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葉湘濱 著

圖書標籤:

• 傳感器
• 測試技術
• 測量技術
• 儀器儀錶
• 電子技術
• 自動化
• 工業控製
• 信號處理
• 數據采集
• 精密儀器

店鋪： 詩書雅韻圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118050790

商品編碼：29581508499

包裝：平裝

齣版時間：2007-04-01

基本信息

書名:傳感器與測試技術

定價：38.00元

售價：23.9元,便宜14.1元,摺扣62

作者:葉湘濱

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2007-04-01

ISBN：9787118050790

字數：516000

頁碼：348

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書分三篇，共16章，係統地論述瞭傳感器與測試技術的理論基礎、常用傳感器的原理、特性以及典型參量的測試。篇共4章，主要介紹傳感器與測試技術理論基礎。內容包括：傳感器與測試技術的基本概念、地位、作用以及發展動嚮，信號分析與處理，測量誤差與數據處理，測試係統的特性分析。第二篇共7章，介紹常用傳感器原理、特性、信號調理電路以及應用，簡要介紹其他傳感器的原理，包括微機械傳感器、模糊傳感器、基於人工神經網絡的傳感器和網絡傳感器。第三篇共5章，介紹典型參量的測試，其中主要介紹瞭位移、振動、溫度、壓力以及流量的測量。
　　本書可作為測控技術與儀器、機械工程及其自動化等專業的本科生教材，也可供其他相關專業的師生及工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《微觀世界的智慧與控製：傳感器應用解析》 前言 我們身處的現代世界，是一個被無形的數據流和精密的測量所驅動的世界。從傢庭的智能溫控器，到工業生産綫上自動化設備的精準調控，再到航空航天的嚴苛環境監測，無不依賴於對物理世界細微變化的感知和解讀。這種感知能力，正是由“傳感器”這一關鍵技術賦予的。傳感器，作為連接物理世界與信息世界的橋梁，它們默默地收集著關於溫度、壓力、光照、運動、化學成分等海量信息，並將這些信息轉化為機器可以理解和處理的電信號。 然而，傳感器本身僅僅是信息的“耳朵”和“眼睛”，要讓這些信息發揮真正的價值，還需要精密的“大腦”和“手臂”來對其進行處理、分析和控製。這便是“測試技術”所扮演的角色。測試技術，不僅僅是簡單地讀取傳感器數值，它涉及到信號的采集、放大、濾波、數字化，以及對這些數據的分析、比對、判斷，最終實現對特定對象或過程的評估、校準和控製。可以說，沒有有效的測試技術，傳感器所收集的海量數據將如同一堆無意義的噪聲，無法轉化為有用的知識和驅動力。 本書《微觀世界的智慧與控製：傳感器應用解析》旨在深入探討傳感器技術的核心原理、多樣化的應用場景，以及與之緊密相連的測試技術。我們並非僅僅羅列各種傳感器的參數和規格，而是著力於揭示它們如何在實際應用中解決復雜問題，如何通過精準的測量和智能的控製，提升效率、保障安全、優化性能，乃至創造全新的可能性。 本書將帶領讀者走進一個由微觀世界感知與宏觀世界智能控製共同編織而成的精彩領域。我們將從傳感器的基本工作原理入手，逐一剖析不同類型傳感器的特性與優勢，然後深入到各個關鍵應用領域，展現傳感器與測試技術如何協同工作，實現從環境監測到工業自動化，從醫療診斷到交通管理等多元化場景下的智慧解決方案。 第一章：感知世界的基石——傳感器原理與分類 在本章中，我們將首先建立起對傳感器這一核心概念的深刻理解。傳感器並非單一的技術，而是涵蓋瞭廣泛的物理原理和實現方式。我們會從最基礎的物理學原理齣發，解釋諸如電阻、電容、電感、壓電效應、熱電效應、光電效應等如何被巧妙地轉化為可測量的電信號。 電阻式傳感器： 探究金屬、半導體、碳膜等材料在溫度、應力、濕度等變化時電阻率的改變如何被利用，例如熱敏電阻（NTC/PTC）、應變片、濕敏電阻等。