傳感器技術與應用 魏學業 9787560985077 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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魏學業 著

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齣版社： 華中科技大學齣版社

ISBN：9787560985077

商品編碼：29700051778

包裝：平裝

齣版時間：2013-07-01

基本信息

書名：傳感器技術與應用

定價：35.00元

作者：魏學業

齣版社：華中科技大學齣版社

齣版日期：2013-07-01

ISBN：9787560985077

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

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在檢測和自動控製領域，傳感器是不可或缺的關鍵元件之一，學習和掌握各種類型傳感器的特點特性，對於相關從業人員來說是非常重要的。本書的知識全麵，內容詳實，是一本不可多得的介紹傳感器技術的好書。

內容提要

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傳感器技術與應用是自動化、測控儀器等專業的專業課。隨著我國物聯網相關産業的蓬勃發展,傳感器技術也在同時拓展著自身的應用領域。本書的編者們懷著培養應用型人纔的願望，編寫瞭《傳感器技術與應用》這本書。
本書在介紹傳感器技術的同時，注重理論聯係實際；在錶達方式上力求做到語言通俗、簡潔易懂，以提高學生的學習興趣。
本書共19章。至17章介紹瞭傳感器的基礎知識，以及電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、熱電式傳感器、流量檢測儀錶、壓電傳感器、光電式傳感器和集成式溫度傳感器等內容。這一部分圍繞著基本原理、測量電路和應用實例三個方麵進行介紹，使學生在掌握基本原理的基礎上，學會將傳感器得到的微弱信號通過測量電路轉換成可測量的信號的方法。8章和9章介紹瞭溫度和力學量參數的檢測技術，使學生在掌握前麵傳感器的基礎知識之後，能夠擴展一下思路。
為瞭方便教學，本書還配有電子課件等教學資源包，任課教師和學生可以登錄“我們愛讀書網”(>.ibook4us.)免費注冊下載，也可以發郵件至hustpeiit@163.索取。
本書可作為高等院校，特彆是應用型本科院校的自動化、測控儀器、電子信息等專業的教材，也可供從事相關領域的工程技術人員參考。

目錄

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章 傳感器基礎知識
1.1 概述
1.2 傳感器的基本特性
1.3 傳感器的基本測量電路
思考與練習題
第2章 電阻式傳感器
2.1 電阻應變式傳感器
2.2 壓阻式傳感器
2.3 熱電阻式傳感器
2.4 氣敏電阻
2.5 濕敏電阻
思考與練習題
第3章 電容式傳感器
3.1 電容式傳感器
3.2 電容式傳感器的等效電路及輸齣電路
3.3 影響電容式傳感器精度的因素及提高精度的措施
3.4 電容式傳感器的應用
思考與練習題
第4章 電感式傳感器
4.1 自感式傳感器
4.2 差動變壓器式互感式傳感器
4.3 電渦流式傳感器
4.4 電感式傳感器的應用
思考與練習題
第5章 熱電式傳感器
5.1 熱電偶溫度傳感器
5.2 PN結型溫度傳感器
思考與練習題
第6章 壓電傳感器
6.1 壓電效應
6.2 壓電材料
6.3 壓電傳感器的等效電路和測量電路
6.4 壓電傳感器的應用
思考與練習題
第7章 光電式傳感器
7.1 光電效應
7.2 光電器件
7.3 光電式傳感器的應用
思考與練習題
第8章 超聲波傳感器
8.1 超聲檢測的物理基礎
8.2 超聲波傳感器
8.3 超聲波檢測技術的應用
思考與練習題
第9章 流量檢測儀錶
9.1 流量檢測基礎知識
9.2 節流式流量計
9.3 轉子流量計
9.4 渦街流量計
9.5 電磁流量計
9.6 容積式流量計
9.7 質量流量計
思考與練習題
0章 物位傳感器
10.1 概述
10.2 浮力式液位傳感器
10.3 靜壓式物位傳感器
10.4 超聲波物位傳感器
思考與練習題
1章 磁敏傳感器
11.1 磁敏電阻器
11.2 磁敏電阻器的應用
11.3 磁敏二極管和磁敏三極管
11.4 磁敏傳感器
11.5 磁敏傳感器的應用
思考與練習題
2章 紅外傳感器
12.1 紅外輻射的基本知識
12.2 紅外探測器
12.3 紅外探測器的應用
思考與練習題
3章 成分測量傳感器
13.1 濕度及其測量
13.2 氣體成分測量
13.3 濃度的測量
13.4 濕敏傳感器的應用
思考與練習題
4章 集成式溫度傳感器
14.1 AD590集成式溫度傳感器
14.2 DS18B20集成式溫度傳感器
思考與練習題
5章 光縴傳感器
15.1 光縴的基本知識
15.2 光縴傳感器的結構與分類
15.3 光縴傳感器的應用
思考與練習題
6章 化學傳感器
16.1 氣體傳感器
16.2 濕度傳感器
思考與練習題
7章 智能傳感器
17.1 概述
17.2 智能傳感器的設計
17.3 傳感器的智能化實例
17.4 智能式傳感器
17.5 智能結構
思考與練習題
8章 溫度檢測儀錶
18.1 概述
18.2 熱電偶溫度計
18.3 熱電阻溫度計
18.4 其他接觸式溫度檢測儀錶
18.5 非接觸式溫度檢測儀錶
思考與練習題
9章 力學量檢測技術
19.1 壓力的測量
19.2 力的測量
19.3 轉矩的測量
19.4 稱重係統
思考與練習題
附錄A 標準化熱電偶分度錶
附錄B 鎢錸熱電偶分度錶
附錄C 熱電阻分度錶
參考文獻

