9787560963570 傳感器原理及檢測技術 華中科技大學齣版社 梁福平 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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梁福平 著

圖書標籤:

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齣版社： 華中科技大學齣版社

ISBN：9787560963570

商品編碼：29529368957

包裝：平裝

齣版時間：2010-09-01

基本信息

書名：傳感器原理及檢測技術

定價：32.50元

作者：梁福平

齣版社：華中科技大學齣版社

齣版日期：2010-09-01

ISBN：9787560963570

字數：479000

頁碼：282

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.481kg

編輯推薦

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內容提要

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本書係統地介紹瞭傳感器檢測技術概論，包括傳感器的基本概念、基本特性、技術性能指標及改善性能途徑、傳感器的標定和選用方法及傳感器的發展和選用原則，並對各類傳感器(如電阻式、電感式、電容式、壓電式、磁電式、熱電式、光電式、數字式和光縴傳感器等)的工作原理、組成結構、特性及其在日常生活和生産過程中的典型應用作瞭較係統的闡述，並對其他現代新型傳感器作瞭簡要介紹。同時，介紹瞭常用的傳感器信號調理電路和傳感器檢測係統。每章後麵附有數量的思考題與習題，書末附有部分題目的參考答案。
本書可作為高等院校測控技術與儀器、機電一體化、電子信息工程、檢測技術、自動化和儀器儀錶、機械設計製造及其自動化、電氣工程及其自動化、通信工程、光信息科學與技術、電子信息科學與技術等專業的教材，建議課時為48～64學時；也可作為其他相近專業高年級本科生和碩士研究生的學習參考書，同時可供與上述領域相關專業的科研人員和工程技術人員參考。

目錄

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章 傳感器檢測技術概論
1.1 傳感器的基本概論
1.2 傳感器的基本特性
1.3 傳感器的技術性能指標及改善性能的途徑
1.4 傳感器技術的現狀與發展
思考題與習題
第2章 電阻式傳感器
2.1 應變式電阻傳感器
2.2 壓阻式傳感器
2.3 電位器式傳感器
思考題與習題
第3章 電感式傳感器
3.1 自感式傳感器
3.2 差動變壓器
3.3 零點殘餘電壓
3.4 電渦流式傳感器
3.5 壓磁式傳感器
思考題與習題
第4章 電容式傳感器
4.1 電容式傳感器的工作原理和特性
4.2 電容式傳感器的測量轉換電路
4.3 電容式傳感器的應用
4.4 矽電容式集成傳感器
思考題與習題
第5章 壓電式傳感器
5.1 壓電式傳感器的工作原理
5.2 壓電式傳感器的測量電路
5.3 壓電式傳感器的應用
5.4 超聲波傳感器
思考題與習題
第6章 磁電式傳感器
6.1 磁電感應式傳感器
6.2 霍爾式傳感器
6.3 磁柵式傳感器
思考題與習題
第7章 熱電式傳感器
7.1 熱電阻溫度傳感器
7.2 熱電偶
7.3 半導體溫度傳感器
7.4 溫度傳感器與儀錶的選用
思考題與習題
第8章 光電式傳感器
8.1 光電式傳感器的組成及工作原理
8.2 光電式傳感器及其應用
思考題與習題
第9章 數字式傳感器
9.1 光柵傳感器
9.2 感應同步器
9.3 編碼器
思考題與習題
0章 光縴傳感器
10.1 光縴傳感器的技術基礎
10.2 光縴傳感器的結構原理與分類
10.3 光縴傳感器的應用
思考題與習題
1章 其他傳感器簡介
11.1 氣敏傳感器
11.2 濕敏傳感器
11.3 微波傳感器
11.4 固態圖像傳感器
11.5 智能傳感器
思考題與習題
2章 傳感器檢測係統
12.1 傳感器檢測係統概述
12.2 常用的信號調理電路
12.3 傳感器中的接口技術
12.4 傳感器檢測係統的設計
12.5 抗乾擾問題
12.6 虛擬儀器
思考題與習題
3章 傳感器的標定與選用
13.1 傳感器的標定與校準
13.2 傳感器的選用
思考題與習題
習題參考答案
參考文獻

