传感器与检测技术(第二版) 陈杰,黄鸿 9787040299496 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

陈杰，黄鸿 著

图书标签:

• 传感器
• 检测技术
• 电子技术
• 自动化
• 仪器仪表
• 物理学
• 工程技术
• 陈杰
• 黄鸿
• 高等教育

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040299496

商品编码：29572668918

包装：平装-胶订

出版时间：2018-03-01

基本信息

书名：传感器与检测技术(第二版)

定价：49.50元

作者：陈杰,黄鸿

出版社：高等教育出版社

出版日期：2018-03-01

ISBN：9787040299496

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

《传感器与检测技术（第二版）》系统地论述了各种传感器的基本原理、基本特性、信号调节电路、设计原理以及它们在电量和非电量检测系统中的应用。
　　全书共17章，分三大部分，*部分为传感器，第二部分为检测技术，第三部分为实验。第0章介绍传感器与检测技术的基本概念；章介绍传感器的特性；第2章到1章描述当前使用较多的几类传感器，如电阻式、电感式、电容式、磁电式、压电式、光电式、热电式、核辐射传感器及生物传感器的基本原理和设计知识，并对集成智能传感器作了介绍；2章和3章介绍传感器的标定方法和传感器可靠性技术；4章是检测技术基础，介绍了数据的检测及处理方法；5章介绍了多传感器信息融合技术；6章介绍的是现代检测系统，使读者对传感器与检测技术的现状和未来发展有全面的了解；7章为实验部分，旨在提高读者理论联系实际和动手的能力。并附有习题、思考题和实验。
　　《传感器与检测技术（第二版）》取材新颖，内容丰富，广深兼顾，以适应不同层次对象使用，可作为检测技术、自动控制、仪器仪表及各种机电类专业的本科生、大专生及研究生教材，也可供有关工程技术人员使用参考。

目录

---

0 传感器与检测技术概念
0．1 传感器的组成与分类
0．1．1 传感器的定义
0．1．2 传感器的组成
0．1．3 传感器的分类
0．2 传感器的作用与地位
0．3 传感器技术的发展动向
0．4 检测技术的定义
0．5 检测技术的作用

1 传感器的特性
1．1 传感器的静态特性
1．1．1 线性度
1．1．2 迟滞
1．1．3 重复性
1．1．4 灵敏度与灵敏度误差
1．1．5 分辨率与阈值
1．1．6 稳定性
1．1．7 温度稳定性
1．1．8 多种抗干扰能力
1．1．9 静态误差
1．2 传感器的动态特性
1．2．1 动态特性的数学描述
1．2．2 线性系统的传递函数
1．2．3 传感器的动态特性指标
1．2．4 动态响应分析的基本方法
1．2．5 典型环节的动态响应特性

2 电阻式传感器
2．1 电位器式电阻传感器
2．1．1 线性电位器
2．1．2 非线性电位器
2．1．3 负载特性与负载误差
2．1．4 电位器的结构与材料
2．1．5 电位器式传感器应用举例
2．2 应变片式电阻传感器
2．2．1 电阻应变片的工作原理
2．2．2 金属电阻应变片主要特性
2．2．3 温度误差及其补偿
2．2．4 应变片式电阻传感器的测量电路
2．2．5 应变片式电阻传感器的应用举例

3 电感式传感器
3．1 自感式传感器
3．1．1 作原理
3．1．2 灵敏度及非线性
3．1．3 等效电路
3．1．4 转换电路
3．1．5 零点残余电压
3．1．6 自感式传感器的特点及应用
3．2 变压器式传感器
3．2．1．7 作原理
3．2．2 等效电路及其特性
3．2．3 差分变压器式传感器的测量电路
3．2．4 零点残余电压的补偿
3．2．5 变压器式传感器的应用举例
3．3 涡流式传感器
3．3．1 工作原理
3．3．2 转换电路
3．3．3 涡流式传感器的特点及应用
3．4 压磁式传感器
3．4．1 工作原理
3．4．2 结构形式

