9787121127236 传感器原理及应用 电子工业出版社 杨少春 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨少春 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121127236

商品编码：29425881156

包装：平装

出版时间：2011-01-01

基本信息

书名：传感器原理及应用

定价：23.00元

作者：杨少春

出版社：电子工业出版社

出版日期：2011-01-01

ISBN：9787121127236

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要介绍了常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用。主要介绍了力敏传感器、湿度传感器、温度传感器、气体传感器、光电传感器、磁敏传感器、微波和超声波传感器，以及传感器与微处理器接口电路。
　　本书共10个模块，除模块一介绍传感器的基本知识外，各模块均具有相对独立性，以便不同专业、不同学时的教学选用，参考学时为52~60学时。
　　本书由高职和有关企业的领导、专家组成教材编审委员会进行审定，突出高职教育的特点，注重实用技术，可作为应用电子技术、机电应用技术及工业自动化等相关专业高职、高专教材，也可供电大、职大等相关专业作为教材选用。

目录

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模块一 传感器的基本知识
　一、传感器的作用
　二、传感技术的特点
　三、传感器的发展趋势
　四、传感器需求与开发的重点方向
　五、传感器的定义与组成
　六、传感器的分类与特点
　七、传感器的基本特性
　阶段小结
　习题与思考题
模块二 力敏传感器及其应用
　课题一 力敏传感器的工作原理与分类
　　任务：电子秤的工作原理与设计
　　　一、力敏传感器概述
　　　二、电阻应变式传感器
　　　三、电感式传感器
　　　四、任务分析
　　　五、任务设计
　　　六、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
　课题二 压电传感器的转换原理
　　任务：压电式玻璃破碎报警器的设计
　　　一、压电传感器
　　　二、电容式传感器
　　　三、任务分析
　　　四、任务设计
　　　五、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
模块三 湿度传感器及其应用
　课题一 湿度传感器的分类及特性
　　任务：土壤湿度测量仪的设计
　　　一、湿度传感器概述
　　　二、湿度传感器的分类及工作原理
　　　三、任务分析
　　　四、任务设计
　　　五、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
　课题二 环境湿度控制
　　任务：房间湿度控制装置的设计
　　　一、环境湿度控制的方法
　　　二、任务分析
　　　三、任务设计
　　　四、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
模块四 温度传感器及其应用
　课题一 热敏材料的特性
　　任务：数字温度计的设计
　　　一、温度传感器概述
　　　二、热电阻及热敏电阻传感器
　　　三、热电偶传感器
　　　四、任务分析
　　　五、任务设计
　　　六、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
　课题二 集成温度传感器的工作原理
　　任务：空调温控部分的设计
　　　一、半导体PN结温度传感器
　　　二、集成温度传感器
　　　三、任务分析
　　　四、任务设计
　　　五、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
模块五 气体传感器及其应用
　课题 气体传感器的分类及特性
　　任务：自动控制排气扇和声光报警功能电路的设计
　　　一、气敏传感器概述
　　　二、半导体气体传感器
　　　三、常见气体传感器及其应用
　　　四、任务分析
　　　五、任务设计
　　　六、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
模块六 光电传感器及其应用
