正版新書--傳感器技術及應用電路項目化教程 錢裕祿 北京大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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錢裕祿 著

圖書標籤:

• 傳感器技術
• 傳感器應用
• 電路設計
• 項目化教程
• 錢裕祿
• 北京大學齣版社
• 電子工程
• 自動化
• 嵌入式係統
• 物聯網

店鋪： 麥點文化圖書專營店

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301221105

商品編碼：29648374401

包裝：平裝

齣版時間：2016-04-01

基本信息

書名：傳感器技術及應用電路項目化教程

定價：35.00元

作者：錢裕祿

齣版社：北京大學齣版社

齣版日期：2016-04-01

ISBN：9787301221105

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.341kg

編輯推薦

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內容提要

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本書整體編寫思路是“模塊化 項目化”，模塊化突齣的是以“被測物理量為研究對象”，每個模塊由若乾個項目組成，每個項目以某一個具體傳感器應用設計為依托。本書內容主要包括：現代檢測技術及傳感器基礎知識；典型傳感器及其應用：主要包括超聲波傳感器、光電傳感器、紅外傳感器、霍爾傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和智能化數字傳感器等；物聯網與傳感器網；傳感器技術在現代檢測係統中的應用。本書可以作為普通高等學校電子信息工程、自動控製、電子工程、應用電子技術、電氣工程、工業自動化等相關專業的教學用書。

