传感器及应用第2版 9787111132813 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

王煜东 著

图书标签:

• 传感器
• 传感器技术
• 测量技术
• 电子技术
• 自动化
• 仪器仪表
• 电子工程
• 应用
• 第2版
• 高等教育教材

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111132813

商品编码：29670359679

包装：平装

基本信息

书名:传感器及应用第2版

：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:王煜东

出版社：机械工业出版社

出版日期：

ISBN：9787111132813

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.459kg

编辑推荐

本书系统地介绍了传感器的基本知识，全面介绍了应变式、电位器式、电容式、电感式、电涡流式、压电式、超声波式、霍尔式、光电式、光纤、激光、热敏、气敏、湿敏、频率式、数字编码器、感应同步器、磁栅等内容，可作为高职高专机电技术、电气自动化、汽车电子、楼字智能化、应用电子等专业的教材，也适用于成人教育和职业培训的同类专业，还可供有关专业的工程技术人员参考。

内容提要

本书系统地介绍了传感器的基本知识，全面介绍了应变式、电位器式、电容式、电感式、电涡流式、压电式、超声波式、霍尔式、光电式、光纤、激光、热敏、气敏、湿敏、频率式、数字编码器、感应同步器、磁栅、光栅、容栅、球栅等传感器的原理、特性及应用，其中有红外、紫外、CCD、PSD、色彩等新型敏感元件及其应用，以及智能式传感器的原理；完整介绍了传感器信号的处理技术、数据采集技术及抗干扰技术；适当介绍了显示与调节仪表的基本组成、原理及应用；重点介绍了传感器在制造业中的机械量和热工量检测中的应用；列举了传感器在机床、自动生产线、汽车、家用电器和安全防范系统中的应用实例；突出介绍了传感器的安装、调整等实践技能。
本书内容丰富新颖、涵盖面广、语言精练、概念清晰、结构严谨、重点明确；书中适当插入了一些传感器的实物照片，增强了直观性和真实感；每章末均附有适当的思考与练习以便于教学，是一本能够适应经济发展、科技进步和生产实践的实用性和教学功能较强的教科书。
本书可作为高职高专机电技术、电气自动化、汽车电子、楼字智能化、应用电子等专业的教材，也适用于成人教育和职业培训的同类专业，还可供有关专业的工程技术人员参考。