　课题一 光电效应与光电转换元件
　　任务：全自动声光控制电路的设计
　　　一、光电传感器概述
　　　二、光电效应
　　　三、光电转换元件
　　　四、任务分析
　　　五、任务设计
　　　六、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
　课题二 红外传感器工作原理
　　　任务1：自动水龙头电路的设计
　　　任务2：红外线监控发射、接收电路原理图的分析
　　　一、红外传感器概述
　　　二、光纤传感器
　　　三、任务1分析
　　　四、任务1设计
　　　五、任务1实现
　　　六、任务2分析
　　　七、任务2设计
　　　八、任务2实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
　课题三 CCD图像传感器的工作原理
　　任务：数码相机工作原理分析
　　　一、CCD图像传感器
　　　二、任务分析
　　　三、任务设计
　　　四、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
模块七 磁敏传感器及其应用
　课题一 霍尔元件的工作原理
　　任务：自动供水装置电路的设计
　　　一、磁敏传感器概述
　　　二、霍尔传感器
　　　三、任务分析
　　　四、任务设计
　　　五、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
　课题二 其他磁敏器件
　　任务：自动统计钢球生产个数装置电路的设计
　　　一、磁敏电阻
　　　二、磁敏二极管与磁敏三极管
　　　三、任务分析
　　　四、任务设计
　　　五、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
模块八 微波和超声波传感器及其应用
　课题一 微波传感器
　　任务：RTMS——远程交通微波传感器应用分析
　　　一、微波传感器概述
　　　二、微波传感器及其分类
　　　三、微波传感器的优点与存在问题
　　　四、任务分析
　　　五、任务设计
　　　六、任务实现
　课题二 超声波传感器
　　任务：超声波移动物体探测器应用分析
　　　一、超声波传感器的原理
　　　二、超声波传感器的应用
　　　三、任务分析
　　　四、任务设计
　　　五、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
模块九 传感器与微处理器接口电路
　课题 传感器输出信号的检测电路
　　任务：多路参数巡回检测系统的设计
　　　一、接口电路概述
　　　二、传感器输出信号的特点
　　　三、传感器输出信号的检测电路
　　　四、传感器与微型计算机的连接
　　　五、任务分析
　　　六、任务设计
　　　七、任务实现
　　阶段小结
　　习题与思考题
模块十 传感器新技术应用
　课题一 生物传感器
　　任务：生物传感器应用实例分析
　　　一、生物传感器的工作原理
　　　二、生物敏感膜
　　　三、生物传感器的特点
　　　四、生物传感器的分类
　　　五、生物传感器主要应用领域
　　　六、几种主要的生物传感器
　　　七、生物芯片
　　　八、任务分析
　　　九、任务设计
　　　十、任务实现
　课题二 机器人传感器
　　任务：机器人传感器应用实例分析
　　　一、机器人传感器概述
　　　二、机器人传感器的特点
　　　三、机器人传感器的分类
　　　四、任务分析
　　　五、任务设计
　　　六、任务实现
　课题三 汽车用传感器
　　任务：磁电式汽车轮速传感器实例分析
　　　一、汽车常用传感器的分类及工作原理
　　　二、任务分析
　　　三、任务设计
　　　四、任务实现
　课题四 超导传感器简介
　　　一、超导红外传感器
　　　二、超导微波传感器
　课题五 液晶传感器简介
　　　一、液晶及其性质
　　　二、液晶电磁场传感器
　　　三、液晶电压传感器
　　　四、液晶超声波传感器
　　阶段小结
　　习题与思考题