作者介紹

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魏學業，北京交通大學教授，主要教授《檢測技術》、《DSP技術及其應用》、《數據結構》、《高級信號檢測技術》、《現代檢測技術》等課程，曾先後於2002年、2007年和2008年在日本韆葉大學、英國利茲大學做訪問學者。在相關領域有著豐富的教學和實踐經驗

文摘

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序言

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傳感器技術與應用：無形之眼，洞悉萬象 引言： 在這個科技飛速發展的時代，我們賴以生存和感知世界的方式正在發生深刻的變革。而這一切變革的核心，便是那些默默無聞卻又無處不在的“傳感器”。它們如同我們身體的延伸，將物理世界的各種信息轉化為機器能夠理解和處理的數據，從而開啓瞭智能化、自動化和高效化的大門。從精準的氣象監測到精密的工業控製，從智能傢居的便捷舒適到醫療健康的實時守護，傳感器技術的身影無處不在，深刻地影響著我們的生活、工作乃至整個社會的運轉。 本書《傳感器技術與應用》並非簡單地羅列各種傳感器的參數和性能，而是緻力於深入剖析傳感器技術的核心原理、發展曆程、關鍵技術以及在各個領域的創新應用。我們將帶您走進一個由“無形之眼”構築的奇妙世界，一同探索它們如何捕捉、感知、轉化和傳遞信息，如何賦能韆行百業，又將如何塑造我們更加智能化的未來。 第一部分：傳感器之基石——原理與分類 任何復雜的係統都建立在堅實的基礎之上。理解傳感器，首先要觸及它們的“先天基因”—— sensing（感知）原理。本部分將從最基礎的物理學、化學學原理齣發，係統性地介紹各種傳感器的工作機製。 電學原理： 電阻、電容、電感、壓電效應、熱電效應、磁緻伸縮效應等。我們將探討電阻型傳感器如何通過材料的形變、溫度或化學成分變化引起電阻值變化來測量；電容型傳感器如何利用介電常數或電極間距的變化來感應；壓電傳感器又如何將機械應力轉化為電信號。 光學原理： 光電導效應、光伏效應、光敏電阻、光電二極管、光電三極管等。我們將深入理解光如何與物質相互作用，傳感器如何捕捉光的變化，進而測量光強、顔色，甚至實現非接觸式的檢測。 熱學原理： 熱敏電阻、熱電偶、紅外輻射傳感器等。我們將解析溫度如何影響物質的導電性或産生電壓，以及紅外輻射如何在非接觸狀態下被捕捉和量化。 力學原理： 應變片、壓力傳感器、加速度計、陀螺儀等。我們將探索力、加速度、角速度等機械量如何通過傳感器轉化為電信號，以及這些力學量的測量精度和動態響應特性。 化學原理： 氣體傳感器、pH傳感器、生物傳感器等。我們將瞭解物質的化學特性如何被傳感器捕捉，例如氣體濃度、溶液的酸堿度，以及生物分子與傳感器的特異性相互作用。 磁學原理： 霍爾效應傳感器、磁阻傳感器等。我們將解析磁場如何被感應，以及它們在位置檢測、電流測量等方麵的應用。 基於這些基本原理，傳感器被賦予瞭不同的“天賦”和“專長”。我們將對各類傳感器進行係統性的分類，包括： 按測量量程分類： 計量級傳感器、工業級傳感器、消費級傳感器。 按工作原理分類： 電阻式、電容式、壓電式、熱電式、光電式、磁電式、化學式等。 按輸齣信號分類： 模擬傳感器、數字傳感器。 按集成度分類： 分立式傳感器、集成傳感器、智能傳感器。 通過對這些原理和分類的深入學習，讀者將建立起對傳感器技術堅實的理論基礎，為後續的應用探索打下堅實的基礎。 第二部分：傳感器技術的核心——關鍵技術與發展趨勢 傳感器技術並非一成不變，它始終在嚮前發展，不斷突破極限，湧現齣更加先進、更加智能化的技術。本部分將聚焦於那些推動傳感器技術進步的核心要素。 微機電係統（MEMS）技術： MEMS技術是實現傳感器小型化、集成化、低成本化的關鍵。我們將探討微加工技術、微機械結構設計以及MEMS傳感器在加速度計、陀螺儀、壓力傳感器等領域的廣泛應用。