传感器与检测技术 宋雪臣,单振清,郭永欣 9787115259714 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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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115259714

商品编码：29373357745

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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作者介绍

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文摘

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序言

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探索微观世界的奥秘：从原理到应用的集成指南 在现代科技飞速发展的浪潮中，传感器与检测技术作为信息获取的“触角”，其重要性日益凸显。从精准导航的GPS，到守护健康的医疗设备，再到工业生产的自动化控制，无不渗透着传感器技术的强大力量。本书旨在为读者构建一个全面而深入的传感器与检测技术知识体系，深入剖析其背后的科学原理，并详细阐述其在各个领域的广泛应用，帮助读者理解并掌握这一关键技术，从而更好地应对未来的挑战与机遇。 第一篇：传感器技术的基础理论 本篇将为读者打下坚实的理论基础，循序渐进地引导大家走进传感器世界的宏观图景。 传感器概述与分类： 我们将首先探讨传感器的基本概念、工作原理以及其在现代社会中的关键作用。通过对传感器的发展历程进行梳理，让读者了解这项技术如何从最初的简单测量工具演变为如今复杂多样的智能感知单元。我们将详细介绍传感器的主要分类方式，例如按工作原理（电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、光电式等）、按被测参数（温度、压力、位移、力、流量、湿度、光、声、化学物质等）以及按输出信号（模拟量、数字量）等，并对各类传感器的特点、优势和局限性进行对比分析，帮助读者建立初步的认知框架。 传感器的基本原理： 深入剖析不同传感器的工作原理是理解其性能的关键。我们将详细讲解各类传感器如何利用物理、化学或生物效应将待测物理量转换为可读的电信号。例如，电阻式传感器如何利用材料电阻率随外界因素（如温度、应力）的变化进行测量；电容式传感器如何利用电介质常数或极板间距的变化改变电容值；压电式传感器如何利用压电晶体的压电效应将机械应力转化为电荷；热电式传感器（如热电偶）如何利用塞贝克效应产生温差电势；光电式传感器（如光敏电阻、光电二极管、光电晶体管）如何利用光照引起材料导电性变化或产生光生电荷等。对于化学传感器，我们将探讨其如何利用化学反应、电化学过程或吸附现象来检测特定化学物质的浓度或组成。 传感器信号的调理与处理： 传感器输出的原始信号往往带有噪声、幅值不匹配或是非线性等问题，需要经过一系列的信号调理和处理才能被后续系统有效利用。本节将详细介绍放大器（如运算放大器）、滤波器（如低通、高通、带通滤波器）、信号隔离、采样与量化等关键技术。我们将解释如何根据传感器的输出特性选择合适的放大电路，如何利用滤波器去除干扰信号，如何通过采样和量化将模拟信号转换为数字信号，以及数字信号处理（DSP）技术在传感器数据优化中的作用，包括滤波、校准、线性化等。 传感器选型与评估： 选择合适的传感器是构建高效检测系统的第一步。我们将指导读者如何根据具体的应用需求、被测对象的特性、环境条件以及经济成本等因素，综合考虑传感器的性能指标，如灵敏度、精度、线性度、迟滞、重复性、响应时间、工作温度范围、抗干扰能力以及功耗等。此外，我们还将介绍评估传感器性能的常用方法和标准，帮助读者做出明智的选择。 第二篇：各类传感器的原理与特性 本篇将聚焦于具体类型的传感器，深入挖掘其独特的工作机制和应用场景。 温度传感器： 我们将详细介绍热电偶、热敏电阻（NTC、PTC）、热敏电阻、铂电阻温度计（RTCE）、红外测温仪等多种温度传感器的原理、结构、优缺点以及适用范围。例如，热电偶如何利用不同金属的温差电动势进行测量，热敏电阻的负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC）特性如何反映温度变化，铂电阻的线性度如何使其成为高精度测温的选择。 压力传感器： 本节将重点讲解压阻式、电容式、应变片式、扩散硅等压力传感器的测量原理。我们将分析不同类型压力传感器在测量静态和动态压力时的表现，以及它们在液压、气动系统、航空航天、汽车电子等领域的应用。 位移与力传感器： 线性电位器、电感式位移传感器、LVDT（线性可变差动变压器）、光栅尺、激光位移传感器等将被详细介绍。同时，我们将探讨应变片式力传感器、测力环、扭矩传感器等用于测量力和力矩的原理和应用。 流量传感器： 涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、孔板流量计、质量流量计等不同类型的流量传感器，我们将剖析其测量原理、介质适应性、精度等级以及在工业过程控制、环保监测等方面的应用。 湿度传感器： 电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器、干湿球湿度计等将是本节的重点。我们将介绍它们如何感知空气中水蒸气的含量，并分析其在气象监测、智能家居、食品储存等领域的价值。 光电传感器： 光敏电阻、光电二极管、光电晶体管、光耦等将得到详细阐述。我们将讲解它们如何响应光信号，并广泛应用于自动照明、安防监控、条形码扫描等领域。 声传感器： 麦克风（动圈式、电容式、驻极体式）等声传感器的工作原理将被深入解析，并探讨其在语音识别、音频信号采集、噪声监测等方面的应用。 化学传感器与生物传感器： 本部分将介绍用于检测气体、液体中特定化学物质的传感器，如气体传感器（电化学式、半导体式）、pH传感器、离子选择电极等。