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《微纳机电系统（MEMS）与集成传感技术》 内容简介 本书深入探讨了微纳机电系统（MEMS）的原理、设计、制造工艺以及其在各类集成传感技术中的广泛应用。MEMS技术作为连接微观世界与宏观功能世界的桥梁，已经深刻地改变了现代电子、医疗、通信、汽车、航空航天等众多领域。本书旨在为读者提供一个全面而系统的视角，理解MEMS器件的工作机制，掌握集成传感器的设计与实现方法，并了解其前沿发展趋势。 第一部分：MEMS基础理论与核心器件 第一章：MEMS技术概览 本章将追溯MEMS技术的发展历程，从最初的微型机械开关到如今的复杂集成系统。我们将介绍MEMS的基本概念，包括微型化、集成化和智能化等关键特征，并阐述其相对于传统技术在尺寸、功耗、成本和性能上的优势。同时，本章还将对MEMS产业链进行梳理，包括设计、制造、封装和测试等环节，帮助读者建立对整个技术生态的认知。 第二章：MEMS材料与微加工技术 MEMS器件的性能高度依赖于所使用的材料和加工工艺。本章将详细介绍MEMS常用的材料，如硅、石英、聚合物和金属等，分析它们的物理、化学和机械特性，以及在不同应用场景下的适用性。接着，我们将深入探讨微加工技术，包括： 体硅加工（Bulk Micromachining）： 介绍湿法刻蚀（如KOH、TMAH刻蚀）和干法刻蚀（如RIE、DRIE）等关键工艺，以及如何利用它们制造深沟槽、薄膜和悬空结构。 表面硅加工（Surface Micromachining）： 重点讲解多层薄膜沉积、光刻、刻蚀和牺牲层去除等工艺流程，以及如何构建复杂的梁、桥、齿轮等微结构。 LIGA工艺（Lithographie,Galvanoformung,Abformung）： 阐述X射线光刻、电镀和注塑成型等步骤，以及其在制造高深宽比结构方面的独特优势。 其他微纳加工技术： 简要介绍压电效应、磁致伸缩效应、表面声波（SAW）技术、微注塑、3D打印等新兴加工技术，为读者提供更广阔的视野。 第三章：MEMS传感器基本原理 本章将聚焦于MEMS传感器的核心工作原理，重点讲解几种最常见的传感机制： 压阻效应（Piezoresistivity）： 详细分析半导体材料中的压阻效应，以及如何通过设计应力敏感区域和惠斯通电桥来构建高灵敏度的压力、加速度和力传感器。 压电效应（Piezoelectricity）： 介绍压电材料（如PZT、PVDF）在受力时产生电荷，或在电场作用下发生形变的特性。讲解基于压电效应的加速度计、麦克风、力传感器和超声换能器的工作原理。 电容效应（Capacitive Sensing）： 阐述通过测量微小位移引起的电容变化来检测物理量的原理。重点介绍可变电容式传感器在压力、湿度、加速度和位置检测中的应用，并讨论如何优化电极结构和提高灵敏度。 谐振效应（Resonant Sensing）： 讲解微谐振器（如微悬臂梁、微音叉）的固有频率与外界物理量的关系，以及如何通过精确测量频率变化来提高传感器的精度和稳定性。 光学传感原理： 简要介绍MEMS在光路切换、微镜阵列、光调制等方面的应用，以及如何结合光学原理实现特定传感功能。 第四章：MEMS执行器 MEMS执行器是MEMS系统中实现运动和功能的核心部件。本章将介绍几种主要的MEMS执行器类型： 静电驱动执行器（Electrostatic Actuators）： 详细讲解梳齿驱动、梁式驱动、平行板驱动等结构，以及它们在微镜、微阀、微泵中的应用。 压电驱动执行器（Piezoelectric Actuators）： 介绍压电材料在电场作用下产生的形变，以及如何用于微位移台、微喷墨打印头和微阀等。 热驱动执行器（Thermal Actuators）： 分析双金属片效应、 the moiré pattern effect and the bimetallic strip effect，以及其在微阀、微继电器和微加热器中的应用。 磁驱动执行器（Magnetic Actuators）： 介绍利用磁场驱动微型物体，例如微型马达和微机械臂。 第二部分：MEMS传感器及其集成应用 第五章：MEMS惯性传感器 惯性传感器是MEMS技术最成功的应用领域之一。本章将深入剖析： MEMS加速度计： 详细讲解微悬臂梁式、质量块式等主流结构，以及如何通过优化设计实现单轴、三轴加速度测量。讨论其在导航、姿态控制、运动监测和安全气囊等领域的应用。 MEMS陀螺仪： 介绍振动陀螺（如科里奥利力式陀螺）的工作原理，分析其结构设计和误差来源。阐述其在车辆稳定系统、无人机和虚拟现实设备中的作用。 MEMS组合惯性传感器： 讲解如何将加速度计和陀螺仪集成，以提供更精确的姿态和运动信息，例如用于惯性导航系统（INS）。 第六章：MEMS压力传感器 压力传感器在工业自动化、环境监测和医疗设备中扮演着关键角色。