MEMS技術的進步使得傳感器可以被集成到更小的設備中，甚至實現大規模的並行生産。 納米技術與新型材料： 納米材料以其獨特的物理化學性質，為傳感器的性能提升帶來瞭新的可能。我們將介紹納米綫、量子點、石墨烯等在傳感器設計中的應用，以及它們如何提高傳感器的靈敏度、選擇性和響應速度。新型智能材料，如形狀記憶閤金、壓電陶瓷等，也在為傳感器的功能拓展提供支持。 信號處理與集成電路： 傳感器輸齣的原始信號往往微弱且易受乾擾，高效的信號處理技術是獲取準確數據的關鍵。我們將探討模擬信號調理、數字信號處理（DSP）、模數轉換（ADC）、數模轉換（DAC）等技術，以及如何將傳感器與微控製器、ASIC等集成電路相結閤，實現傳感器的智能化。 無綫傳感網絡（WSN）與物聯網（IoT）： 傳感器是物聯網感知層的重要組成部分。我們將探討如何將傳感器與無綫通信技術相結閤，構建大規模的無綫傳感網絡，實現數據的遠程采集、傳輸和分析。WSN和IoT的發展為傳感器的應用開闢瞭更為廣闊的空間，使得海量數據的收集和實時分析成為可能。 人工智能（AI）與機器學習（ML）在傳感器中的應用： AI和ML技術的融閤，正在為傳感器賦予“智慧”。我們將探討如何利用機器學習算法對傳感器數據進行模式識彆、異常檢測、故障診斷，甚至預測性維護。智能傳感器能夠自主學習和適應環境變化，實現更高級彆的感知和決策。 傳感器的可靠性、穩定性與標定： 傳感器在實際應用中需要麵對各種復雜的環境條件，其長期穩定性和可靠性至關重要。我們將討論影響傳感器穩定性的因素，以及標定技術在確保測量準確性中的作用。 第三部分：傳感器驅動的變革——跨領域應用詳解 傳感器技術的價值最終體現在其廣泛而深刻的應用。本部分將選取幾個典型的領域，深入剖析傳感器技術是如何驅動這些領域發生變革的。 工業自動化與智能製造： 過程控製： 溫度、壓力、流量、液位等傳感器的精準測量，是實現工業生産過程穩定、高效運行的基礎。例如，化工生産綫上的溫度傳感器確保反應在最佳區間進行；石油天然氣管道的壓力傳感器保障輸送安全。 質量檢測： 圖像傳感器、光譜傳感器、力傳感器等在産品質量檢測中的應用，實現無損檢測、外觀缺陷識彆、材料成分分析等，極大提升瞭産品閤格率。 機器人與自動化裝備： 加速度計、陀螺儀、編碼器、力傳感器等是機器人實現精確運動控製、環境感知和人機交互的關鍵。它們賦予瞭機器人“觸覺”和“空間感”。 設備狀態監測與預測性維護： 振動傳感器、溫度傳感器、聲學傳感器等用於監測設備的運行狀態，通過分析數據預測潛在故障，實現主動式維護，降低停機損失。 環境監測與智慧城市： 空氣質量監測： 氣體傳感器（如PM2.5、CO、NOx、SO2傳感器）是構建空氣質量監測網絡、評估城市空氣汙染水平、為公眾健康提供預警的關鍵。 水質監測： pH傳感器、電導率傳感器、溶解氧傳感器、汙染物傳感器等用於實時監測河流、湖泊、飲用水源的水質，保障生態安全和飲用水健康。 氣象監測： 溫度、濕度、氣壓、風速、風嚮傳感器等是氣象站的核心組成部分，為天氣預報、災害預警提供基礎數據。 交通管理： 車輛檢測傳感器（如地感綫圈、紅外傳感器、視頻傳感器）、GPS/北鬥定位傳感器等用於交通流量統計、信號燈控製、違章監測，構建智能交通係統。 智能安防： 運動傳感器、門磁傳感器、煙霧傳感器、氣體泄漏傳感器等用於構建全方位的安防監控係統，提升城市安全水平。 智能傢居與消費電子： 環境感知與舒適度調節： 溫度、濕度、光照傳感器控製空調、新風係統、窗簾的自動調節，為用戶創造舒適的居住環境。 安全防護： 煙霧報警器、燃氣泄漏傳感器、門窗傳感器等是智能傢居安全體係的重要組成部分。 健康監測： 可穿戴設備中的心率傳感器、血氧傳感器、運動傳感器、體溫傳感器等，實時監測用戶的生理指標，為健康管理提供數據支持。 人機交互： 觸摸傳感器、接近傳感器、語音識彆傳感器等使得人與設備的交互更加自然便捷。 醫療健康與生命科學： 體外診斷： 生物傳感器、化學傳感器在血糖儀、尿液分析儀、血液分析儀等醫療設備中發揮核心作用，實現快速、精準的疾病診斷。 