4 电容式传感器
4．1 电容式传感器的工作原理及类型
4．1．1 工作原理
4．1．2 类型
4．2 电容式传感器的灵敏度及非线性
4．3 电容式传感器的特点及等效电路
4．3．1 特点
4．3．2 等效电路
4．4 电容式传感器的设计要点
4．4．1 保护绝缘材料的绝缘性能
4．4．2 消除和减小边缘效应
4．4．3 消除和减小寄生电容的影响
4．4．4 防止和减小外界干扰
4．5 电容式传感器的转换电路
4．5．1 调制型电路
4．5．2 脉冲型电路
4．6 电容式传感器的应用举例
4．6．1 差分式电容压力传感器
4．6．2 电容式加速度传感器
4．6．3 电容式料位传感器
4．6．4 电容式位移传感器

5 磁电式传感器
5．1 磁电感应式传感器
5．1．1 工作原理和结构类型
5．1．2 动态特性分析
5．1．3 测量电路
5．1．4 磁电感应式传感器应用举例
5．2 霍尔式传感器
5．2．1 霍尔效应和霍尔元件材料
5．2．2 霍尔元件构造及测量电路
5．2．3 霍尔元件的主要技术指标
5．2．4 霍尔元件的补偿电路
5．2．5 霍尔式传感器的应用举例

6 压电式传感器
6．1 压电效应
6．1．1 石英晶体的压电效应
6．1．2 压电陶瓷的压电效应
6．1．3 高分子材料的压电效应
6．1．4 压电方程与压电常数
6．2 压电材料
6．3 等效电路
6．4 测量电路
6．4．1 电压放大器
6．4．2 电荷放大器
6．5 压电式传感器的应用举例
6．5．1 压电式测力传感器
6．5．2 压电式加速度传感器
6．6 影响压电式传感器精度的因素分析
6．6．1 非线性
6．6．2 横向灵敏度
6．6．3 环境温度的影响
6．6．4 湿度的影响
6．6．5 电缆噪声
6．6．6 接地回路噪声

7 光电式传感器
7．1 光电效应
7．1．1 外光电效应
7．1．2 内光电效应
7．1．3 光生伏特效应
7．2 光电器件及其特性
7．2．1 光电管与光电倍增管
7．2．2 光敏电阻
7．2．3 光敏二极管及光敏三极管
7．2．4 光电池
7．2．5 半导体光电元件的特性
7．3 光电式传感器的测量电路
7．3．1 光源
7．3．2 测量电路
7．4 光电传感器及其应用
7．4．1 模拟式光电传感器
7．4．2 脉冲式光电传感器
7．5 光纤传感器
7．5．1 光导纤维
7．5．2 光纤传感器的工作原理
7．6 电荷耦合器件（CCD）
7．6．1 CCD的工作原理
7．6．2 CCD应用举例
7．7 光栅式传感器
7．7．1 基本工作原理
7．7．2 莫尔条纹
7．7．3 辨向原理和细分电路
7．8 激光式传感器
7．8．1 激光干涉仪测位移
7．8．2 激光测长度原理

8 热电式传感器
8．1 热电阻
8．1．1 热电阻的材料及工作原理
8．I．2 测量电路
8．2 热电偶
8．2．1 热电效应
8．2．2 热电偶基本定律
8．2．3 热电偶材料及常用热电偶
8．2．4 热电偶测温线路
8．2．5 热电偶参考端温度
8．3 热敏电阻
8．3．1 热敏电阻的主要特性
8．3．2 热敏电阻的特性线性化
8．3．3 热敏电阻的应用举例

9 核辐射传感器
9．1 核辐射的基本特性
9．1．1 核辐射的特性
9．1．2 测量中常用的同位素
9．2 核辐射传感器
9．2．1 电离室
9．2．2 气体放电计数管
9．3 核辐射传感器的应用举例
9．4 放射性辐射的防护

10 生物传感器
10．1 概述
10．1．1 生物传感器基本结构
10．1．2 生物传感器的类型
10．1．3 生物传感器的优点
10．1．4 生物传感器的固定化技术
10．2 电化学DNA传感器
10．2．1 电化学DNA传感器原理
10．2．2 DNA在固体电极上的固定
10．2．3 电化学．DNA传感器中的标识物
10．2．4 电化学：DNA传感器的应用
10．3 半导体生物传感器
10．3．1 原理与特点
10．3．2 生物场效应晶体管结构类型
10．3．3 应用研究实例

