傳感器與現代檢測技術（第2版）/21世紀高等學校規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《傳感器與現代檢測技術（第2版）/21世紀高等學校規劃教材》是作者在多年來從事傳感器教學及科研的基礎上寫成的，內容豐富、全麵、新穎，敘述力求由淺入深，對傳感器原理力爭講清物理概念，對傳感器的應用充分結閤生産和工程實踐，使教材具有一定的實用性和參考價值。《傳感器與現代檢測技術（第2版）/21世紀高等學校規劃教材》突齣應用性和針對性，強化實踐能力的培養，將傳感器和工程檢測方麵的知識有機地聯係起來，使讀者在掌握傳感器原理的基礎上，更進一步地應用這方麵的知識以解決工程檢測中的具體問題。同時，在編寫過程中，《傳感器與現代檢測技術（第2版）/21世紀高等學校規劃教材》注意補充反映新器件、新技術的內容，力求使讀者瞭解前沿學科。
　　全書共8章，主要內容包括傳感器與檢測技術概論、檢測係統的誤差閤成、常用傳感器的工作原理、常用非電參數的檢測方法、微弱信號檢測、檢測係統抗乾擾技術、測量信號的調理及處理、現代檢測係統。
　　《傳感器與現代檢測技術（第2版）/21世紀高等學校規劃教材》內容全麵而實用，適用麵廣，不僅可以作為電氣工程及其自動化、機械設計製造及自動化、機電一體化、自動化、電子信息、測控技術與儀器等專業及相關專業的本科生教材，也可作為廣大從事傳感器檢測技術開發與應用的工程技術人員的自學用書。

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目錄

第1章 傳感器與檢測技術概論
1.1 檢測技術概論
1.1.1 檢測的定義
1.1.2 檢測技術的作用
1.1.3 工業檢測技術的類型和內容
1.1.4 檢測係統的基本結構
1.2 傳感器的基本概論
1.2.1 傳感器的定義
1.2.2 傳感器的組成
1.2.3 傳感器的分類
1.3 傳感器與檢測技術的發展動嚮
1.4 檢測係統的靜態特性與性能指標
1.5 檢測係統的動態特性與性能指標
1.5.1 微分方程
1.5.2 傳遞函數
1.5.3 頻率響應函數
1.5.4 實現不失真測量的條件
習題1

第2章 檢測係統的誤差閤成
2.1 測量誤差的基本概念
2.1.1 測量誤差的名詞術語
2.1.2 測量誤差的分類
2.1.3 誤差産生的原因
2.1.4 測量誤差的錶示方法
2.2 隨機誤差及其處理
2.2.1 隨機誤差的概率分布
2.2.2 隨機誤差的估計
2.3 係統誤差的處理
2.3.1 係統誤差的判彆
2.3.2 減小或消除係統誤差的方法
2.4 測量粗大誤差的存在判定準則
2.4.1 拉依達準則（3σ準則）
2.4.2 格拉布斯（Grubbs）準則
2.4.3 狄剋鬆（Dixon）準則
2.4.4 羅曼諾夫斯基準則（t檢驗準則）
2.5 測量係統的誤差計算方法
2.5.1 隨機誤差的計算
2.5.2 係統誤差的計算
2.5.3 總誤差的計算
2.6 測量係統最佳測量方案的確定
2.6.1 微小誤差準則
2.6.2 確定最佳測量條件
2.6.3 函數誤差的分配
習題2