體內監測： 微型傳感器可植入人體，用於持續監測血壓、血糖、心律等生理參數，為慢性病管理和術後恢復提供重要信息。 藥物研發與分析： 高靈敏度的傳感器在藥物篩選、代謝産物分析等環節提供關鍵數據。 成像技術： CT、MRI等成像設備中都涉及大量的傳感器技術，用於捕捉和重建物體的內部結構。 農業與食品安全： 精準農業： 土壤濕度傳感器、光照傳感器、溫度傳感器、pH傳感器等用於監測農田的生長環境，實現科學灌溉、施肥，提高作物産量和質量。 食品質量與安全監測： 氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器用於監測食品的儲存條件，防止變質；光譜傳感器可用於檢測食品的成分和是否存在非法添加物。 交通運輸與航空航天： 汽車電子： 氧傳感器、爆震傳感器、輪速傳感器、胎壓傳感器、雷達/激光雷達傳感器等是現代汽車實現高效、安全、智能駕駛的關鍵。 航空器與航天器： 各種高精度、高可靠性的傳感器用於導航、姿態控製、環境監測、結構健康監測，是保障飛行和太空探索安全的重要前提。 結語： 傳感器技術，如同人類感官的延伸，正在以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵。它們是連接物理世界與數字世界的橋梁，是實現智能化、自動化和信息化的基石。理解傳感器的原理，掌握其關鍵技術，洞察其應用前景，不僅是科技工作者和工程技術人員的必備知識，更是每一位希望理解和擁抱未來科技的讀者所應掌握的。 本書緻力於為您提供一個全麵、深入、易於理解的傳感器技術知識體係。我們希望通過對傳感器技術原理的透徹解析，對其前沿技術發展的梳理，以及對其跨領域應用的細緻描繪，能夠激發您的探索熱情，為您在傳感器技術的研究、開發和應用領域提供有力的支持。讓我們一同用“無形之眼”，洞悉萬象，共創更加智能、美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本《傳感器技術與應用》的封麵設計給我留下瞭深刻印象，那種科技感十足的藍灰色調，配上清晰簡潔的字體，一下子就抓住瞭我的眼球。我是一個剛剛接觸傳感器領域的學生，平時看書比較注重內容的前沿性和係統性。這本書的目錄結構非常清晰，從基礎的原理介紹，到各類傳感器的詳細解析，再到實際應用案例的分析，邏輯銜接得非常自然。尤其讓我驚喜的是，它在介紹一些核心概念時，不僅僅是枯燥的公式堆砌，還穿插瞭大量生動的圖示和生活中的例子，比如講解壓力傳感器時，會結閤氣壓計和汽車輪胎壓力監測係統進行對比，讓我這個初學者也能很快抓住要點。作者在敘述上行文流暢，語言錶達非常到位，沒有那種生硬的教科書腔調。我特彆喜歡它在深入探討某些復雜算法時，會先給齣一個高層次的理解框架，然後再逐步深入細節，這種循序漸進的講解方式，極大地降低瞭我的學習門檻。總的來說，這本書為我打開瞭一扇理解現代智能係統核心技術的大門，讓我對這個領域充滿瞭探索的欲望。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，首先感受到的是一種嚴謹而紮實的學術氛圍。我個人是偏嚮於動手實踐的研究者，所以對教材的實用性要求比較高。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅停留在理論層麵，而是將大量的工程實踐經驗融入其中。書中對於不同類型傳感器的選型、安裝、調試以及常見故障排除的描述，簡直就像是一位經驗豐富的前輩在耳邊指導。特彆是關於信號處理和數據采集的部分，作者給齣瞭很多業界通用的標準流程和注意事項，這對於我們這些即將步入實際項目的人來說，是無價之寶。我記得有一次在調試一個溫濕度傳感器陣列時遇到瞭噪聲乾擾問題，後來翻閱這本書，找到瞭對應章節關於抗乾擾設計的具體建議，嘗試後果然奏效。這種教科書與實踐手冊的完美結閤，讓這本書的價值倍增。它不是那種隻適閤放在書架上“供著”的理論經典，而是真正可以帶進實驗室、帶到生産現場的工具書。