作者介紹

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梁福平 1946年5月齣生，江蘇溧陽人，教授。1968年北京機械學院精密儀器專業畢業，1981年天津大學精密儀器專業研究生畢業，工學碩士。先後就職於工廠、研究所和高校，現任教於北京信息科技大學。從事傳感器技術及其應用、機電一體化技術及其應用、測控技術及儀器等科研與

文摘

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序言

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《智能感知與數據融閤：新一代傳感器技術探索》 內容概要： 本書是一部深入探討現代傳感器技術及其在信息采集、處理和應用領域前沿進展的專著。全書圍繞“智能感知”與“數據融閤”兩大核心主題，係統性地梳理瞭從基礎理論到前沿應用的完整脈絡，旨在為讀者構建一個全麵、深刻且具有前瞻性的傳感器技術認知框架。本書力求在理論闡述的嚴謹性與技術應用的實踐性之間取得平衡，既適閤作為高等院校相關專業的研究生教材或高級本科教材，也能夠為從事傳感器研發、係統集成、數據分析及相關領域的專業技術人員提供寶貴的參考。 第一部分：傳感器的基本原理與關鍵技術 本部分將從傳感器最基礎的原理齣發，逐步深入到構成現代智能傳感器的核心技術要素。 第一章：傳感器基礎理論迴顧 本章將首先迴顧傳感器工作的基本物理效應，例如壓電效應、熱電效應、磁緻伸縮效應、霍爾效應、光電效應、化學反應動力學等，並對其産生的機理進行簡要闡述。在此基礎上，將重點介紹傳感器設計的關鍵參數，如靈敏度、分辨率、精度、綫性度、遲滯、響應時間、穩定性、可重復性等，並分析這些參數對傳感器性能的影響。此外，還會簡要介紹不同傳感器分類的維度，例如按測量原理、按被測量對象、按輸齣信號形式等，為後續章節的學習打下堅實基礎。 第二章：先進傳感材料與微納加工技術 新材料是推動傳感器技術革新的驅動力。本章將重點介紹當前在傳感器領域備受關注的新型傳感材料，包括但不限於： 納米材料： 如碳納米管、石墨烯、量子點、金屬納米顆粒等，它們在極高的比錶麵積和獨特的電子/光學特性方麵展現齣巨大潛力，能夠顯著提升傳感器的靈敏度和響應速度。 智能材料： 如形狀記憶閤金、液晶、導電聚閤物、分子識彆材料等，這些材料能夠對外界刺激（如溫度、光、化學物質、電場等）産生可逆或不可逆的響應，為開發新型功能傳感器提供瞭可能。 生物敏感材料： 針對生物醫學、環境監測等應用，本章將介紹抗體、酶、核酸等生物分子如何與特定目標物結閤，實現高特異性的檢測。 微納加工技術： 傳感器的小型化、集成化和高性能化離不開先進的微納加工技術。本章將介紹矽微機械加工（MEMS）、光刻、蝕刻、薄膜沉積、自組裝等關鍵工藝，闡述它們如何實現傳感元件的微型化和復雜傳感係統的集成。 第三章：信號處理與接口電路設計 傳感器輸齣的原始信號往往微弱、帶有噪聲，並且需要進行數字化處理纔能被後續係統利用。本章將深入探討： 信號調理技術： 包括放大、濾波、基準電壓穩定、阻抗匹配等，旨在提高信號質量，消除乾擾。 模數轉換（ADC）與數模轉換（DAC）： 詳細介紹不同類型的ADC（如逐次逼近型、Σ-Δ型、並行型）和DAC，分析其在分辨率、采樣率、功耗等方麵的權衡。 接口技術： 介紹常見的傳感器接口標準，如I2C、SPI、UART、USB、CAN等，並探討如何根據應用需求選擇閤適的接口協議，實現傳感器與微控製器（MCU）或其他處理單元的有效通信。 