目录

第2版前言
第1版前言
第1章 传感器的基本知识
1.1 传感器的定义与作用
1.2 传感器的组成与分类
1.3 传感器的基本特性
1.4 传感器的测量误差与准确度
1.5 传感器中的弹性敏感元件
思考与练习
第2章 线性位移传感器及应用
2.1 电阻式传感器
2.2 电容式传感器
2.3 电感式传感器
2.4 电涡流式传感器
2.5 压电式传感器
2.6 超声波传感器
2.7 磁敏传感器
2.8 光电式传感器
2.9 光纤与激光传感器
2.10 频率式传感器
2.11 智能式传感器
思考与练习
第3章 位移传感器在制造业中的应用
3.1 角编码器及应用
3.2 感应同步器及应用
3.3 光栅传感器及应用
3.4 磁栅传感器及应用
3.5 容栅传感器
3.6 球同步器
3.7 数显表与数显量具
3.8 接近传感器及应用
3.9 传感器在MPS系统中的应用
3.10 传感器在无损检测中的应用
思考与练习
第4章 力与运动学量传感器及应用
4.1 测力与称重
4.2 运动学量传感器及应用
思考与练习
第5章 压力、流量和物位传感器
第6章 温度传感器及应用
第7章 气体与湿度传感器及应用
第8章 传感器在汽车中的应用
第9章 传感器在家用电器及安全防范中的应用
第10章 传感器与微机的接口和抗干扰技术
第11章 显示与调节仪表
附录
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《精密传感器原理与创新设计》 内容简介 本书聚焦于现代精密传感器技术的核心原理、关键设计方法以及前沿应用，旨在为读者构建一个全面而深入的理解框架。内容涵盖了传感器领域最核心的物理现象、材料科学、信号处理与集成技术，并着重探讨了如何将这些基础知识转化为具有创新性的传感器设计与实际应用。本书旨在为从事传感器研发、产品设计、系统集成以及相关领域研究的工程师、研究人员和学生提供一份兼具理论深度与实践指导价值的参考。 第一部分：传感器核心原理 本部分深入剖析了各类精密传感器的基本工作原理，从最基础的物理效应入手，逐步展现不同传感器类型的设计理念与性能表现。 力学传感器： 压阻式传感器： 详细阐述了应变片材料的电阻变化特性，以及半导体材料（如硅）的压阻效应。重点分析了不同结构（如惠斯通电桥）的设计如何提高灵敏度和减小温度漂移。讨论了应变片敏感梁的设计、封装技术对测量精度的影响，以及其在压力、应变、加速度、力矩等方面的广泛应用，例如汽车安全气囊、工业过程控制、生物医学监测等。 电容式传感器： 讲解了电容与几何尺寸、介电常数之间关系的物理基础。重点分析了可变极板电容、可变介电常数电容等结构，以及它们的电学特性。深入探讨了电容式传感器在位移、角度、液位、湿度、材料成分测量中的应用，以及如何通过高精度电容测量电路（如电荷放大器、电容-频率转换器）实现高灵敏度测量。特别关注了其在微机械系统（MEMS）中的重要作用。 压电式传感器： 阐述了压电效应的物理机制，以及晶体材料（如石英、锆钛酸铅）在受力时产生电荷的现象。详细分析了压电传感器的动态测量原理，以及其在冲击、振动、声波、超声波检测中的应用。探讨了压电传感器的自发电特性，以及其在能量收集领域的潜力。 电感式传感器： 讲解了电磁感应定律在传感器设计中的应用，特别是线圈电感与被测对象（如金属目标）相对位置、磁导率变化的关系。详细分析了差动电感传感器、线性可变差动变压器（LVDT）等结构，以及它们在位移、角度、厚度测量中的精确性。探讨了其在恶劣环境下的鲁棒性以及在高精度定位系统中的应用。 光学传感器： 光电探测器： 详细介绍了光电导效应、光伏效应、光电倍增效应等物理原理。重点分析了光敏电阻、光电二极管、光电三极管、CCD、CMOS等不同类型光电探测器的结构、工作特性与响应速度。 光发射与光传播： 阐述了LED、激光二极管等光源的特性，以及光纤、棱镜、透镜等光学元件在光信号传输与调制中的作用。 光学测量方法： 深入分析了光电编码器（角度、线位移）、光电测距仪（TOF、相位法）、光谱分析（可见光、红外、紫外）、图像传感器（机器视觉、光谱成像）等典型应用。 热学传感器： 热电阻（RTD）： 详细介绍了铂、铜、镍等金属材料的电阻温度系数，以及RTD的工作原理。重点分析了二线制、三线制、四线制接线的优劣，以及影响测温精度的因素（如自热效应、引线电阻）。 热电偶： 阐述了塞贝克效应，以及不同金属组合（如K型、J型、T型）的热电势-温度特性曲线。深入分析了热电偶的测温范围、响应速度、精度以及冷端补偿技术。 红外传感器： 讲解了黑体辐射理论，以及热释电红外传感器、热电堆红外传感器的作用原理。分析了其在非接触测温、人体感应、气体检测等方面的应用。 半导体温度传感器： 介绍了PN结的正向压降与温度的关系、集成电路温度传感器（如LM35、DS18B20）的工作原理，以及它们的线性度、精度与功耗特性。 电磁传感器： 霍尔效应传感器： 详细阐述了霍尔效应的物理机制，以及磁场强度与霍尔电压的关系。重点分析了线性霍尔传感器、开关型霍尔传感器（带施密特触发器）的设计与应用。