第3章 常用傳感器的工作原理
3.1 電阻式傳感器
3.1.1 金屬電阻應變片
3.1.2 半導體應變片
3.1.3 應變片的命名
3.1.4 電阻式傳感器的測量電路
3.1.5 電阻式傳感器的應用
3.2 電容式傳感器
3.2.1 電容式傳感器的工作原理和結構
3.2.2 電容式傳感器的測量電路
3.2.3 電容式傳感器的應用舉例
3.3 電感式傳感器
3.3.1 自感式傳感器
3.3.2 互感式傳感器
3.3.3 電感式傳感器的應用
3.4 電渦流式傳感器
3.4.1 工作原理
3.4.2 等效電路
3.4.3 測量電路
3.4.4 應用舉例
3.5 壓電式傳感器
3.5.1 工作原理
3.5.2 等效電路和測量電路
3.5.3 壓電式傳感器的閤理使用
3.5.4 壓電式傳感器的應用
3.6 磁電式傳感器
3.6.1 動圈式磁電傳感器
3.6.2 磁阻式磁電傳感器
3.6.3 磁電式傳感器的測量電路
3.7 熱電式傳感器
3.7.1 熱電偶傳感器
3.7.2 熱電阻傳感器
3.8 光電式傳感器
3.8.1 光電效應
3.8.2 光電導器件
3.8.3 光生伏特器件
3.8.4 光電耦閤器件
3.8.5 電荷耦閤器件
3.8.6 光電式傳感器的其他應用
3.9 霍爾式傳感器
3.9.1 工作原理
3.9.2 霍爾集成傳感器
3.9.3 霍爾式傳感器的應用
3.10 光縴傳感器
3.10.1 光縴傳感器的組成
3.10.2 光縴傳感器的分類
3.10.3 光縴傳感器的工作原理
3.10.4 光縴傳感器的實際應用
3.11 超聲波傳感器
3.11.1 超聲檢測的物理基礎
3.11.2 超聲波傳感器的原理與結構
3.11.3 超聲波傳感器的基本應用電路
3.12 微波傳感器
3.12.1 微波的基本知識
3.12.2 微波傳感器及其分類
3.12.3 微波傳感器的優點與存在的問題
3.12.4 微波傳感器的應用
3.13 紅外綫傳感器
3.13.1 紅外綫傳感器概述
3.13.2 紅外綫傳感器的應用
3.14 核輻射式傳感器
3.14.1 核輻射的基本概念
3.14.2 核輻射式傳感器的原理及組成
3.14.3 核輻射式傳感器的應用
3.15 化學傳感器
3.15.1 氣敏傳感器
3.15.2 濕敏傳感器
3.15.3 離子敏傳感器
3.16 數字式傳感器
3.16.1 數字式傳感器概述
3.16.2 編碼器
3.16.3 光柵式傳感器
3.16.4 感應同步器
3.16.5 磁柵式傳感器
3.16.6 容柵式傳感器
3.17 生物傳感器
3.17.1 生物傳感器的原理、特點及分類
3.17.2 幾種生物傳感器
3.18 智能傳感器
3.18.1 智能傳感器的特點
3.18.2 智能傳感器的實現
3.18.3 智能傳感器的應用
3.18.4 智能傳感器的設計思路
3.19 微型傳感器
3.19.1 MEMS技術與微型傳感器
3.19.2 壓阻式微型傳感器
3.19.3 電容式微型傳感器
3.19.4 電感式微型傳感器
3.19.5 熱敏電阻式微型傳感器
3.19.6 隧道效應式微型傳感器
3.20 模糊傳感器
3.20.1 模糊傳感器的概念及特點
3.20.2 模糊傳感器的結構
3.20.3 典型模糊傳感器舉例
3.21 網絡傳感器
3.21.1 網絡傳感器的概念
3.21.2 網絡傳感器的類型
3.21.3 基於IEEE 1451標準的網絡傳感器
3.21.4 網絡傳感器所在網絡的體係結構
習題3

第4章 常見非電參數的檢測方法
4.1 力、壓力和轉矩的測量
4.1.1 力的測量原理
4.1.2 壓力的測量
4.1.3 轉矩的測量
4.1.4 力、壓力和轉矩的測量的應用
4.2 位移、物位和厚度的測量
4.2.1 位移測量
4.2.2 物位測量
4.2.3 厚度測量
4.3 速度、加速度與振動的測量
4.3.1 速度的測量
4.3.2 加速度與振動的測量
4.4 轉速的測量
4.4.1 常用轉速傳感器
4.4.2 磁電式傳感器數字轉速儀測量電路
4.4.3 霍爾轉速測量裝置
4.5 噪聲測量
4.5.1 聲測量基礎
4.5.2 噪聲的頻譜和頻帶
4.5.3 噪聲的主觀評價
4.5.4 噪聲測量的基本原理和常用儀器
4.5.5 工業噪聲測量
4.6 溫度的測量
4.6.1 溫度的概念和測量方法
4.6.2 接觸式溫度測量
4.6.3 非接觸式溫度測量
4.6.4 溫度傳感器的典型應用
4.7 流量的測量
4.7.1 流量概述和測量方法
4.7.2 轉速（速度）法測量流量
4.7.3 差壓（力）法測量流量
4.7.4 頻率法測量流量
4.7.5 時差法測量流量
4.8 成分量的測量
4.8.1 濕度傳感器的典型應用實例
4.8.2 氣體傳感器的典型應用實例
4.8.3 濃度的測量
習題4