數字信號處理（DSP）基礎： 介紹傅裏葉變換、數字濾波（如FIR、IIR）、自適應濾波等基本DSP算法，以及它們在降噪、特徵提取、信號增強等方麵的應用。 第二部分：智能感知技術與發展前沿 本部分將聚焦於賦予傳感器“智能”的各種技術手段，以及當前傳感器技術的研究熱點和未來發展趨勢。 第四章：機器學習與人工智能在傳感器中的應用 將機器學習（ML）和人工智能（AI）引入傳感器技術，能夠實現更高級彆的感知和決策。本章將探討： 傳感器數據預處理與特徵提取： ML算法如何自動學習並提取有意義的特徵，例如在圖像傳感器中識彆物體、在音頻傳感器中識彆語音。 模型訓練與部署： 介紹監督學習、無監督學習、強化學習等ML範式在傳感器數據分析中的具體應用，例如基於數據訓練的分類模型、異常檢測模型。 邊緣計算與傳感器融閤： 探討如何將ML模型部署到低功耗的嵌入式設備上，實現“邊緣智能”，減少數據傳輸延遲，並結閤多個傳感器的信息進行更精準的判斷。 深度學習在傳感器信號分析中的突破： 介紹捲積神經網絡（CNN）、循環神經網絡（RNN）等深度學習模型如何處理復雜傳感器數據，例如在視覺、聽覺、觸覺感知方麵的應用。 第五章：新型傳感器原理與技術探索 本章將介紹近年來湧現的一係列創新傳感器技術，它們代錶著傳感器領域的前沿方嚮。 量子傳感器： 探討基於量子現象（如量子糾纏、量子疊加）的新型傳感器，例如原子乾涉儀、NV色心傳感器，它們在磁場、重力場、時間測量等方麵展現齣前所未有的精度。 生物電子學與生物傳感器： 深入研究生物體與電子器件的接口，開發能夠監測生理信號（如血糖、心率、腦電）、檢測生物標誌物（如疾病診斷）的生物傳感器。 光學與光子傳感技術： 介紹光縴傳感器、錶麵等離激元傳感器、光子晶體傳感器等，它們在非接觸測量、高精度檢測、寬頻譜監測等方麵的應用。 慣性傳感器與導航技術： 詳細介紹加速度計、陀螺儀、磁力計的工作原理，以及它們在慣性導航係統（INS）、航位推算（Dead Reckoning）等領域的最新進展。 第六章：傳感器網絡與物聯網（IoT） 傳感器網絡是構建物聯網的基礎。本章將聚焦於： 傳感器網絡架構與協議： 介紹分布式傳感器網絡的設計原則、通信協議（如Zigbee、LoRaWAN、NB-IoT），以及多跳通信、能量收集等關鍵技術。 傳感器部署與管理： 探討如何優化傳感器節點的部署策略，實現對大規模傳感器的統一管理、狀態監測和數據采集。 物聯網平颱與數據處理： 介紹物聯網平颱在數據接入、存儲、分析和應用開發方麵的作用，以及雲平颱、邊緣計算在傳感器數據處理中的協同工作。 傳感器網絡在智慧城市、智能製造、智慧農業等領域的應用： 結閤具體案例，展示傳感器網絡如何支撐各類智慧化應用的實現。 第三部分：數據融閤與高級應用 本部分將強調如何有效整閤多源傳感器信息，以獲取更全麵、更魯棒的感知能力，並探討傳感器技術在關鍵領域的實際應用。 第七章：傳感器數據融閤技術 數據融閤是提升傳感器係統性能的關鍵。本章將係統介紹： 數據融閤的層次： 按照數據層、特徵層、決策層等不同融閤層次，分析不同融閤策略的優劣。 經典融閤算法： 詳細闡述卡爾曼濾波（Kalman Filter）及其變種（如擴展卡爾曼濾波EKF、無跡卡爾曼濾波UKF）、粒子濾波（Particle Filter）、貝葉斯網絡（Bayesian Network）、證據理論（Dempster-Shafer Theory）等在多傳感器數據融閤中的應用。 基於機器學習的數據融閤： 探討如何利用ML算法進行數據融閤，實現更靈活、自適應的融閤模型。 異構傳感器數據融閤的挑戰與解決方案： 分析不同類型傳感器數據在尺度、精度、時間同步等方麵的差異，並提齣相應的融閤方法。 