同时，我们将初步探讨生物传感器，其如何利用生物识别元件（如酶、抗体、DNA）结合信号转换器来实现对生物分子的高灵敏度检测，为疾病诊断、环境保护等领域带来革新。 第三篇：传感器在实际系统中的应用 本篇将带领读者走进真实的科技应用场景，直观感受传感器技术的力量。 工业自动化与过程控制： 传感器在现代工业生产中的核心作用将被充分展现。我们将探讨如何利用各类传感器实现对温度、压力、流量、液位、物位、速度、位置等关键参数的实时监测与控制，从而提高生产效率、保证产品质量、降低能耗并提升安全性。例如，在化工、电力、冶金、机械制造等行业，传感器是如何构建起智能化的生产线和控制系统的。 环境监测与保护： 传感器在守护我们赖以生存的环境方面扮演着至关重要的角色。我们将介绍如何利用空气质量传感器、水质传感器、噪声传感器、辐射传感器等，对大气污染物、水体污染、噪声污染以及放射性污染进行实时监测，为环境保护决策提供科学依据。 医疗与健康监测： 传感器技术在医疗健康领域的应用，极大地提升了疾病的诊断、治疗和康复水平。我们将探讨体温传感器、血压传感器、血氧传感器、心电传感器、血糖传感器、以及用于医学影像的各类探测器，它们如何帮助医生更准确地诊断病情，患者如何通过可穿戴设备进行健康监测。 智能交通与导航： 无论是汽车的ABS系统、ESP系统，还是GPS导航、自动驾驶技术，都离不开各类传感器的支持。我们将分析惯性传感器（加速度计、陀螺仪）、磁力计、激光雷达、摄像头等在智能交通中的应用，以及它们如何提升行车安全和交通效率。 智能家居与物联网： 传感器是构建智能家居和物联网系统的基石。我们将介绍智能门锁、智能照明、温湿度控制器、空气净化器、安防摄像头等智能家居设备中普遍应用的传感器，以及它们如何通过互联互通，为人们提供更便捷、舒适、安全的生活体验。 科学研究与仪器仪表： 在基础科学研究领域，高性能的传感器是获取实验数据的关键。我们将探讨各种精密测量仪器中使用的传感器，如用于天文学观测的探测器、用于粒子物理实验的探测器、用于材料科学研究的传感器等，它们如何推动着人类对未知世界的探索。 第四篇：传感器的发展趋势与挑战 在为读者描绘传感器技术的广阔前景的同时，我们也需要关注其面临的挑战与未来的发展方向。 微型化与集成化： 随着MEMS（微机电系统）技术的不断发展，传感器正朝着更小巧、更集成化的方向发展。我们将探讨微型传感器在可穿戴设备、微创医疗、小型化机器人等领域的巨大潜力。 智能化与网络化： 未来传感器将不仅仅是数据的采集者，更将具备一定的“智能”，能够对采集到的数据进行初步分析和判断。传感器与物联网的深度融合，将催生出更加智能化的应用场景。 多功能化与融合化： 单一功能的传感器将逐渐被多功能一体化传感器取代，能够同时测量多种参数的传感器将成为发展趋势，例如集温度、湿度、压力测量于一体的传感器。 新材料与新原理： 纳米材料、生物材料、柔性材料等新材料的引入，以及对新型物理、化学、生物效应的探索，将催生出性能更优异、应用范围更广阔的新型传感器。 数据安全与隐私保护： 随着传感器数据量的爆炸式增长，如何保证数据的安全性和用户隐私将成为一个重要的挑战，需要我们在技术和伦理层面共同应对。 能源效率与可持续性： 低功耗传感器和自供能传感器是未来发展的重要方向，尤其是在物联网和可穿戴设备领域，如何降低传感器的能耗，实现可持续发展，是当前亟待解决的问题。 通过对以上内容的系统学习，读者将能够深入理解传感器与检测技术的本质，掌握各类传感器的原理与特性，并能够将其应用于实际问题分析与解决。本书不仅仅是一本技术手册，更是一扇通往微观世界奥秘的大门，期望能激发读者对科学探索的浓厚兴趣，并在未来的学习与工作中，运用传感器技术，创造更加美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对科技类书籍有着长期阅读习惯的爱好者，我必须说，这本书的写作风格和内容组织方式，给我留下了深刻的印象。它不像许多技术书籍那样，上来就是枯燥的公式和晦涩的术语，而是以一种更加人性化的方式，循序渐进地引导读者进入传感器和检测技术的世界。书中用了很多生动形象的比喻，将抽象的物理概念变得通俗易懂。例如，在解释霍尔效应传感器的工作原理时，作者并没有直接给出复杂的数学模型，而是通过类比磁场对导电材料的影响，让读者能够直观地理解其工作机制。这种“润物细无声”的教学方式，对于我这种非专业背景但又对技术充满好奇的读者来说，简直是太友好了。而且，书中关于不同应用场景的案例分析，也非常具有参考价值。它展示了传感器技术是如何在现实生活中发挥作用的，例如智能交通、医疗健康、环境监测等等。这些案例让我对传感器技术的广泛应用有了更深刻的认识，也激发了我进一步探索的兴趣。总的来说，这本书是一本集知识性、趣味性和实用性于一体的优秀读物，适合各个层次的读者阅读。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是为我这样长期在实验室里与各种仪器打交道、却常常感到理论知识捉襟见肘的研究人员量身定做的。拿到手的第一时间，我几乎是迫不及待地翻阅起来。它并非那种晦涩难懂的纯学术专著，而是更像一位经验丰富的老师，用清晰的语言和丰富的案例，将传感器和检测技术的方方面面娓娓道来。从最基础的原理，到各类传感器的发展演变，再到实际的应用场景，都梳理得井井有条。尤其让我惊喜的是，书中对于一些复杂概念的解释，并没有使用堆砌大量公式的“硬核”方式，而是巧妙地结合了生活中的类比和图示，让原本枯燥的理论变得生动有趣，极易于理解和消化。这对于我来说，简直是福音！我常常在实验过程中遇到一些瓶颈，而这本书就像一把钥匙，帮我打开了思路，找到了解决问题的方向。它不只是罗列知识点，更注重培养读者的思维方式，让我能够举一反三，灵活运用所学知识去分析和解决实际问题。例如，书中关于噪声抑制的章节，就详细介绍了多种有效的滤波技术，并结合实际应用场景进行了分析，这对我正在进行的精密测量项目提供了极大的帮助。总而言之，这是一本兼具理论深度和实践指导意义的优秀著作，强烈推荐给所有对传感器和检测技术感兴趣的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