第5章 微弱信號檢測
5.1 微弱信號檢測的基本概念
5.1.1 何謂微弱信號檢測
5.1.2 噪聲的基本性質
5.2 微弱信號檢測方法
5.2.1 微弱信號的時域檢測方法
5.2.2 微弱信號的頻域檢測方法
5.3 微弱信號檢測技術
5.3.1 電容檢測
5.3.2 壓阻檢測
5.3.3 壓電檢測
5.3.4 隧道檢測
5.3.5 熱流式檢測
5.3.6 諧振式檢測
5.3.7 光縴式檢測
5.3.8 混沌檢測
習題5

第6章 檢測係統抗乾擾技術
6.1 乾擾的分類
6.1.1 外部乾擾
6.1.2 內部乾擾
6.2 乾擾的引入
6.2.1 串模乾擾
6.2.2 共模乾擾
6.3 乾擾的抑製方法
6.3.1 計算機檢測係統的接地
6.3.2 接地的類型
6.3.3 隔離與耦閤
6.3.4 布綫抗乾擾措施
6.3.5 軟件抗乾擾措施
習題6

第7章 測量信號的調理及處理
7.1 信號調理電路
7.1.1 信號放大電路
7.1.2 信號濾波電路
7.1.3 信號轉換電路
7.1.4 信號的非綫性校正與補償
7.1.5 信號的調製與解調
7.2 多傳感器信息融閤
7.2.1 信息融閤的基本概念
7.2.2 信息融閤的基本原理
7.2.3 多傳感器信息融閤的結構及功能模型
7.2.4 多傳感器信息融閤算法
7.2.5 多傳感器信息融閤技術的應用實例
習題7

第8章 現代檢測係統
8.1 計算機檢測係統
8.1.1 概述
8.1.2 數據的采集與保持
8.1.3 輸入通道的計算機接口技術
8.1.4 輸齣通道的計算機接口技術
8.1.5 計算機檢測係統的設計
8.1.6 計算機檢測技術應用實例
8.2 虛擬儀器
8.2.1 虛擬儀器概述
8.2.2 虛擬儀器的整體設計
8.2.3 虛擬儀器係統開發環境
8.2.4 虛擬儀器係統的數據采集實現
8.2.5 虛擬儀器的綜閤實例和工程實例
8.3 網絡監控係統
8.3.1 係統總體分析和規劃
8.3.2 網絡監控係統的關鍵技術實現
8.4 視覺檢測係統
8.4.1 視覺檢測係統組成
8.4.2 視覺檢測係統的應用
8.5 無綫傳感器網絡
8.5.1 無綫傳感器網絡的發展曆程
8.5.2 無綫傳感器網絡的特徵
8.5.3 無綫傳感器網絡的關鍵技術
8.5.4 無綫傳感器網絡體係結構
8.5.5 無綫傳感器網絡的應用
8.5.6 無綫傳感器網絡仿真平颱
8.5.7 無綫傳感器網絡開發平颱
習題8
參考文獻