11 集成智能传感器
11．1 单片集成化智能传感器
11．1．1 智能传感器的基本特点
11．1．2 智能传感器的发展趋势及应用
11．1．3 单片智能传感器主要产品的分类
11．2 网络化智能压力传感器
11．2．1 PFT、PPTR系列网络化智能压力传感器的工作原理
11．2．2 PFT系列网络化智能压力传感器的典型应用
11．3 单片指纹传感器
11．3．1 生物识别技术的发展概况
11．3．2 指纹识别的基本原理
11．3．3 FCD4814／A1-77C101B型指纹传感器
11．4 特种集成传感器
11．4．1 LM1042型集成液位传感器
11．4．2 MC系列烟雾检测报警集成电路

12 传感器的标定
12．1 传感器的静态特性标定
12．1．1 静态标准条件
12．1．2 标定仪器设备精度等级的确定
12．1．3 静态特性标定的方法
12．2 传感器的动态特性标定
12．3 测振传感器的标定
12．3．1 标定法
12．3．2 比较标定法
12．4 压力传感器的标定
12．4．1 动态标定压力源
12．4．2 激波管标定法

13 传感器可靠性技术
13．1 可靠性技术基础概述
13．1．1 可靠性技术定义及其特点
13．1．2 可靠性技术的基本特征量
13．2 可靠性设计
13．2．1 可靠性设计的重要性
13．2．2 可靠性设计程序和原则
13．2．3 系统的可靠性框图模型及计算
13．3 可靠性管理
13．3．1 可靠性管理的意义及特点
13．3．2 可靠性管理机构和职责
13．3．3 可靠性标准、情报与保证
13．3．4 可靠性管理的实施
13．4 可靠性试验
13．4．1 传感器环境试验概述
13．4．2 传感器的可靠性试验实例
13．5 敏感元件及传感器的失效分析
13．5．1 概述
13．5．2 分析方法

14 检测技术基础
14．1 检测技术概述
14．2 测量方法
14．2．1 直接测量、间接测量和联立测量
14．2．2 偏差式测量、零位式测量和微差式测量
14．3 测量系统
14．3．1 测量系统的构成
14．3．2 主动式测量系统与被动式测量系统
14．3．3 开环式测量系统与闭环式测量系统
14．4 测量数据处理方法
14．4．1 静态测量数据的处理方法
14．4．2 动态测量数据的处理方法

15 多传感器信息融合技术
15．1 概述
15．1．1 概念
15．1．2 意义及应用
15．2 传感器信息融合的分类和结构
15．2．1 传感器信息融合的分类
15．2．2 信息融合的结构
15．2．3 信息融合系统结构的实例
15．3 传感器信息融合的一般方法
15．3．1 嵌入约束法
15．3．2 证据组合法
15．3．3 人工神经网络法
15．4 传感器信息融合的实例
15．4．1 机器人中的传感器信息融合
15．4．2 舰船上的传感器信息融合

16 现代检测系统
16．1 计算机检测系统的基本组成
16．1．1 多路模拟开关
16．1．2 A／D转换与D／A转换
16．1．3 取样保持
16．2 总线技术
16．2．1 总线的基本概念及其标准化
16．2．2 总线的通信方式
16．2．3 测控系统内部总线
16．2．4 测控系统外部总线
16．3 虚拟仪器
16．3．1 虚拟仪器的出现
16．3．2 虚拟仪器的硬件系统
16．3．3 虚拟仪器的软件系统
16．3．4 虚拟仪器的发展趋势
16．4 网络化检测仪器
16．4．1 基于现场总线技术的网络化测控系统
16．4．2 面向Inter网络测控系统
16．4．3 网络化检测仪器与系统实例
16．4．4 无线传感器网络测控系统

