传感器与检测技术 9787115259714 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

基本信息

书名:传感器与检测技术

：32.00元

售价：21.8元,便宜10.2元,折扣68

作者:宋雪臣,单振清,郭永欣

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2011-11-01

ISBN：9787115259714

字数：395000

页码：245

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书从实用角度出发，主要介绍常用传感器的工作原理、外特性及基本应用电路，并介绍了选择和应用传感器的基本技能。全书共10章，主要内容包括：检测技术基础、力学量传感器及应用、几何量传感器及应用、温度量传感器及应用、环境量传感器及应用、光学量传感器及应用、磁学量传感器及应用、数字量传感器及应用、传感器选用与标定和抗干扰技术及微机接口技术。
传感器与检测技术是整个自动化技术中的重要基础，是一门理论与实践结合十分密切的技术基础课程，在整个机电一体化学科体系中占有非常重要的地位。
　　本书可作为高等职业教育机电一体化技术类、电子信息类等专业的教材，也可作为成人教育、职业培训的教材，还可作为生产技术管理人员及其他工程技术人员参考和自学用书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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传感器与检测技术 9787115259714 引言 在现代科技飞速发展的浪潮中，传感器与检测技术作为信息获取和处理的基础，其重要性日益凸显。从微观世界的量子现象到宏观世界的环境监测，从日常生活中的智能家居到工业生产中的自动化控制，无不渗透着传感器技术的应用。理解传感器的工作原理、掌握检测方法的精髓，并能根据实际需求设计、选择和应用合适的传感器系统，已成为当前和未来工程技术人员必备的核心能力。本书旨在深入浅出地剖析传感器与检测技术的原理、方法、应用及发展趋势，为读者构建一个全面而深刻的知识体系。 第一部分：传感器技术基础 第一章 传感器概述 本章将从传感器最基本的概念出发，阐述其在现代科学技术体系中的地位和作用。我们将探讨传感器的定义、分类方式（如按工作原理、按测量对象、按输出信号等），以及传感器在信息采集链条中的核心角色。同时，还将简要介绍传感器发展历程中的关键里程碑，以及未来传感器技术的发展方向，例如微型化、智能化、网络化和集成化等。理解传感器的本质及其发展脉络，是后续深入学习的基础。 第二章 传感器的基本原理 传感器的工作原理是其技术核心。本章将系统介绍各种常用传感器的工作原理，并进行归类分析。我们将重点讲解以下几类传感器的物理和化学基础： 力学传感器： 包括应变片式、压电式、电容式、电感式、磁致伸缩式等传感器，它们如何将机械量（如力、压力、位移、加速度、速度）转换为电信号。例如，应变片通过测量材料形变引起的电阻变化来反映受力情况；压电传感器则利用某些晶体在受压或受拉时产生电荷的压电效应。 热学传感器： 涉及热电偶、热敏电阻（NTC、PTC）、红外传感器、电阻温度计等。我们将深入分析它们基于热电效应、电阻温度特性、红外辐射等原理的工作机制。例如，热电偶通过测量两种不同金属结点之间的温差产生电压来测温；红外传感器则利用物体发射的红外辐射强度与温度之间的关系进行非接触式测温。 电学传感器： 包括电压、电流、电阻、电容、电感等参数的测量传感器，以及电磁场传感器。我们会讨论如何利用电学基本定律和器件特性实现对电信号的精确感知。 磁学传感器： 如霍尔效应传感器、磁阻传感器、磁致伸缩传感器等，它们如何利用磁场与材料的相互作用产生可测量的电信号。例如，霍尔效应传感器通过测量载流导体在磁场中产生的霍尔电压来感知磁场强度。 光学传感器： 涵盖光敏电阻、光电二极管、光电三极管、CCD/CMOS图像传感器、激光传感器等。本章将详细介绍光电转换原理、光强度、波长、偏振等信息的获取方式。例如，光敏电阻利用半导体材料的光电导效应，其电阻随光照强度变化而变化。 化学传感器： 聚焦于气体传感器、湿度传感器、pH传感器、生物传感器等，它们如何通过化学反应、电化学变化或生物识别机制来检测特定化学物质的浓度或存在。例如，金属氧化物气体传感器利用某些金属氧化物在接触特定气体时电阻发生变化的原理。 声学传感器： 包括麦克风、超声波传感器等，分析它们将声波信号转换为电信号的原理。 第三章 传感器信号处理与输出 传感器输出的原始信号往往需要经过一系列处理才能被后续系统使用。本章将重点介绍传感器信号的调理、放大、滤波、线性化以及模数转换（ADC）等关键环节。我们将深入探讨信号调理电路的设计原则，放大器的选择与应用，不同类型滤波器的作用（如低通、高通、带通滤波器），以及如何利用线性化技术补偿传感器的非线性输出。同时，还会详细介绍ADC的工作原理和技术指标，以及数字信号处理（DSP）在传感器应用中的重要性。 第四章 传感器误差分析与校准 任何测量过程都不可避免地存在误差。