最近读完一本关于传感器和检测技术的书，感觉最大的收获就是，它让我对“看见”和“测量”这两个看似简单的概念有了全新的认识。以前总觉得传感器就是一种工具，用了就行，但这本书让我明白，它们背后蕴含着多么深厚的物理原理和工程智慧。书中不仅介绍了各种传感器的类型、工作原理，还深入探讨了信号的采集、处理和转换过程。那些关于模拟信号与数字信号的转换，关于采样率和量化精度的权衡，关于各种误差的来源和抑制方法，都被阐述得鞭辟入里。我尤其喜欢书中关于传感器选择和系统设计的章节，它不是简单地告诉你“怎么用”，而是引导你思考“为什么这么用”，以及在不同的应用场景下，如何权衡各种因素，选择最合适的传感器和检测方案。这让我意识到，传感器技术并非是一成不变的，而是随着科技的发展不断进步，新的材料、新的原理层出不穷。书中也提到了这些前沿动态，让我对这个领域的未来发展充满了期待。读完这本书，我感觉自己仿佛拥有了一双“火眼金睛”，能够穿透事物的表象，洞察其背后的测量本质。无论是日常生活中的智能家居，还是工业生产中的自动化控制，亦或是科学研究中的精密测量，我都能从更专业的角度去理解和分析。