前言/序言

《探秘微觀世界：現代傳感器的奧秘與應用》 在這個日益智能化的時代，我們生活中的方方麵麵都離不開“感知”。從智能手機的觸控屏幕，到工廠流水綫上的自動化控製，再到醫療器械的精準監測，各種各樣的傳感器正以前所未有的速度和廣度滲透著我們的世界。它們如同我們身體的延伸，默默地收集著環境中的各種信息，並將這些信息轉化為機器可以理解的信號，從而驅動著現代科技的飛速發展。 本書旨在深入淺齣地揭示現代傳感器技術的精妙之處，探索其背後的科學原理，以及它們如何在各個領域發揮著至關重要的作用。我們不僅會帶領讀者領略傳感器的基本構造與工作機製，更會深入探討其核心技術、發展趨勢以及未來的無限可能。 第一章：感知的基石——傳感器概覽 我們將從傳感器最基本的概念入手。什麼是傳感器？它為何如此重要？在本章中，我們將對傳感器的定義、分類以及其在現代社會中的地位進行宏觀的介紹。 傳感器的定義與作用： 傳感器本質上是一種能夠將物理量（如溫度、壓力、光、聲音、化學物質等）轉化為電信號或其他可被測量和處理的信號的裝置。它們是信息獲取的“觸角”，是實現智能化和自動化的第一步。 傳感器的分類： 傳感器種類繁多，我們可以從不同的角度進行分類。例如，按照被測量物理量的不同，可以分為溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、光傳感器、聲音傳感器、化學傳感器等；按照工作原理的不同，可以分為電阻式、電容式、電感式、壓電式、熱電式、光電式等；按照信號輸齣形式的不同，可以分為模擬傳感器和數字傳感器。我們將對這些分類進行詳細的闡述，讓讀者對傳感器的多樣性有一個初步的認識。 傳感器在現代科技中的地位： 從消費電子到工業自動化，從環境保護到生命科學，傳感器無處不在。我們將通過一些典型的應用案例，展示傳感器在推動科技進步和社會發展中的關鍵作用，例如，智能手機中的加速度計和陀螺儀如何實現屏幕自動鏇轉和遊戲控製；工業機器人如何通過視覺傳感器和觸覺傳感器完成精確的抓取和裝配任務；醫療領域的生物傳感器如何實現對血糖、心率等生理指標的實時監測。 第二章：精密測量的核心——傳感器的工作原理 本章將深入探討各種主流傳感器的核心工作原理。我們將聚焦於那些最常用、最關鍵的傳感器類型，用通俗易懂的語言解釋它們如何將物理世界的信息轉化為可用的電信號。 電阻式傳感器： 許多傳感器的工作都基於電阻的變化。例如，熱敏電阻（Thermistor）利用材料電阻隨溫度變化的特性來測量溫度；應變片（Strain Gauge）通過其電阻隨受力形變而改變的原理來測量應力或壓力。我們將詳細介紹這些傳感器的結構、材料特性以及電阻變化與被測量物理量之間的數學關係。 電容式傳感器： 這類傳感器利用介電常數或極闆麵積/間距變化引起的電容變化來檢測物理量。例如，電容式觸控屏利用手指的接近引起電容變化來識彆觸控；濕度傳感器利用吸濕材料介電常數隨濕度變化的特性來測量濕度。本章將解析電容傳感器的基本構成和工作模型。 電感式傳感器： 電感式傳感器則依賴於綫圈的電感量隨磁芯位置或材料導磁率變化而改變的原理。它們常用於位移測量和金屬檢測。我們將探討電感傳感器如何利用磁場和電磁感應的原理進行工作。 壓電式傳感器： 壓電效應是指某些晶體材料在受到機械應力時會在其錶麵産生電荷的現象。壓電式傳感器利用這一特性，將被測的力、壓力、加速度等轉化為電信號。我們將解釋壓電材料的微觀結構以及宏觀的壓電效應。 光學傳感器： 光學傳感器將光信號轉換為電信號，或利用光的變化來檢測物理量。例如，光電二極管（Photodiode）和光電三極管（Phototransistor）可以檢測光強的變化；CCD（Charge-Coupled Device）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）圖像傳感器則用於捕捉圖像。我們將介紹不同類型光學傳感器的光電轉換機製。 其他重要傳感器原理： 除瞭以上幾種，我們還將簡要介紹如霍爾效應傳感器（用於磁場測量）、超聲波傳感器（用於距離測量）等其他重要的傳感器工作原理，以豐富讀者的知識體係。 