本章将对传感器误差进行系统性的分析，包括系统误差、随机误差、过失误差等。我们将学习如何评估误差的大小，并介绍提高测量精度的常用方法，如选择高精度传感器、优化测量环境、采用多点校准等。重点讲解传感器的校准方法，包括零点校准、量程校准和非线性校准，以及校准过程中的注意事项，以确保测量结果的准确性和可靠性。 第二部分：检测技术与系统设计 第五章 检测系统的组成与设计 一个完整的检测系统通常由传感器、信号调理电路、数据采集系统、数据处理与分析单元以及执行机构等部分组成。本章将深入讲解检测系统的基本组成模块，并详细阐述检测系统的设计流程和关键考虑因素。我们将从确定测量目标、选择合适的传感器、设计信号处理链路、选择数据采集硬件、开发软件算法等方面，系统性地指导读者如何构建一个满足特定需求的检测系统。 第六章 数据采集与处理技术 数据采集是检测系统的核心环节。本章将详细介绍各种数据采集硬件（如数据采集卡、嵌入式数据采集模块）的性能指标和选型方法。我们将探讨同步采集、异步采集、多通道采集等技术。在数据处理方面，我们将介绍数据预处理（如去噪、平滑）、特征提取、模式识别、统计分析以及基于机器学习的智能分析方法。重点关注如何从海量采集到的数据中提取有价值的信息。 第七章 传感器网络与物联网（IoT）中的应用 随着物联网概念的普及，传感器网络和相关技术已成为研究热点。本章将介绍传感器网络的架构、通信协议（如MQTT, CoAP）、数据传输方式以及分布式传感器系统的设计。重点阐述传感器在物联网场景下的具体应用，如智能家居、智慧城市、工业物联网（IIoT）、环境监测网络等，并分析其在数据共享、远程监控和协同感知等方面的优势。 第八章 智能传感器技术 智能传感器是集成了微处理器、存储器和通信接口的先进传感器。本章将探讨智能传感器的概念、特点、功能以及设计方法。我们将深入分析其在数据预处理、自诊断、自适应、信息融合以及实现局部智能等方面的能力。重点关注智能传感器在提高系统性能、降低系统复杂度和实现更高级别自动化应用中的作用。 第三部分：传感器与检测技术的应用领域 第九章 工业自动化与过程控制中的应用 在现代工业生产中，传感器是实现自动化和过程控制的“眼睛”和“触角”。本章将聚焦于传感器在工业领域的广泛应用，如温度、压力、流量、液位、物位、速度、位置、力等参数的检测，以及在机器人、数控机床、生产线监控、故障诊断等方面的应用。我们将结合具体工业场景，分析不同传感器在过程控制回路中的作用和优化方法。 第十章 环境监测与保护中的应用 环境监测是保障人类健康和可持续发展的重要环节。本章将深入探讨传感器在环境监测领域的应用，包括大气污染物（如CO, SO2, NOx, O3）监测、水质监测（如pH, DO, COD, BOD, 重金属）、土壤监测、噪声监测以及气象参数（如温度、湿度、风速、降雨量）的测量。我们将介绍相关的传感器技术和监测方法，以及如何构建集成的环境监测网络。 第十一章 医疗健康与生物医学工程中的应用 传感器在医疗健康领域的应用日益广泛，极大地推动了诊断、治疗和监护技术的发展。本章将重点介绍生物传感器、生理参数传感器（如心率、血压、血氧、体温）、医学影像传感器（如X射线探测器、MRI传感器）以及医疗诊断仪器中的传感器应用。我们将讨论生物医学信号的采集、处理与分析，以及可穿戴健康监测设备中的传感器技术。 第十二章 消费电子与智能设备中的应用 在消费电子领域，传感器已经成为智能手机、平板电脑、智能穿戴设备、智能家电等产品不可或缺的一部分。本章将介绍触摸传感器、光线传感器、距离传感器、加速度传感器、陀螺仪、磁力计、生物识别传感器（如指纹、面部识别）等在消费电子产品中的具体应用，以及它们如何提升用户体验和实现智能化功能。 第四部分：前沿技术与发展趋势 第十三章 传感器融合与信息融合 多传感器融合是一种通过组合来自不同传感器的数据，以获得比单个传感器更准确、更可靠或更全面的信息的技术。本章将深入探讨传感器融合的原理、方法和算法，如卡尔曼滤波、贝叶斯推断、基于证据的融合等。我们将分析信息融合在提高系统鲁棒性、扩展测量范围、实现协同感知等方面的优势，并结合自动驾驶、机器人导航等应用场景进行阐述。 第十四章 微纳机电器件（MEMS）与传感器 MEMS技术的发展极大地推动了微型传感器和微型执行器的研发。本章将介绍MEMS技术的基本原理、制造工艺以及在传感器领域的应用。我们将重点讲解基于MEMS技术的加速度计、陀螺仪、压力传感器、麦克风、光学传感器等，并分析其在小尺寸、低功耗、高集成度等方面的优势，以及在消费电子、汽车电子、航空航天等领域的应用前景。 第十五章 新型传感器技术与发展展望 本章将介绍近年来涌现出的新型传感器技术，如柔性传感器、可穿戴传感器、生物集成传感器、量子传感器、纳米传感器等。我们将探讨这些新兴技术的工作原理、潜在应用领域以及面临的挑战。最后，对传感器与检测技术的未来发展趋势进行展望，包括智能化、网络化、集成化、多功能化以及与人工智能、大数据等技术的深度融合。 结语 传感器与检测技术是一个充满活力和创新潜力的领域。本书力求为读者提供一个全面、系统、深入的学习平台，帮助您掌握传感器技术的核心知识，理解检测系统的设计原理，并能将所学知识应用于实际工程问题。希望本书能成为您在传感器与检测技术领域探索学习的宝贵伙伴。