评分☆☆☆☆☆

最近恰好在进行一些关于物联传感器的项目，这本书的出现，简直如同雪中送炭。它系统地梳理了传感器技术的基础理论，并且将这些理论与实际应用紧密结合。最令我赞赏的是，书中对各种传感器的分类和介绍，不仅仅停留在概念层面，而是深入探讨了它们的优缺点、适用范围以及在实际应用中可能遇到的挑战。例如，在讨论温度传感器时，书中详细对比了热电偶、热敏电阻、红外测温等不同类型的传感器，并对其响应速度、精度、成本等因素进行了比较分析，这为我在项目选型时提供了非常重要的参考依据。此外，书中关于信号调理和数据接口的章节，也为我提供了宝贵的实践指导。如何有效地将传感器输出的微弱信号进行放大和滤波，如何选择合适的数据传输方式，这些都是物联传感器项目设计中不可或缺的关键环节。这本书系统地阐述了这些内容，并给出了许多实用的建议。读完这本书，我感觉自己对物联传感器的整体架构和关键技术有了更深入的理解，也更有信心去应对项目中的各种技术难题。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对技术细节有着近乎偏执追求的工程师，在接触这本书之前，我对传感器和检测技术的理解，主要停留在一些零散的知识点上。这本书的出现，就像在我混乱的知识体系中搭建起了一座坚固的桥梁，将我之前零散的认知连接成了一个完整、清晰的图景。书中对各种传感器的分类和原理讲解，尤其让我印象深刻。它不仅仅是简单地介绍“是什么”，更深入地剖析了“为什么会这样”，以及“如何实现”。例如，对于光电传感器，书中详细阐述了不同工作模式的原理，以及影响其性能的关键参数，例如灵敏度、响应时间、线性度等等。这些细节的处理，对于我这种需要进行系统设计和优化的人来说，至关重要。此外，书中关于数据采集和信号处理的章节，也为我提供了宝贵的参考。如何有效地从传感器获取原始信号，如何去除噪声，如何进行信号的放大和滤波，以及如何将模拟信号转换为数字信号，这些都是实际工程中经常会遇到的问题。这本书提供了系统性的解决方案和详细的讲解，让我受益匪浅。它就像一本“工具箱”，不仅提供了工具，还教会了我如何使用这些工具，以及如何根据不同的需求，灵活地搭配使用。