我們將詳細分析它們的響應機製、綫性度、靈敏度以及在不同環境下的穩定性。 電容式傳感器： 講解電介質的介電常數或極闆間距變化如何影響電容，進而實現對位移、液位、壓力、物料等非接觸式或微小位移的測量。我們將重點關注其高靈敏度和動態響應特性。 電感式傳感器： 闡述綫圈的電感量隨磁性材料位置或空氣隙變化而改變的原理，廣泛應用於金屬探測、接近開關、綫性位移傳感器等。 壓電式傳感器： 深入研究某些晶體材料在受力時産生電荷的壓電效應，以及反壓電效應。這使得它們成為壓力傳感器、加速度計、麥剋風等的核心元件。 熱電式傳感器： 聚焦塞貝剋效應，即不同導體在存在溫度梯度時産生電動勢的現象。這構成瞭熱電偶的基礎，是高溫測量的關鍵。 光電式傳感器： 探討光敏電阻、光電二極管、光電三極管、CCD/CMOS等器件如何響應光信號。它們是光照測量、圖像采集、位置檢測、條形碼掃描等應用不可或缺的部分。 化學傳感器： 介紹基於電化學、光學、質量變化等原理，用於檢測氣體、離子、pH值、生物分子等特定化學物質的傳感器，為環境監測、食品安全、醫療診斷提供關鍵支持。 除瞭介紹這些基礎的傳感器類型，我們還將對傳感器的性能指標進行詳細闡述，包括靈敏度、精度、綫性度、遲滯、重復性、響應時間、工作溫度範圍、穩定性等。理解這些指標，是評估和選擇閤適傳感器的關鍵。 第二章：從測量到洞察——傳感器信號處理與測試技術 傳感器産生的原始信號往往是微弱、易受乾擾的，並且是以模擬形式存在的。要將這些模擬信號轉化為有用的數字信息，並從中提取有價值的見解，精密的信號處理與測試技術至關重要。 信號調理： 學習如何通過放大器（如儀錶放大器、運算放大器）提高信號的幅值，如何通過濾波器（如低通、高通、帶通、陷波濾波器）去除噪聲和乾擾，以及如何通過隔離技術保證係統的安全和穩定。 模數轉換（ADC）： 深入理解ADC的工作原理，包括采樣率、分辨率、量化誤差等關鍵參數，以及不同類型的ADC（如逐次逼近型、Σ-Δ型、並行型）在不同應用場景下的適用性。 數字信號處理（DSP）： 介紹數字濾波、信號變換（如傅裏葉變換）、特徵提取等常用的DSP技術，以及如何利用這些技術從復雜的信號中提取有用的信息，例如識彆特定的振動模式、檢測異常的電信號等。 傳感器校準與驗證： 詳細講解傳感器在使用前和使用過程中進行校準的重要性，以及如何通過標準物質、標準設備進行校準，確保測量結果的準確性和可靠性。我們將探討不同類型的校準方法，以及校準數據的處理與管理。 數據采集係統（DAQ）： 介紹DAQ係統的組成，包括傳感器接口、信號調理單元、ADC、數據存儲和通信接口等。我們將分析不同DAQ係統的架構和功能，以及它們如何在各種測試環境中發揮作用。 不確定度分析： 學習如何對測量結果的不確定度進行量化和評估，這是科學和工程領域中至關重要的環節。我們將介紹不確定度傳播的原理和計算方法，確保測量結果的可靠性。 第三章：智慧賦能——傳感器在各行業的深度應用 傳感器與測試技術的強大之處在於它們能夠滲透到幾乎所有行業，賦能智能化升級和效率提升。本章將聚焦於幾個典型行業，深入剖析傳感器與測試技術的實際應用案例。 工業自動化與智能製造： 過程控製： 溫度、壓力、流量、液位傳感器在化工、製藥、食品等行業的連續生産過程中的應用，實現精確的工藝參數控製，提高産品質量和産量。 質量檢測： 視覺傳感器、超聲波傳感器、X射綫傳感器在産品外觀、尺寸、內部缺陷檢測中的應用，實現自動化、高效率的質量把控。 設備狀態監測與預測性維護： 振動傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器用於監測鏇轉機械（如電機、泵、風機）的工作狀態，通過分析異常信號，預測潛在故障，提前進行維護，減少非計劃停機。 機器人技術： 力傳感器、觸覺傳感器、視覺傳感器在機器人手臂的精確定位、抓取、操作中的應用，使機器人能夠適應復雜和動態的環境。 環境監測與可持續發展： 空氣質量監測： CO、CO2、SO2、NOx、O3、PM2.5等氣體傳感器，以及溫濕度傳感器在城市空氣質量監測站、工業排放源監測中的應用。 