17 传感器与检测技术实验
17．1 温度传感器实验
17．1．1 铂热电阻实验
17．1．2 温度变送器实验
17．1．3 热电偶测温实验
17．1．4 热电偶标定实验
17．1．5 PN结温敏二极管实验
17．1．6 半导体热敏电阻实验
17．1．7 集成温度传感器
17．2 电涡流传感器实验
17．2．1 电涡流传感器静态标定
17．2．2 被测材料对电涡流传感器特性的影响
17．2．3 电涡流传感器振幅测量
17．2．4 涡流传感器测转速实验
17．2．5 综合传感器——力平衡式传感器实验
17．3 半导体传感器实验
17．3．1 湿敏传感器——湿敏电容实验
17．3．2 湿敏传感器——湿敏电阻实验
17．3．3 气敏传感器演示实验
17．4 光电传感器实验
17．4．1 光敏电阻实验
17．4．2 光敏电阻的应用——暗光亮灯电路
17．4．3 光敏二极管特性实验
17．4．4 光敏三极管特性测试
17．4．5 光敏三极管对不同光谱的响应
17．4．6 光电开关（红外发光管与光敏三极管）
17．4．7 光电传感器——热释电红外传感器性能实验
17．4．8 红外光敏管应用——红外检测
17．4．9 光电池特性测试
17．4．10 光纤位移传感器原理
17．4．11 光纤传感器——位移测试
17．4．12 光纤传感器应用——测温传感器
17．4．13 光纤传感器——动态测量
17．4．14 光栅衍射实验——光栅距的测定
17．4．15 光栅传感器——衍射演示及测距实验
17．4．16 电荷耦合图像传感器——CCD摄像法测径实验
附录 习题与思考题
参考文献