探讨了其在磁场测量、电流感应、位置检测（如无接触开关、里程表）中的应用。 磁阻传感器： 介绍了磁阻效应（AMR、GMR、TMR）的原理，以及它们在非接触式磁场测量、磁编码器、硬盘磁头等领域的优势。 感应式传感器： （与电感式传感器有重叠，但更侧重于其作为非接触式检测件的特性）阐述了金属物体进入线圈产生的涡流对线圈电感的影响，以及其在接近开关、金属探测器中的应用。 化学与生物传感器： 电化学传感器： 重点介绍了pH传感器（离子选择性电极）、溶解氧传感器、气体传感器（如SO2、CO、NOx）的工作原理，以及电解池、固体电解质等关键元件。 半导体气体传感器： 阐述了金属氧化物半导体（MOS）气体传感器的表面吸附与催化反应原理，以及它们在空气质量监测、可燃气体探测中的应用。 生物传感器： 介绍了生物识别元件（酶、抗体、核酸）与信号转换元件的结合方式，以及酶传感器、免疫传感器、DNA传感器等在医疗诊断、食品安全、环境监测中的应用。 第二部分：传感器设计与集成技术 本部分深入探讨了从概念到产品实现的传感器设计流程，以及实现高性能传感器所需的关键技术。 传感器选型与规格定义： 需求分析： 如何根据应用场景明确测量参数、精度要求、响应时间、工作环境（温度、湿度、压力、腐蚀性）、功耗、成本等关键指标。 技术路线选择： 评估不同传感器原理的优劣，选择最适合的传感器类型。 规格书解读： 理解传感器数据手册中的关键参数，如灵敏度、线性度、迟滞、重复性、分辨率、稳定性、零点漂移、满量程漂移等。 关键设计要素： 敏感元件设计： 材料选择、结构优化、微纳加工技术（如MEMS技术）在敏感元件制造中的应用。 信号调理电路设计： 滤波（低通、高通、带通）、放大（仪表放大器、跨阻放大器）、阻抗匹配、偏置电路等。 激励源设计： 恒流源、恒压源、脉冲信号发生器等，以及如何优化激励信号以提高信噪比。 信号转换与采集： ADC（模数转换器）的选择与使用、数字信号处理（DSP）的基本概念。 补偿技术： 温度补偿（硬件补偿、软件补偿）、非线性补偿、零点与满量程校准。 封装与可靠性： 封装材料与工艺： 考虑环境适应性（防水、防尘、防腐蚀）、机械强度、电磁兼容性（EMC）。 密封技术： 评估不同密封材料（硅橡胶、环氧树脂、玻璃）与工艺的适用性。 可靠性评估： 寿命试验、环境应力筛选（ESS）、失效模式与影响分析（FMEA）。 系统集成与嵌入式开发： 多传感器融合： 介绍卡尔曼滤波、粒子滤波等算法在融合来自不同传感器信息以提高整体系统性能方面的应用。 嵌入式系统设计： 微控制器（MCU）的选择、传感器驱动开发、实时操作系统（RTOS）的应用。 通信接口： I2C、SPI、UART、CAN、Ethernet等通信协议在传感器与主控单元之间的数据交换。 第三部分：前沿传感器应用与发展趋势 本部分展望了传感器技术在各行各业的创新应用，并探讨了未来发展方向。 物联网（IoT）与智能家居： 环境监测： 智能温湿度传感器、空气质量传感器（PM2.5、VOCs）、CO2传感器在提升居住舒适度与健康水平方面的作用。 安全防护： 烟雾传感器、燃气泄漏传感器、入侵探测传感器。 能源管理： 智能电表、水表、热量表，以及用于优化能源消耗的智能传感器。 工业自动化与智能制造： 过程控制： 高精度压力、流量、液位传感器在化工、制药、食品加工行业的应用。 质量检测： 机器视觉、尺寸测量传感器、表面缺陷检测传感器在生产线上的应用。 状态监测与预测性维护： 振动传感器、温度传感器、应力传感器用于监测设备运行状态，预测故障发生。 机器人与协作机器人： 力/力矩传感器、视觉传感器、接近传感器在机器人末端执行器与导航系统中的应用。 汽车电子与自动驾驶： 环境感知： 激光雷达（LiDAR）、毫米波雷达、超声波传感器、摄像头在目标检测、障碍物规避、车道保持等功能中的作用。 车辆状态监测： 胎压传感器、加速度计、陀螺仪、发动机传感器。 车内环境： 温度、湿度、空气质量传感器。 医疗健康与生物技术： 体外诊断： 高灵敏度生物传感器、电化学传感器在血糖、血氧、心电信号、呼吸信号监测中的应用。 可穿戴设备： 集成运动、心率、体温、血氧等传感器的智能手环、手表。 微流控与芯片实验室： 将传感器集成于微流控芯片，实现高通量、低成本的生物分析。 新兴技术与未来趋势： 柔性与可穿戴传感器： 基于聚合物、纳米材料的柔性电子器件在健康监测、人机交互中的潜力。 分布式传感器网络： 大规模部署传感器，构建协同工作的数据感知网络。 人工智能与传感器融合： 利用AI算法从海量传感器数据中提取有价值的信息，实现更智能的决策。 自供能传感器： 利用能量收集技术（如热、光、机械能）为传感器供电，实现无线、免维护部署。 量子传感器： 利用量子效应实现前所未有的测量精度，应用于精密导航、基础科学研究。 本书力求以清晰的逻辑、丰富的实例和前沿的视角，带领读者全面掌握精密传感器技术，并激发其在创新设计与应用开发中的灵感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计倒是挺别致的，封面那种深沉的蓝色，配上醒目的橙色字体，一眼扫过去就感觉是本挺“硬核”的技术书。