本章将： MEMS压力传感器结构与原理： 详细分析基于压阻效应和电容效应的压力传感器结构，如膜片式、应力集中式等。 不同压力类型传感器： 讲解绝压、差压和表压传感器的设计与应用。 应用实例： 介绍其在轮胎压力监测系统（TPMS）、高度计、血压计和呼吸机等设备中的应用。 第七章：MEMS微流控芯片与生物传感器 微流控技术在生命科学、化学分析和医疗诊断领域带来了革命性的变化。本章将： 微流控芯片设计与制造： 讲解微通道、微阀、微泵等基本组件的设计原则和制造工艺。 MEMS生物传感器： 介绍如何将MEMS技术与生物识别元件（如抗体、DNA探针）结合，实现对特定生物分子的灵敏检测。 应用场景： 探讨其在DNA测序、疾病诊断、药物筛选和化学反应控制等方面的潜力。 第八章：MEMS射频（RF）与通信应用 MEMS技术在射频和通信领域也展现出巨大潜力，能够实现高性能、低功耗的器件。本章将： MEMS射频开关： 介绍其工作原理、结构类型（如悬臂梁式、桥式）和性能优势（如低插损、高隔离度）。 MEMS谐振器（RF Resonators）： 讲解其作为滤波器、振荡器和频率选择元件的应用，以及相较于传统LC滤波器的优势。 MEMS天线： 探讨可重构天线的设计和应用。 在5G通信、物联网（IoT）中的应用前景。 第九章：MEMS在汽车电子、消费电子与医疗领域的应用 本章将选取几个典型领域，深入分析MEMS技术的实际应用： 汽车电子： 讲解MEMS在安全气囊、电子稳定控制（ESC）、发动机管理、自动驾驶传感器（如激光雷达中的微镜）等方面的广泛应用。 消费电子： 探讨MEMS在智能手机（如陀螺仪、麦克风、扬声器）、平板电脑、可穿戴设备（如健身追踪器）中的作用。 医疗领域： 介绍MEMS在微型化医疗器械、诊断设备（如血糖仪、体外诊断芯片）、药物输送系统和植入式传感器中的应用。 第三部分：MEMS技术的挑战与未来发展 第十章：MEMS器件的封装与可靠性 MEMS器件的性能和寿命很大程度上取决于其封装技术。本章将： MEMS封装的挑战： 分析MEMS器件对环境的敏感性、集成挑战以及如何实现与集成电路的兼容封装。 封装技术： 介绍常用的封装方法，如引线键合、倒装焊、玻璃封接、晶圆级封装（WLP）等。 可靠性与失效分析： 讨论MEMS器件在长期使用中可能遇到的可靠性问题，如沾污、应力退化、材料疲劳等，以及相应的分析与改进方法。 第十一章：MEMS技术的未来发展趋势 本章将展望MEMS技术的未来发展方向： 纳米机电系统（NEMS）： 介绍NEMS的概念、挑战和潜在应用，如单分子检测、量子信息处理等。 集成化与系统级封装（SiP）： 探讨MEMS器件与ASIC、FPGA等集成电路的高密度集成，以及系统级解决方案的发展。 人工智能（AI）与MEMS的结合： 分析如何利用AI算法优化MEMS设计、提高传感器性能和实现智能感知。 新兴应用领域： 预测MEMS在智能制造、智慧农业、环境监测、健康监测和生物医学工程等领域的更广泛应用。 可持续发展与绿色MEMS： 探讨MEMS技术在环保材料、节能工艺和可持续能源领域的潜力。 本书内容全面，既有扎实的理论基础，又有丰富的工程实践和前沿展望，适合电子信息、机械工程、材料科学、自动化等相关专业的学生、研究人员及工程师阅读。通过学习本书，读者将能够深入理解MEMS技术的核心概念，掌握MEMS传感器的设计与应用方法，并为MEMS技术的未来发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《传感器原理及应用》，我最直观的感受就是它的内容深度。从目录来看，它涵盖了从传感器的基本概念、分类、工作原理，到各种具体传感器的详细介绍，再到它们在不同领域的应用案例。我特别关注了关于光电传感器、温度传感器、压力传感器等基础类型传感器的原理讲解，觉得作者在这方面下了很大的功夫，用图文并茂的方式，将抽象的物理和化学原理变得易于理解。不仅仅是理论的阐述，书里还穿插了大量的实际应用案例，比如在智能手机中的指纹传感器、在汽车领域的各种传感器，以及在工业生产线上的应用。这些案例让我看到了传感器是如何赋能现代科技的，也激发了我对未来传感器技术发展的想象。而且，这本书的结构安排也很有条理，逻辑清晰，从宏观到微观，从原理到实践，层层递进，非常适合我这种希望系统学习传感器知识的读者。我甚至觉得，即使没有相关的专业背景，只要认真阅读，也能从中受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