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《智能传感器原理与应用》 前言 在当今科技飞速发展的时代，传感器作为信息获取的“眼睛”和“耳朵”，在几乎所有领域都扮演着至关重要的角色。从日常生活的智能家居、可穿戴设备，到工业生产的自动化控制、环境监测，再到医疗健康领域的生理参数检测，以及航天航空、国防军事等高精尖技术，传感器无处不在，是实现智能化、数字化的基础。 《智能传感器原理与应用》一书，旨在为读者提供一个全面、深入、系统的智能传感器知识体系。本书不仅涵盖了传感器的基本原理、分类、性能指标等基础概念，更侧重于智能传感器的发展趋势、核心技术、关键材料以及在各个领域的创新应用。我们希望通过本书的讲解，让读者能够深刻理解智能传感器的工作机制，掌握其设计、选型和应用的关键要素，并能洞察其未来的发展方向。 本书的编写力求理论联系实际，既有严谨的科学论述，又不乏生动的实例分析。我们希望本书能够成为广大工程技术人员、科研工作者、高等院校师生以及对智能传感器技术感兴趣的读者的得力助手。 第一章 绪论 1.1 传感器概述 传感器是能够感受、测量和识别特定物理量或化学量的装置，并将其转换成可被处理的信号。从最基本的温度计、压力计，到复杂的生物传感器、光学传感器，传感器技术的发展深刻地影响了人类对世界的认知和改造能力。 1.2 传感器的发展历程 传感器的发展经历了从单一、离散的测量仪器，到集成化、智能化、网络化的演进过程。早期传感器多为机械式或模拟式，精度和性能有限。随着电子技术、半导体技术、微机电系统（MEMS）技术的进步，传感器逐渐小型化、高精度化、多功能化，并开始具备一定的“智能”——能够对采集到的信号进行初步的处理和分析。 1.3 智能传感器的概念与特征 智能传感器是指将传感器与微处理器、存储器、通信接口等集成在一起，能够对被测信号进行数字化、智能化处理的传感器。其核心特征包括： 数字化: 将模拟信号转换为数字信号，便于传输、存储和处理。 智能化: 能够对采集到的数据进行校准、补偿、滤波、诊断、识别等处理。 集成化: 将传感元件、信号调理电路、微处理器、通信接口等集成在同一芯片或模块中，实现小型化、低功耗。 自适应性: 能够根据环境变化和被测对象的特性，自动调整测量参数，优化测量结果。 网络化: 能够通过各种通信接口（如SPI, I2C, UART, USB, 无线通信等）与其他设备或系统进行信息交互。 1.4 智能传感器的分类 智能传感器可以根据其工作原理、被测对象、应用领域等进行多种分类。 按工作原理分类: 压阻式: 利用材料在应力作用下电阻率变化的原理。 电容式: 利用介电常数或极板间距变化引起电容变化的原理。 电感式: 利用磁芯饱和或气隙变化引起电感变化的原理。 压电式: 利用晶体在受力时产生电荷的压电效应。 半导体式: 利用半导体材料在外界激励下电学特性变化的原理（如霍尔效应、光电导效应、热电效应等）。 光学式: 利用光信号的反射、折射、吸收、散射等变化的原理。 化学式: 利用化学反应或物理吸附引起电信号变化的原理。 按被测对象分类: 物理量传感器: 温度、压力、位移、力、速度、加速度、光、声、磁等。 化学量传感器: 气体浓度、pH值、湿度、生物分子等。 生物传感器: 血糖、心率、血氧、DNA等。 按应用领域分类: 工业自动化传感器 环境监测传感器 医疗健康传感器 汽车电子传感器 消费电子传感器 国防军工传感器 1.5 智能传感器技术发展趋势 微型化与集成化: 随着MEMS技术和纳米技术的进步，传感器将越来越小巧，并能集成更多功能。 多功能化与集成传感: 将多种传感器集成在一个芯片上，实现对多种参数的同时测量。 智能化与自学习能力: 传感器将具备更强的分析、判断和自适应能力，甚至具备一定的机器学习和预测功能。 高精度与高稳定性: 追求更高的测量精度和更长的使用寿命，以满足更苛刻的应用需求。 低功耗与无线化: 随着物联网（IoT）的发展，低功耗和无线通信将成为智能传感器的重要发展方向。 柔性化与可穿戴化: 柔性电子技术的发展将催生出可弯曲、可穿戴的传感器，应用于医疗、健康监测等领域。 自供能与绿色传感器: 探索利用环境能量（如振动、光、热）为传感器供能，实现绿色、可持续发展。 第二章 传感器的基本原理与材料 本章将深入探讨各类传感器的基础工作原理，并介绍与之相关的关键材料。 2.1 压阻式传感器的原理与材料 原理: 基于某些材料在受力或形变时其电阻率发生变化的物理现象。常见的压阻材料包括半导体材料（如硅）、金属薄膜等。 结构: 通常采用惠斯通电桥等电路结构来放大和测量电阻的变化。 应用: 压力传感器、加速度传感器、力传感器等。 材料: 单晶硅、多晶硅、锗、砷化镓等半导体材料；铂、镍、铜等金属材料。 2.2 电容式传感器的原理与材料 原理: 基于电容值随被测对象（如介电常数、极板间距）的变化而变化的原理。 结构: 通常由两个或多个电极组成，中间为被测介质或可变间隙。 应用: 位移传感器、液位传感器、湿度传感器、压力传感器等。 