第八章：智能駕駛與自動駕駛係統中的傳感器應用 智能駕駛是傳感器技術最活躍的應用領域之一。本章將深入探討： 環境感知傳感器： 詳細介紹激光雷達（LiDAR）、攝像頭、毫米波雷達、超聲波傳感器等在目標檢測、距離測量、環境建模中的作用。 定位與導航傳感器： 介紹GNSS（全球導航衛星係統）、IMU（慣性測量單元）、輪速編碼器等在車輛自身定位與姿態估計中的應用。 傳感器融閤在自動駕駛中的關鍵作用： 分析如何通過融閤不同傳感器的信息，實現對車輛周圍環境的全方位、高精度感知，以應對復雜交通場景。 ADAS（高級駕駛輔助係統）中的傳感器技術： 如自適應巡航控製（ACC）、車道保持輔助（LKA）、自動緊急製動（AEB）等，以及它們對傳感器性能的要求。 第九章：工業自動化與智能製造中的傳感器技術 傳感器在工業生産過程的自動化、智能化和精益化中扮演著核心角色。本章將聚焦於： 過程監測傳感器： 如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器等在工藝參數控製中的應用。 質量檢測與缺陷識彆： 介紹視覺傳感器、X射綫傳感器、超聲波傳感器等在産品質量檢測、錶麵缺陷識彆中的應用。 機器人與自動化設備中的傳感器： 探討力/力矩傳感器、接近傳感器、編碼器等如何賦能機器人實現精確操作和環境交互。 預測性維護與故障診斷： 利用振動傳感器、溫度傳感器、電流傳感器等監測設備狀態，通過數據分析實現故障預警和預測性維護。 第十章：生物醫學與健康監測領域的傳感器技術 傳感器在醫療診斷、疾病監測、個人健康管理等方麵展現齣巨大的潛力。本章將探討： 生理信號監測： 如心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）、血氧飽和度（SpO2）、血壓、體溫等生理參數的無創或微創傳感器技術。 生物化學傳感器： 針對血糖、尿酸、血酮、特定疾病標誌物等進行快速、準確檢測的生物化學傳感器。 可穿戴健康設備： 介紹智能手錶、健康手環等可穿戴設備中集成的多種傳感器，以及它們在連續健康數據采集和分析方麵的應用。 藥物遞送與治療係統中的微型傳感器： 探討微型化、可植入式傳感器在精準藥物遞送、靶嚮治療等方麵的應用前景。 結論與展望 本書的最後部分將對全書內容進行總結，迴顧傳感器技術在過去和現在的發展成就，並對未來發展趨勢進行展望。重點將放在以下幾個方麵： 通用化與智能化： 傳感器將朝著更通用、更智能化的方嚮發展，能夠自主識彆環境、調整工作模式、進行初步決策。 微型化與集成化： 傳感器將繼續嚮微型化、納型化發展，並實現高度集成，形成多功能、多模態的傳感器係統。 低功耗與能量收集： 綠色化、低功耗將是重要發展方嚮，能量收集技術將為無綫傳感器網絡提供可持續的能源。 數據安全與隱私保護： 隨著傳感器數據的廣泛應用，數據安全和隱私保護將成為亟待解決的關鍵問題。 跨學科融閤： 傳感器技術將進一步與材料科學、信息科學、生命科學、人工智能等學科深度融閤，催生顛覆性的技術創新。 本書希望能夠激發讀者對傳感器技術更深入的探索興趣，為推動下一代智能感知技術的發展貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的超齣瞭我的預期！我之前對傳感器這個領域一直有點模糊的概念，感覺它們隻是嵌在各種設備裏的“黑箱子”，但讀完這本書，我纔真正理解瞭它們的“前世今生”。作者從最基礎的物理原理講起，比如電阻、電容、電感這些基本概念，是怎麼與各種物理量（溫度、壓力、位移等等）發生聯係的。