我拿到手的时候，首先翻了翻目录，感觉内容涵盖的范围还挺广的，从基础的物理原理到具体的电路实现都有涉及，这对我这种想系统性了解这个领域的新手来说，算是个不错的起点。不过，当我真正开始阅读时，发现有些章节的理论推导过程写得略显跳跃，尤其是在涉及一些比较复杂的信号处理部分，感觉作者的假设前提没有交代得特别清楚，可能需要读者具备一定的电子学基础才能完全跟上思路。我花了相当长的时间去对照着其他参考资料来理解那些公式背后的物理意义，感觉如果能多一些具体的工程案例来佐证理论，读起来会更顺畅一些。比如，讲到某种特定传感器的灵敏度校准时，如果能附上一个小型实验台的搭建流程和数据分析的实际截图，那就太棒了。整体而言，内容是扎实的，但对读者的主动学习能力要求较高，不适合完全没有背景知识的纯小白直接上手。这本书更像是一本为有一定基础的研究生或者工程师准备的工具书，需要耐心地去啃。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的排版和插图质量，是让我感到有些失望的。作为一本技术专业书籍，清晰的示意图和高质量的波形图是至关重要的，但在这本书里，很多电路图和物理结构图的分辨率似乎不够高，有些细节标注得非常模糊，尤其是在涉及微纳结构设计的部分，图看不清楚，文字描述再详尽也难以形成直观的理解。比如，在介绍一个复杂的MEMS传感器结构时，给出的三维剖面图显得非常粗糙，完全没有体现出其工艺的精细度。此外，字体和行距的安排也偏向于“填满页面”，导致阅读起来有些拥挤，长时间盯着看，眼睛非常容易疲劳。我翻阅过程中，还发现有一个公式的下标似乎印错了，虽然只是一个小小的笔误，但在严肃的技术书籍中，这种错误多少会让人对整体的严谨性产生一丝怀疑。希望再版时，能在视觉呈现和排版美学上投入更多的精力，毕竟，好的载体能让好的内容更好地被吸收。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度在某些方面达到了令人赞叹的程度，尤其是对于非线性误差的建模和补偿策略的讨论，作者似乎倾注了大量的个人研究心得。他对如何处理环境噪声对测量结果的系统性影响，提供了一套非常系统且数学上严谨的分析框架。然而，这种深度也成为了它的双刃剑。对于初学者而言，这些复杂的数学推导过程，特别是傅里叶变换、卡尔曼滤波等高级工具的直接应用，可能会造成极大的阅读障碍，几乎是不可逾越的鸿沟。书中鲜有对这些数学工具进行简化或引入直观类比的尝试，似乎默认读者已经完全掌握了这些背景知识。因此，我个人觉得，这本书更适合作为高年级本科生或研究生进入某个细分领域后的深入参考资料，而不是作为该领域的入门教材。如果作者能在附录中增加一个“预备知识回顾”章节，对关键的数学工具进行简要的梳理，那这本书的适用范围将会大大拓宽，阅读体验也会更加友好和包容。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书最直观的感受是，它更像是一本“百宝箱”，里面塞满了各种各样的信息，但整理的逻辑性似乎不太连贯。有那么几章，讲的是现代光纤传感器的前沿进展，内容新颖，引用了很多近几年的文献，看得出来作者在追踪最新的研究动态方面下了不少功夫。然而，紧接着的下一章，却又回到了几十年前的电阻应变片的基础知识，虽然基础重要，但这种跨度极大的内容编排，让阅读的节奏感被打乱了。我更希望看到的是一个清晰的脉络，比如先从基础原理入手，然后分模块讲解不同类型的传感器（如电磁式、光学式、化学式），最后再讨论系统集成和应用开发。这本书的章节划分似乎更倾向于按“技术流派”来组织，而不是按“应用场景”来组织，这使得我在查找特定应用所需知识点时，需要花费更多的时间在不同章节间跳转。尽管如此，书中对一些经典传感器的详细参数说明和选型指南，确实是下了大功夫的，这些数据表格对于实际项目选型非常有参考价值，这是我肯定它的地方。

评分☆☆☆☆☆

从工程应用的角度来看，这本书的侧重点似乎过于偏向“原理的阐述”而非“实践的落地”。书中花了大篇幅去解释各种传感器的工作物理机制，这一点做得非常到位，让人能从根本上理解“为什么这样测量”；但是，在“如何将这些原理转化为一个可靠的产品”这一环节，介绍得相对薄弱。例如，在谈到传感器封装和防护措施时，内容非常简略，只是轻描淡写地提到了几种常见的密封方法，但对于实际工程中常见的可靠性挑战，比如热膨胀系数不匹配导致的应力集中，或者长期工作环境下的漂移问题，并没有给出足够的案例分析和解决方案指导。我期待能看到更多关于PCB设计规范、电磁兼容性（EMC）考虑、以及如何选择合适的微控制器进行数据采集和预处理的内容。总而言之，这本书在学术研究领域具有很高的参考价值，但对于急需解决实际工程问题的工程师来说，可能还需要搭配更多侧重于“动手”和“工程实现”的实战手册来使用，它更像是一本理论指导手册，而非一本操作手册。