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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傳感器技術及應用電路項目化教程 內容簡介 本書是一本麵嚮廣大工程師、技術人員、學生及相關領域研究人員的專業教材，深入淺齣地介紹瞭傳感器技術的核心概念、關鍵原理以及在實際工程項目中的應用。全書以“項目化”為核心導嚮，通過精心設計的多個典型項目，將理論知識與實踐操作緊密結閤，旨在幫助讀者掌握傳感器係統的設計、開發與調試能力。 第一部分：傳感器技術基礎 第一章 傳感器概述： 1.1 什麼是傳感器？ 本章將從根本上解析傳感器的定義、作用以及在現代社會中的重要地位。我們將探討傳感器如何將物理世界的各種信息（如溫度、壓力、光、位移、速度、化學成分等）轉化為可被電子係統讀取和處理的電信號。 深入分析傳感器的基本工作原理，區分傳感器、變送器和執行器的概念，並闡述它們在自動化和智能化係統中的協同關係。 介紹傳感器技術的發展曆程，從早期的機械式傳感器到現代的 MEMS（微機電係統）和納米傳感器，展望其未來的發展趨勢，如智能化、集成化、微型化和低功耗化。 1.2 傳感器的工作原理分類： 本節將係統性地梳理和介紹各種傳感器基於不同物理、化學效應的工作原理。 電阻式傳感器： 詳細講解電阻值隨被測量變化而改變的原理，包括應變片式傳感器（如用於測量力、壓力、應變）、熱敏電阻（NTC、PTC）的工作特性及應用。 電容式傳感器： 闡述利用電容值變化來檢測被測量的原理，分析瞭不同結構（如極闆間距變化、介電常數變化）的電容式傳感器，以及它們在位移、液位、濕度測量中的應用。 電感式傳感器： 講解利用電感量變化來感知被測量的機理，包括電感拾波器、差動變壓器等，以及其在位移、角度測量中的優勢。 壓電式傳感器： 介紹壓電晶體在受力或受壓時産生電荷的逆壓電效應，以及其在加速度、力、壓力、聲波等測量中的應用，並分析其高頻響應特性。 半導體式傳感器： 深入分析瞭各種半導體材料（如矽、鍺、III-V族化閤物）的特性，以及它們如何用於構建光敏傳感器（光電二極管、光電三極管）、溫度傳感器（PN結溫度傳感器）、霍爾效應傳感器（磁場測量）以及氣敏傳感器。 光學傳感器： 講解基於光信號的探測和轉換原理，包括光電二極管、光電三極管、光敏電阻、CCD、CMOS圖像傳感器等，並介紹其在光照度、顔色、圖像識彆等方麵的應用。 磁性傳感器： 介紹磁阻效應、霍爾效應等原理，以及各種磁性傳感器（磁阻傳感器、霍爾傳感器）在磁場強度、位置、速度檢測中的應用。 化學傳感器： 探討各類化學傳感器的工作原理，如電化學傳感器、固體氧化物傳感器、晶體振蕩器化學傳感器等，並介紹其在氣體檢測（CO、NOx、O2）、pH值測量、生化物質檢測等領域的應用。 聲學傳感器： 講解傳感器如何將聲波信號轉換為電信號，如麥剋風（駐極體、動圈式）、超聲波傳感器（換能器）的工作原理及其在聲音采集、距離測量中的應用。 1.3 傳感器的主要性能指標： 本節將係統性地介紹評價和選擇傳感器的關鍵技術參數，幫助讀者理解傳感器性能的優劣。 靈敏度（Sensitivity）： 定義、計算方法以及它在衡量傳感器對被測量響應能力上的重要性。 綫性度（Linearity）： 解釋輸齣信號與輸入信號之間綫性關係的程度，以及非綫性對測量精度的影響。 遲滯（Hysteresis）： 描述傳感器在同一點上，沿增加和減小方嚮測量時輸齣不一緻的現象，以及其對測量準確性的影響。 分辨率（Resolution）： 定義傳感器能夠區分的最小輸入變化量，並分析其與信號噪聲的關係。 精度（Accuracy）： 解釋測量值與真實值之間的接近程度，以及精度受多種因素（靈敏度、綫性度、遲滯、噪聲等）的影響。 響應時間（Response Time）： 傳感器從接收輸入信號到輸齣達到穩定狀態所需的時間，分析其在動態測量中的重要性。 工作溫度範圍（Operating Temperature Range）： 傳感器在指定性能指標內正常工作的溫度區間。 穩定性（Stability）： 傳感器在長時間或重復使用過程中性能保持不變的能力。 抗乾擾能力（Interference Immunity）： 傳感器抵抗外部環境噪聲（如電磁乾擾、熱乾擾）的能力。 1.4 傳感器與微控製器/嵌入式係統的接口： 本節將重點關注傳感器如何與現代數據采集和控製核心——微控製器（MCU）和嵌入式係統進行連接和交互。 信號調理電路： 介紹放大器（儀錶放大器、運算放大器）、濾波器（低通、高通、帶通）、電荷放大器等電路在提高傳感器信號質量、匹配MCU輸入要求方麵的作用。 模數轉換（ADC）： 詳細講解ADC的原理、類型（逐次逼近、Σ-Δ、SAR等）以及關鍵參數（分辨率、采樣率、非綫性誤差），並說明ADC在將模擬傳感器信號轉換為數字信號以供MCU處理過程中的核心地位。 數字接口： 介紹常見的傳感器數字通信協議，如I2C、SPI、UART等，並講解這些協議的工作方式、數據傳輸格式以及如何通過MCU的通信模塊實現與數字傳感器的直接通信。 脈衝輸齣和頻率輸齣： 討論一些傳感器以脈衝計數或頻率變化形式輸齣信息的情況，以及如何利用MCU的定時器/計數器來捕獲和處理這些信號。 直接數字輸齣： 介紹一些集成瞭ADC和通信接口的智能傳感器，可以直接輸齣數字化信息，簡化瞭係統設計。 第二部分：傳感器應用電路設計與項目實踐 本書將通過一係列具有代錶性的項目，引導讀者將所學的傳感器理論知識應用於實際電路的設計與開發。每個項目都將遵循“需求分析-原理選型-電路設計-仿真驗證-實物搭建-調試測試”的完整流程。 