一段，他没有仅仅罗列效应的公式，而是形象地比喻成“一股看不见的推力”，解释了磁场如何影响电子的运动方向，进而产生电压差。这种“化繁为简”的讲解方式，让我这个非专业人士也能轻松理解。而且，书中穿插了很多工业应用的小故事，比如某个精密仪器的研发过程，或是某个自动化生产线的原理，这些都让我对传感器技术在实际生活中的应用有了更直观的认识，觉得它并不是离我们很遥远的东西。总的来说，这本书在我心中更像是一扇通往奇妙传感器世界的大门，它激发了我对这个领域的好奇心，让我开始思考很多以前从未留意过的技术细节。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度让我感到非常满意，虽然我不是这个领域的专业人士，但通过阅读，我对“传感器”这个概念有了全新的认识。作者在讲解“电容式传感器”时，没有直接跳到公式推导，而是先从我们手机屏幕的触摸原理讲起，然后逐步深入到不同类型的电容式传感器是如何通过测量电容的变化来感知物体的。他对于“应变片”的讲解也非常到位，通过一个简单的例子，说明了材料在受力形变时电阻会发生微小变化，而应变片正是利用这一原理来测量力或压力的。最让我觉得不可思议的是，书中还涉及了比较前沿的“MEMS传感器”技术，作者用非常形象的比喻，将微机电系统比作“微型的工厂”，详细介绍了这些微小器件是如何集成到我们的智能手机、汽车以及各种电子产品中的。这本书的优点在于，它既有技术深度，又能以通俗易懂的方式呈现给读者，让我感觉学习过程非常愉快。

评分☆☆☆☆☆

我本来以为这是一本硬核的工程技术手册，结果读起来却意外地轻松有趣。作者在处理一些关键的传感器原理时，并没有采用枯燥的数学推导，而是通过类比和形象的比喻，让我能够快速掌握核心概念。比如，在讲解“压阻效应”时，他没有上来就给出一堆应力应变公式，而是用一个气球被挤压变形，导致其内部电阻变化的生动例子来解释，这种方式非常贴合生活，也更容易让人记住。更让我惊喜的是，书中对各种传感器的工作流程进行了详细的剖析，从信号的产生、传输、放大，再到最终的数字化处理，每一步都描述得清晰明了。我特别关注了关于“光学传感器”的部分，作者不仅介绍了不同类型光学传感器的基本结构和工作原理，还举例说明了它们在条形码扫描、距离测量甚至医学影像等领域的应用，这些都让我对光学传感器的广泛应用有了更深的理解。这本书的文字风格也很接地气，没有太多艰涩的术语，即使遇到一些专业名词，作者也会给出通俗易懂的解释，让我觉得学习起来一点压力都没有。