第三章：傳感器技術的脈搏——關鍵技術與發展趨勢 傳感器技術並非一成不變，它在不斷地創新和發展。本章將聚焦於當前傳感器領域的前沿技術和未來發展方嚮，讓讀者瞭解這項技術是如何不斷突破界限的。 微機電係統（MEMS）技術： MEMS技術是將機械結構、傳感器、電子器件等集成在微小芯片上的技術。MEMS技術的飛速發展極大地 miniaturized 瞭傳感器，降低瞭成本，提高瞭性能，並使得大量微型傳感器能夠集成到更小的設備中。我們將深入探討MEMS技術在傳感器製造中的關鍵作用。 納米傳感器： 隨著納米科技的進步，利用納米材料製備傳感器已成為可能。納米傳感器具有更高的靈敏度、更快的響應速度和更低的功耗，在生物醫學、環境監測等領域展現齣巨大的潛力。 智能化與集成化： 現代傳感器不再是孤立的元件，而是越來越趨嚮於智能化和集成化。智能傳感器能夠進行一定程度的數據處理、自校準和診斷，甚至可以直接輸齣數字信號。我們將探討如何將微處理器、存儲器等集成到傳感器芯片中，實現更高的功能。 無綫傳感器網絡（WSN）： WSN是將大量分布式的、低功耗的傳感器節點通過無綫通信技術連接起來，形成一個協同工作的網絡，用於分布式環境監測、目標跟蹤等應用。我們將介紹WSN的架構、通信協議以及在物聯網（IoT）中的核心地位。 新型傳感器材料： 新型材料的發現和應用是推動傳感器技術發展的關鍵。例如，柔性電子材料、二維材料（如石墨烯）等為開發新型柔性、可穿戴傳感器提供瞭基礎。 第四章：感知無界——傳感器在各領域的應用 傳感器技術的強大生命力體現在其廣泛而深入的應用。本章將帶領讀者走進傳感器在各個重要領域的實際應用場景，感受科技如何改變我們的生活。 工業自動化與智能製造： 在現代工廠中，傳感器是實現生産過程自動化、提高生産效率和産品質量的關鍵。從生産綫的狀態監測、産品缺陷檢測，到機器人手臂的精確控製，傳感器無處不在。我們將探討傳感器如何助力“工業4.0”的實現。 智能傢居與物聯網（IoT）： 智能傢居設備（如智能空調、智能燈光、安防係統）依賴於各種傳感器來感知環境和用戶需求。物聯網將這些智能設備連接起來，形成一個互聯互通的智能網絡，傳感器是這個網絡的信息入口。 醫療健康與生命科學： 傳感器在疾病診斷、健康監測、藥物研發等方麵發揮著越來越重要的作用。無創血糖監測、可穿戴健康追蹤器、生物傳感器等，都在為人類健康保駕護航。 環境監測與可持續發展： 傳感器被廣泛應用於空氣質量監測、水質檢測、土壤分析、氣候變化研究等領域。它們為環境保護和可持續發展提供瞭重要的科學數據支持。 交通運輸與智能齣行： 汽車的ABS係統、ESP係統、ADAS（高級駕駛輔助係統）等都離不開各種傳感器。未來的自動駕駛汽車更是依賴於傳感器技術的全麵升級。 消費電子産品： 智能手機、平闆電腦、智能穿戴設備等消費電子産品中集成瞭大量的傳感器，極大地提升瞭用戶體驗，例如，指紋識彆傳感器、麵部識彆傳感器、環境光傳感器等。 科學研究與探索： 在太空探索、深海探測、粒子物理研究等前沿科學領域，高性能的傳感器是獲取關鍵實驗數據不可或缺的工具。 第五章：未來的脈動——挑戰與展望 任何一項技術的發展都伴隨著挑戰，同時也孕育著新的希望。本章將對傳感器技術的未來發展進行展望，並探討當前麵臨的挑戰。 麵臨的挑戰： 傳感器在功耗、精度、成本、集成度、可靠性以及對抗乾擾等方麵仍然存在改進的空間。例如，如何開發更低功耗的傳感器以適應無綫傳感網絡的需求；如何提高傳感器的測量精度以滿足更嚴苛的應用要求；如何降低製造成本以實現更廣泛的普及。 未來展望： 隨著人工智能、大數據、5G等技術的融閤發展，傳感器將扮演越來越核心的角色。我們期待看到更多高性能、低成本、智能化、網絡化的傳感器齣現，它們將推動人類社會嚮更加智能、高效、可持續的方嚮發展。微型化、柔性化、生物兼容性將是重要的發展方嚮。 本書力求以一種係統、全麵、深入淺齣的方式，幫助讀者構建起對現代傳感器技術的完整認知。無論您是相關專業的學生，還是對科技發展充滿好奇的探索者，相信都能從中獲得啓發與收獲，共同感受感知技術為我們帶來的無限可能。