項目一：基於熱敏電阻的精確溫度測量與顯示係統 目標： 設計並製作一個能夠精確測量環境溫度，並將其顯示在LCD或OLED屏幕上的係統。 技術要點： NTC/PTC熱敏電阻的選型與特性分析。 精密溫敏電阻的綫性化處理（如軟件校準、查錶法）。 信號調理電路設計（例如，使用電阻分壓或惠斯通電橋，並配閤運放進行信號放大）。 ADC接口與微控製器的配閤，實現溫度數據的采集。 LCD/OLED顯示模塊的驅動與編程，實現溫度值的實時顯示。 係統功耗優化與抗乾擾設計。 項目成果： 一個可用於實驗室、傢居環境或簡易工業監測的溫度測量儀。 項目二：基於超聲波傳感器的障礙物避障係統 目標： 開發一個能夠檢測前方障礙物距離，並在檢測到障礙物時發齣警報或控製執行器（如舵機）進行轉嚮的係統。 技術要點： 超聲波傳感器（如HC-SR04）的工作原理（發射超聲波脈衝，接收迴波）。 超聲波迴波時間與距離的計算公式。 微控製器定時器/計數器在脈衝發送和迴波接收時間測量中的應用。 距離閾值設定與警報邏輯控製。 舵機驅動與控製，實現避障運動。 環境因素（如障礙物材質、角度）對超聲波檢測的影響分析。 項目成果： 一個可集成到機器人、自動化車輛或傢用安全設備中的基礎避障模塊。 項目三：基於霍爾傳感器的非接觸式轉速測量儀 目標： 設計一個能夠測量鏇轉體（如電機、風扇）轉速的非接觸式裝置。 技術要點： 永磁體與霍爾效應傳感器（開關型或綫性型）的配閤使用。 霍爾傳感器信號輸齣的類型與處理（如數字方波信號）。 微控製器中斷或定時器對脈衝頻率的精確測量。 轉速與脈衝頻率的換算。 轉速顯示（數碼管或LCD）。 磁場強度、傳感器安裝位置對測量準確性的影響。 項目成果： 一個用於電機維修、性能測試或教學演示的轉速錶。 項目四：基於紅外傳感器的自動感應齣水龍頭/照明係統 目標： 實現一個當檢測到人體或物體靠近時，自動開啓水龍頭或照明燈，移開後自動關閉的裝置。 技術要點： 被動紅外（PIR）傳感器或主動紅外（IR）接近傳感器的選型與工作原理。 傳感器信號的閾值判彆與延時控製。 繼電器驅動電路的設計，用於控製大功率設備（如水泵、燈具）。 電源管理與低功耗設計。 傳感器靈敏度與探測範圍的調整。 項目成果： 一個應用於公共衛生間、傢庭廚房或辦公室的智能化感應控製係統。 項目五：基於氣體傳感器的空氣質量監測與報警係統 目標： 開發一個能夠監測空氣中特定有害氣體（如CO、酒精、VOCs）濃度，並在濃度超標時發齣聲光報警的設備。 技術要點： 不同類型氣體傳感器的原理與特性（如MQ係列氣體傳感器）。 傳感器加熱電路的設計與控製。 氣體濃度與傳感器輸齣信號的關係（非綫性特性）。 模擬信號的采集與微控製器處理。 報警閾值的設定與聲光報警電路的設計。 傳感器預熱時間與長期穩定性問題。 多傳感器集成與數據融閤（可選）。 項目成果： 一個用於傢庭、辦公室或車輛內部的簡易空氣質量監測與預警裝置。 第三部分：高級主題與未來展望 第六章 傳感器網絡與物聯網（IoT）應用： 介紹傳感器在構建分布式監測網絡中的作用，以及如何通過無綫通信技術（Wi-Fi, Bluetooth, LoRa）將傳感器數據匯聚到雲平颱，實現物聯網應用。 討論傳感器數據在智能傢居、智慧農業、環境監測、工業自動化等領域的典型案例。 第七章 傳感器信號的噪聲抑製與濾波技術： 深入探討各種噪聲源（熱噪聲、散彈噪聲、閃爍噪聲、電源噪聲等）及其對傳感器信號的影響。 介紹數字濾波（FIR, IIR）、自適應濾波等高級濾波算法，以及硬件濾波器（RC濾波器、有源濾波器）的設計技巧。 第八章 MEMS傳感器技術簡介： 簡要介紹MEMS技術在微型化、集成化傳感器製造中的優勢。 列舉常見的MEMS傳感器類型，如加速度計、陀螺儀、壓力傳感器、麥剋風等，並概述其工作原理。 第九章 傳感器技術的最新發展與趨勢： 展望柔性傳感器、生物傳感器、納米傳感器、自供能傳感器等前沿技術。 探討人工智能與傳感器技術的融閤，如基於機器學習的傳感器數據分析與異常檢測。 本書特色 項目驅動： 以實際工程項目為載體，將理論知識融入實踐，增強讀者的動手能力和解決實際問題的能力。 係統性與全麵性： 覆蓋瞭傳感器技術的基礎理論、關鍵性能指標、接口技術、應用電路設計等多個方麵。 注重實踐： 提供瞭詳細的項目設計思路、電路圖、代碼示例（或僞代碼），方便讀者模仿和實踐。 循序漸進： 內容由淺入深，適閤不同基礎的讀者學習。 前沿性： 介紹瞭傳感器技術的最新發展和未來趨勢，幫助讀者把握行業動嚮。 適用讀者 高等院校電子信息工程、自動化、測控技術、計算機科學與技術等專業的本科生和研究生。 從事嵌入式係統開發、自動化控製、物聯網工程、産品設計的工程師和技術人員。 對傳感器技術感興趣的科研人員和技術愛好者。 通過本書的學習，讀者將能夠深入理解傳感器的工作原理，熟練掌握傳感器應用電路的設計與調試方法，並具備獨立完成各類傳感器相關項目的工程實踐能力。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本《高精度模擬電路設計精要》，撲麵而來的是一股濃鬱的學術氣息，但奇怪的是，它絲毫沒有讓人感到晦澀難懂。作者的敘述方式非常老道，他似乎深諳如何將復雜的非綫性理論用最直觀的方式呈現齣來。我尤其喜歡它對噪聲分析和濾波技術的處理部分，不同於其他教材的泛泛而談，這本書深入到瞭半導體結的物理特性層麵去解釋噪聲的來源，這為我優化設計中的信噪比提供瞭全新的思路。而且，書中穿插瞭大量的手繪示意圖，這些圖畫不僅僅是輔助理解，更像是一種思維導圖，幫助讀者構建起一個完整的、層次分明的電路模型。對於追求極緻性能和穩定性的工程師來說，這本書簡直是寶庫，它教會我的不是“如何搭一個能跑起來的電路”，而是“如何設計一個在苛刻條件下依然能穩定工作的精密係統”。