从一个初学者的角度来看，这本书的优点在于其内容的系统性和前瞻性。它不仅仅局限于介绍当前已经成熟的传感器技术，还对一些新兴的传感器领域进行了初步的探索和展望。在阅读过程中，我发现作者在讲解基本原理的同时，也融入了一些关于未来传感器发展趋势的思考，比如在微机电系统（MEMS）传感器、生物传感器等方面的介绍，让我对这个领域未来的发展方向有了一个初步的认识。同时，这本书的排版和图示也做得相当出色，清晰易懂的图表能够有效地辅助理解文字内容，使得学习过程更加高效。我尤其喜欢书中提供的各种拓展阅读和参考资料的建议，这为我进一步深入研究提供了很好的指引。虽然有些内容对于初学者来说可能稍显晦涩，但我相信通过反复研读和实践，一定能够逐步掌握。这本书为我打下了一个坚实的基础，让我对接下来的学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我购买这本书的初衷，是为了解决我在项目开发中遇到的一个技术难题。我当时对某一个特定的传感器类型不太了解，急需找到一个能够提供详实原理和应用指南的参考资料。翻阅了市面上不少同类书籍后，我最终选择了这本《传感器原理及应用》。这本书的内容确实没有让我失望。它在介绍各种传感器时，不仅详细阐述了其物理学基础和工作机制，还提供了大量的电路设计和参数选择的建议，这对于工程师来说是非常宝贵的。我特别喜欢书中关于信号处理和干扰抑制的部分，这对于实际应用中的传感器性能优化至关重要。而且，书中还列举了一些常见的传感器故障排除方法，这在实际工作中可以节省大量的时间和精力。总而言之，这本书不仅是一个知识的宝库，更是一个解决实际问题的得力助手，我从中获得的启发和帮助，远远超出了我最初的预期。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，没有过多花哨的装饰，一本厚实的科技类书籍，拿在手里沉甸甸的，预示着内容的扎实。我当初选择它，很大程度上是被书名吸引，“传感器原理及应用”，这两个词在我看来，几乎涵盖了现代科技领域最基础也是最核心的部分。无论是物联网的兴起，智能家居的普及，还是工业自动化、医疗检测的飞速发展，都离不开传感器这个“眼睛”和“触角”。这本书的出版信息很明确，是电子工业出版社出版，杨少春老师编著，这让我对接下来的阅读充满了期待。我希望它能为我打开一扇深入了解传感器世界的大门，让我不仅仅停留在“知道有传感器”的层面，更能理解其工作机制、种类繁多以及在不同场景下的具体应用。尤其对于“原理”二字，我更加看重，因为只有深入理解了原理，才能更好地把握其“应用”的精髓，也才能在面对新的技术挑战时，触类旁通，举一反三。这本书的厚度也让我觉得内容一定很丰富，不至于浅尝辄止，希望能从中获得系统性的知识，并且能够应用到我的学习或工作中去。

评分☆☆☆☆☆

这本书的风格给我一种“大道至简”的感觉。虽然主题是“传感器原理及应用”，听起来可能比较专业和枯燥，但实际阅读下来，却发现作者的写作方式非常平实且引人入胜。作者在解释复杂的物理概念时，常常会用一些生动形象的比喻，或者从生活中常见的现象出发，让我能够更容易地理解传感器的核心工作方式。例如，在讲解压电效应时，作者并没有直接抛出复杂的公式，而是通过一个简单的挤压效应的例子，来阐述其背后的原理。这种方式极大地降低了阅读门槛，也让整个学习过程变得轻松愉快。更重要的是，书中的案例分析都非常贴近实际，比如在介绍霍尔传感器时，就详细讲解了它在无刷直流电机中的应用，以及如何通过霍尔传感器实现转速和方向的检测。这些具体的应用场景，让我真切地感受到了传感器在现代科技中的重要作用，也让我对未来的技术创新有了更深的认识。