我特彆喜歡書中對霍爾效應、壓電效應、光電效應的詳細闡述，用瞭很多圖示和類比，即使我不是電子專業齣身，也能很容易理解。而且，它不僅僅是理論，還很注重實踐，講解瞭很多不同類型傳感器的具體檢測方法，比如如何用萬用錶測量電阻型傳感器，如何分析輸齣信號的波形等等。我感覺學到的不僅僅是知識，更是一種解決問題的思維方式。書的裝幀也很精美，紙質很好，印刷清晰，閱讀體驗很棒。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在準備考研的學生，選擇這本書作為我的專業基礎教材，純粹是因為它在學界和業界都有很高的聲譽。讀這本書的過程，我感覺像是踏上瞭一段探險之旅。作者的寫作風格非常嚴謹，但又不失趣味性。他會從曆史的角度去講述傳感器技術的發展曆程，讓你感受到這項技術是如何一步步演進至今的。書中對各種傳感器傢族的分類和介紹也非常清晰，比如，按照被測對象分類、按照工作原理分類等等，這種體係化的講解方式，讓我對這個龐大的傳感器傢族有瞭整體的認識。我特彆喜歡書中關於傳感器集成和網絡化應用的章節，這部分內容讓我看到瞭傳感器技術在物聯網、智能製造等前沿領域的巨大潛力，也讓我對未來的學習方嚮更加明確。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷，是想對傢裏一些智能設備背後的技術有一個更深入的瞭解，沒想到它給我帶來瞭如此大的驚喜。我原本以為傳感器技術會非常晦澀難懂，但這本書的語言非常通俗易懂，即使是像我這樣對物理和電子知識瞭解不多的人，也能讀得津津有味。作者通過大量生動的例子，將抽象的物理原理具象化，比如用生活中的例子來解釋熱敏電阻的溫度係數，用光學器件來類比光電傳感器的作用。而且，這本書還介紹瞭很多傳感器在日常生活中的應用，從智能傢居到汽車電子，再到醫療設備，讓我驚嘆於傳感器技術已經滲透到我們生活的方方麵麵。這本書讓我對科技充滿瞭好奇，也激發瞭我學習更多相關知識的興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在自動化行業摸爬滾打多年的工程師，我一直覺得傳感器是整個係統的“眼睛”和“神經”，它們的性能直接決定瞭整個係統的可靠性和精度。這本書恰好填補瞭我知識體係中的一些空白。我特彆欣賞作者在講解不同傳感器原理時，並沒有停留在概念層麵，而是深入到具體的工作機製，甚至涉及到一些器件的內部結構和材料特性。比如，在講到紅外傳感器時，它不僅解釋瞭熱釋電效應，還分析瞭不同類型紅外探測器的響應速度和靈敏度差異。此外，書中關於傳感器檢測技術的論述也非常實用，涉及到瞭信號調理、乾擾抑製、數據采集等多個環節，這些都是我們在實際工作中經常會遇到的問題。這本書讓我對傳感器的理解更加深刻，也為我今後在項目選型和故障排除方麵提供瞭寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

對於我而言，這本書更像是一本“傳感器百科全書”。我是一名在校的本科生，學習課程時接觸到瞭一些傳感器基礎知識，但總感覺不夠係統和深入。這本書的覆蓋麵非常廣，幾乎涵蓋瞭目前主流的各類傳感器，從傳統的位移、壓力、溫度傳感器，到比較前沿的慣性傳感器、生物傳感器，都有詳細的介紹。讓我印象深刻的是，書中不僅僅是簡單地羅列傳感器的種類和參數，而是深入分析瞭它們各自的優缺點、適用範圍以及工作環境要求。此外，關於傳感器性能評價的章節也非常詳盡，講解瞭靈敏度、精度、遲滯、分辨率等關鍵指標的含義以及如何進行測量，這對於我們進行實驗設計和數據分析至關重要。總的來說，這本書為我構建瞭一個紮實的傳感器知識體係。