評分☆☆☆☆☆

最近在學習一本科普性質的《揭秘傳感器背後的物理學原理》，這本書的定位非常獨特，它完全顛覆瞭我對傳感器“輸入-輸齣”的綫性認知。作者沒有過多糾結於具體的芯片型號或電路圖，而是將重點放在瞭傳感器如何將物理量（如壓力、溫度、光照）轉化為電信號的這一“轉換過程”的本質上。例如，對壓電效應、熱電效應的解釋，深入淺齣，甚至引用瞭大量的曆史典故和實驗發現，使得原本冰冷的物理知識變得生動有趣。這本書的閱讀體驗非常輕鬆愉快，它更像是一本關於科學思維和跨學科知識融匯的書籍，能極大地拓寬讀者的知識邊界。它教會我，真正的技術創新往往源於對基礎物理原理更深刻的洞察，而不是簡單地堆砌現有技術模塊。對於想從應用層麵深入到原理層麵理解傳感器技術的讀者來說，這本書提供瞭絕佳的視角。

評分☆☆☆☆☆

看到書架上擺著一本名為《電子設計與創新實踐》的書，封麵設計簡約大氣，黑底白字，透露著一種嚴謹的理工科氣質。我立刻被它吸引瞭，特彆是當你真正對電子這門學科産生濃厚興趣，渴望將理論知識轉化為實際操作時，這樣的書就像是一盞指路的明燈。它似乎承諾的不僅僅是枯燥的公式和概念，更是一段充滿挑戰與成就感的實踐旅程。我期待著能在書中找到那些能激發我動手欲望的、富有創意的項目案例，那些能讓我從零開始，一步步搭建齣自己的小係統的過程。想象一下，親手焊接電路闆、調試代碼，最終看到一個自己設計的設備成功運行的那一刻，那種成就感是任何書本知識都無法比擬的。這本書的排版和圖例的清晰度也給我留下瞭深刻印象，這對於初學者來說至關重要，清晰的步驟和詳盡的解釋能極大地降低學習門檻，讓人在遇到睏難時也能迅速找到解決問題的方嚮。

評分☆☆☆☆☆

市麵上關於單片機編程的書籍浩如煙海，但《STM32高級編程與外設驅動實戰》這本書的實戰性讓我眼前一亮。這本書的切入點非常直接：拿起最新的硬件平颱，直接上手最復雜的外部設備驅動。它避開瞭過多冗長的曆史迴顧和基礎語法復習，直奔主題，每一個章節都圍繞一個具體的硬件模塊展開，比如高速ADC的DMA配置、定時器的互補輸齣控製等。作者提供的代碼示例質量非常高，不僅注釋詳盡，而且往往會提供多種實現思路的比較，這對於提升代碼的健壯性和效率至關重要。我個人受益最大的是它對固件庫和寄存器編程之間的權衡分析，明確指齣瞭在不同應用場景下應該優先采用哪種方式。這本書的價值在於，它加速瞭從“會編程”到“會寫專業驅動”的轉化過程，是嵌入式程序員案頭必備的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

最近沉迷於一本名為《嵌入式係統與物聯網前沿探索》的著作，這本書的深度和廣度著實讓我感到震撼。它不僅僅停留在基礎的微控製器編程上，而是將視角投嚮瞭更宏大的物聯網生態係統構建。書中的案例分析非常貼近工業界的實際應用，比如智能傢居的分布式傳感網絡、低功耗廣域網（LPWAN）技術的應用剖析，這些內容讓我意識到，現代電子技術已經遠遠超齣瞭我們傳統理解的範疇。我特彆欣賞作者在架構設計上的獨到見解，如何平衡實時性、功耗和數據安全性，這些都是在實際項目中必須麵對的痛點。閱讀過程中，我感覺自己仿佛在與一位經驗豐富的工程師進行深度對話，書中的許多“最佳實踐”和“陷阱規避”的經驗分享，比死記硬背技術手冊要實用得多。這本書絕對不是那種讀完一遍就能完全掌握的類型，它更像是一部工具書，需要反復查閱和對照，並在實踐中不斷印證和深化理解。