水質監測： pH傳感器、電導率傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、離子傳感器在飲用水、汙水處理、河流湖泊水質監測中的應用。 土壤監測： 土壤濕度傳感器、pH傳感器、養分傳感器在農業精準灌溉、土壤健康評估中的應用。 氣象監測： 風速風嚮傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、雨量傳感器在氣象站、天氣預報中的應用。 智能交通與安全： 車輛狀態監測： 胎壓傳感器、油位傳感器、發動機溫度傳感器、速度傳感器在汽車中的應用，保障行車安全和燃油經濟性。 交通流量檢測： 車輛檢測器（地感綫圈、雷達、視頻分析）在交通信號控製、擁堵監測中的應用。 環境感知： 激光雷達（LiDAR）、攝像頭、超聲波傳感器在自動駕駛汽車中的應用，實現對周圍環境的三維感知和障礙物檢測。 安全監測： 煙霧傳感器、燃氣泄漏傳感器、震動傳感器在建築物、隧道、橋梁等基礎設施安全監測中的應用。 醫療健康與生命科學： 生理參數監測： 心率傳感器、血氧傳感器、體溫傳感器、血壓傳感器、ECG傳感器在可穿戴設備、監護儀、診斷設備中的應用。 生物分析： 生物傳感器（如葡萄糖傳感器、DNA傳感器）在疾病診斷、藥物篩選、食品安全檢測中的應用。 醫療成像： CCD/CMOS傳感器在X光機、CT掃描儀、內窺鏡等醫療成像設備中的核心作用。 消費電子與智能傢居： 智能手機： 加速度計、陀螺儀、磁力計、光綫傳感器、接近傳感器、指紋傳感器、人臉識彆傳感器等，賦予手機豐富的功能。 智能傢居： 溫濕度傳感器、人體紅外感應器、門窗磁傳感器、光照傳感器、煙霧傳感器、漏水傳感器，構建安全、舒適、節能的居住環境。 可穿戴設備： 除瞭生理參數監測，還包括GPS傳感器、運動傳感器，為健康管理和運動記錄提供支持。 第四章：挑戰與未來——傳感器與測試技術的發展趨勢 隨著科技的飛速發展，傳感器與測試技術也在不斷演進，麵臨新的挑戰，並孕育著無限的未來可能。 微型化與集成化： 傳感器嚮著更小的體積、更高的集成度發展，例如MEMS（微機電係統）技術在傳感器製造中的廣泛應用，使得各種傳感器能夠集成到芯片中，實現更低的功耗和更低的成本。 智能化與互聯化： 傳感器將不再僅僅是簡單的信息采集器，而是集成瞭更多的計算和分析能力，能夠進行初步的信號處理和數據判斷。物聯網（IoT）的發展更是將傳感器推嚮瞭互聯互通的時代，海量傳感器産生的數據將被匯聚、分析，驅動更高級彆的智能決策。 高精度與高靈敏度： 對測量精度的要求越來越高，特彆是在科學研究、精密製造、醫療診斷等領域。新型材料和設計技術的應用，將不斷突破傳感器的靈敏度極限。 無綫化與無源化： 減少綫纜的束縛，實現傳感器的無綫傳輸，提高部署的靈活性。同時，無源傳感器的研究也在進行，旨在通過環境能量（如振動、光、熱）自給自足，實現真正意義上的“永久”監測。 柔性與可穿戴： 柔性電子技術的發展，使得傳感器能夠製作在柔性基底上，甚至可以集成到衣物、皮膚等物體上，開闢瞭可穿戴設備、生物電子學等新興應用領域。 人工智能與大數據融閤： 人工智能（AI）技術，特彆是機器學習和深度學習，將與傳感器數據深度融閤，實現更高級彆的數據分析、模式識彆、預測與決策。例如，通過AI分析海量傳感器數據，可以實現更精準的故障診斷、更智能的交通流量預測，甚至發現新的科學規律。 安全性與隱私保護： 隨著傳感器網絡的普及，數據安全和用戶隱私保護將成為越來越重要的議題。如何確保傳感器數據的安全傳輸、存儲和使用，防止濫用和泄露，是未來發展需要重點解決的問題。 結語 《微觀世界的智慧與控製：傳感器應用解析》不僅是一本技術手冊，更是一扇探索現代科技脈搏的窗口。它將幫助您理解我們周圍無處不在的“感知”是如何工作的，以及這些“感知”如何被轉化為驅動社會進步的“智慧”和“控製”。無論您是工程師、研究人員，還是對科技充滿好奇的普通讀者，本書都將為您提供一個全麵而深入的視角，去認識和把握這個由傳感器與測試技術構建的，日益智能化的未來世界。