評分☆☆☆☆☆

說實話，市麵上很多技術書籍的排版和印刷質量都不盡如人意，長時間閱讀非常傷眼。但《傳感器技術與應用》在裝幀和細節處理上絕對是業界良心。紙張的質感非常好，光綫反射柔和，即便是長時間在颱燈下研讀復雜的電路圖和波形圖，眼睛也不容易感到疲勞。字體和行距的設置也恰到好處，給人一種非常舒適的閱讀體驗。更值得稱贊的是，書中的插圖和圖錶清晰度極高，即便是最微小的元件符號或者最精密的數學推導，也能看得一清二楚，這對於理解一些空間結構和物理模型至關重要。我特彆欣賞作者在某些關鍵公式旁邊加入的“注解”小框，用通俗的語言解釋瞭公式背後的物理意義，打破瞭公式的神秘感，讓學習過程變得更加親切和人性化。這種對讀者體驗的關注，體現瞭作者和齣版方極高的專業素養。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人贊嘆，它並非隻局限於某一個窄小的技術分支，而是力求構建一個全麵的知識體係。我注意到作者在介紹光電傳感器時，不僅詳述瞭光敏電阻、光電二管等基礎元件，還花瞭相當大的篇幅來介紹更先進的機器視覺中的圖像傳感器原理，這顯示瞭作者對技術發展趨勢的敏銳洞察力。更難得的是，書中對於不同技術路綫的優劣勢進行瞭客觀的比較分析，而不是一味地推崇某一種技術。例如，在講解位移測量時，對電渦流式、激光式和超聲波式傳感器的精度、量程、環境適應性做瞭詳盡的對比錶格，這種結構化的信息呈現方式，極大地提高瞭我的信息吸收效率。讀完之後，我對傳感器領域的全貌有瞭一個更宏觀的認識，也為我未來選擇研究方嚮提供瞭堅實的理論基礎和參考坐標。它讓我的知識結構不再是零散的點，而是形成瞭一個相互關聯的網絡。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣跨專業學習者來說，最頭疼的就是專業術語的理解和背景知識的補充。這本書在這方麵提供瞭非常貼心的支持。在章節的開頭或結尾，作者往往會設置“延伸閱讀”或“背景知識”的欄目，比如介紹某個傳感器的發展簡史，或者提及支撐其工作的相關物理學定律。這種設計使得讀者在學習新技術的同時，能夠自然而然地迴顧和鞏固相關的基礎知識，形成一個良性循環。我發現，通過這本書，我不僅學會瞭如何“使用”傳感器，更重要的是，我理解瞭“為什麼”它能工作。例如，它對霍爾效應的深入淺齣地講解，讓我對磁場傳感器的非接觸測量能力有瞭更深層次的認知。這本書的知識密度非常高，但組織得井井有條，讀起來雖然需要思考，但每讀完一個小節，都會有一種“茅塞頓開”的成就感，讓人忍不住想立刻去驗證所學知識。