評分☆☆☆☆☆

對於追求極緻性能優化的係統工程師而言，這本關於內存管理與緩存一緻性的書籍無疑是“聖經”級彆的存在。它的深度令人咋舌，每一個章節都像是在解剖一個復雜的機械裝置，精細到寄存器級彆的操作都被描繪得淋灕盡緻。作者的功力體現在其對不同硬件架構（如亂序執行、分支預測）與操作係統內核交互細節的把握上。我花瞭整整一周的時間，纔消化完關於“僞共享”問題及其避免策略的那一章，其中引用的真實世界案例——一個高性能交易係統的延遲優化實踐——展現瞭理論是如何指導實踐的，讓人茅塞頓開。書中的代碼示例極其精煉，每一個字節的變動都蘊含著深刻的性能考量。讀完它，我感覺自己不再是僅僅停留在應用層寫代碼的“碼農”，而是真正開始理解計算的物理極限在哪裏，那種對底層原理的掌控感是無與倫比的。

評分☆☆☆☆☆

這本關於嵌入式係統實時操作係統（RTOS）選型與裁剪的實戰手冊，簡直是為工程現場量身打造的工具箱。它的語言風格非常直接、務實，充滿瞭“彆浪費時間在這些地方”的工程師式的口吻。書中對不同RTOS內核（如FreeRTOS、VxWorks等）的上下文切換開銷、中斷延遲和內存占用進行瞭錶格化的、殘酷的對比分析，數據詳實到令人信服。最讓我受益匪淺的是關於“資源受限設備上的功耗優化策略”那一章，作者提供瞭一套完整的、從硬件中斷處理到任務調度優先級設定的決策樹，每一步都附帶著具體的匯編級考量。它沒有華麗的辭藻，隻有冰冷的、可量化的性能指標和經過無數次失敗驗證的“最佳實踐”。對於任何需要將軟件穩定運行在毫秒級時間窗口內的工程師來說，這本書的價值，遠超其書本定價本身。

評分☆☆☆☆☆

這本關於信息技術領域的專著，簡直是一場思維的盛宴！作者以一種近乎詩意的筆觸，探討瞭數據結構與算法的深層奧秘。我尤其欣賞它對遞歸和迭代這兩種核心編程思想的深入剖析。書中不僅提供瞭大量的經典案例，還巧妙地穿插瞭曆史演變和哲學思考，讓人在理解技術的同時，也對計算機科學的本質有瞭更深的敬畏。比如，在講解圖論算法時，作者沒有停留在枯燥的公式推導，而是用生動的比喻將復雜的路徑搜索問題具象化，讓我這個初學者也能迅速抓住要領。更難能可貴的是，它沒有故步自封於主流技術棧，而是花瞭相當篇幅去探討函數式編程範式，展現瞭作者廣闊的視野和對未來技術趨勢的敏銳洞察力。讀完後，感覺自己的編程內功得到瞭極大的提升，看問題的角度都變得更加立體和深入瞭。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，起初我對這本聚焦於自然語言處理（NLP）中的深度學習模型的教材持保留態度，因為這個領域更新太快瞭。然而，這本書的獨到之處在於它選擇瞭“不變的基礎”來構建知識體係。它沒有過多糾纏於最新發錶的SOTA（State-of-the-Art）模型，而是將重點放在瞭Transformer架構的起源、注意力機製的數學基礎以及循環神經網絡的局限性上。作者的敘述風格非常像一位經驗豐富的大師在傳授內功心法，強調的是理解為什麼某個模型有效，而不是簡單地告訴你如何調用庫函數。特彆是書中對梯度消失/爆炸問題的曆史性迴顧，以及如何通過殘差連接從根本上解決這一難題的論述，邏輯清晰，層層遞進，極具說服力。它培養的不是工具的使用者，而是問題的設計者和解決者。

評分☆☆☆☆☆

我最近翻閱的這本關於量子計算的科普讀物，其敘述的流暢度和邏輯的嚴謹性令人印象深刻。它成功地將一個通常被認為高深莫測的主題，拆解成瞭若乾個易於理解的模塊。作者運用瞭大量的類比和圖示，尤其是在解釋疊加態和糾纏現象時，那些精妙的比喻簡直是化腐朽為神奇。比如，書中對“量子比特”的描述，不再是抽象的數學符號，而更像是在講述一種全新的、與我們日常經驗截然不同的信息載體。盡管主題前沿，但文字卻保持瞭極高的可讀性，沒有齣現那種讓人望而生畏的專業術語堆砌。我個人非常喜歡它對“圖靈機”與“量子霸權”之間曆史性對話的描繪，這讓原本冰冷的技術發展史，充滿瞭戲劇張力和人文關懷。對於任何希望跨越門檻瞭解下一代計算範式的人來說，這都是一份不可多得的入門指南。