材料: 陶瓷、聚合物、金属等作为电极和介质材料。 2.3 压电式传感器的原理与材料 原理: 基于某些晶体材料（如石英、钛酸钡）在外力作用下表面产生电荷的压电效应。 结构: 通常将压电晶体作为敏感元件，并连接到电荷放大器。 应用: 加速度传感器、力传感器、声传感器、超声波传感器等。 材料: 石英、酒石酸钾钠、钛酸钡、锆钛酸铅（PZT）等压电陶瓷。 2.4 半导体式传感器的原理与材料 霍尔效应传感器: 基于载流子在磁场中受洛伦兹力作用而发生偏转，在导体两侧产生电势差的原理。 光电传感器: 利用半导体材料的光电导效应、光伏效应等。 热敏电阻/热电偶: 利用半导体材料或金属的电阻或电势随温度变化的特性。 应用: 磁场传感器、光传感器、温度传感器等。 材料: 硅、锗、砷化镓、铟等半导体材料。 2.5 光学传感器的原理与材料 原理: 利用光信号的强度、波长、相位、偏振等特性的变化来反映被测量的变化。 分类: 反射式、透射式、折射式、散射式、荧光式等。 应用: 光电探测器、光纤传感器、图像传感器、光谱传感器等。 材料: 半导体光敏材料（如硅、硒化镉）、光纤材料（如石英）、光学元件材料（如玻璃、晶体）。 2.6 化学传感器的原理与材料 原理: 利用化学反应、物理吸附、离子交换等现象引起传感器电学、光学、质量等特性的变化。 分类: 电化学传感器、固体电解质传感器、表面声波（SAW）传感器、光学化学传感器等。 应用: 气体检测（CO, O2, NO2等）、pH监测、离子浓度测量、生物分子检测等。 材料: 各种金属氧化物（如SnO2, TiO2）、聚合物、纳米材料、生物识别元件（如酶、抗体）。 2.7 纳米材料在传感器中的应用 纳米材料的优势: 极高的比表面积、独特的量子效应、可调控的电子和光学性质，能够显著提高传感器的灵敏度、选择性和响应速度。 常见纳米材料: 碳纳米管、石墨烯、量子点、金属纳米颗粒、金属氧化物纳米线等。 应用: 高灵敏度气体传感器、生物传感器、痕量检测传感器等。 第三章 智能传感器的信号处理与集成技术 本章将探讨智能传感器如何处理采集到的原始信号，以及如何将各种功能集成到微小的芯片中。 3.1 信号调理与放大 作用: 将传感器输出的微弱、非线性、含有噪声的原始信号转换为适合模数转换器（ADC）处理的标准信号。 常用电路: 运算放大器（OP-AMP）构成的差分放大器、仪表放大器、滤波电路等。 噪声抑制: 滤波技术（低通、高通、带通、陷波）、屏蔽、接地等。 3.2 模数转换（ADC） 作用: 将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便微处理器进行处理。 关键参数: 分辨率、采样率、线性度、功耗等。 常见ADC类型: 逐次逼近型ADC、Σ-Δ型ADC、流水线型ADC等。 3.3 数字信号处理（DSP） 作用: 对数字化后的信号进行进一步处理，包括： 校准与补偿: 消除传感器固有的误差（如零点漂移、灵敏度漂移），补偿环境因素（如温度、湿度）的影响。 滤波: 进一步去除信号中的干扰噪声。 数据融合: 将来自多个传感器或多个测量维度的数据进行整合，以获得更准确、更全面的信息。 模式识别与特征提取: 从信号中提取有用的特征，用于目标识别、状态判断等。 算法: 傅里叶变换、卡尔曼滤波、小波分析、机器学习算法等。 3.4 微处理器与微控制器（MCU） 作用: 智能传感器的“大脑”，负责执行数字信号处理算法、控制传感器的工作模式、进行通信等。 选择因素: 计算能力、存储空间、接口类型、功耗、成本等。 常见MCU: ARM Cortex-M系列、AVR系列、PIC系列等。 3.5 通信接口技术 作用: 实现传感器与其他设备或系统之间的数据交换。 常见接口: 串行接口: SPI, I2C, UART, USB。 并行接口: 较少用于现代智能传感器。 无线接口: Wi-Fi, Bluetooth, LoRa, Zigbee等，实现物联网连接。 3.6 集成技术 片上系统（SoC）: 将传感器、信号处理单元、微处理器、存储器、通信接口等高度集成在同一颗芯片上，实现极高的集成度和性能。 三维集成技术: 将多个芯片堆叠起来，进一步缩小体积，提高性能。 封装技术: 决定了传感器的尺寸、保护等级、散热性能以及与其他电路的连接方式。 第四章 智能传感器的应用领域 本章将重点介绍智能传感器在各个重要领域的广泛应用。 4.1 工业自动化与过程控制 智能制造: 机器人手臂的位置和姿态感知、产品质量的在线检测、生产过程的参数监控（温度、压力、流量、液位）。 过程控制: 精确控制化工、电力、冶金等行业的生产流程，提高效率，降低能耗。 安全监测: 气体泄漏检测、设备异常振动监测、人员安全防护。 4.2 环境监测与保护 空气质量监测: PM2.5、CO、O3、SO2等污染物的实时监测。 水质监测: pH、溶解氧、浊度、重金属离子等参数的检测。 土壤监测: 土壤湿度、pH值、养分含量、重金属污染检测。 气象监测: 温度、湿度、气压、风速、降雨量等。 4.3 医疗健康与生物医学 体征监测: 心率、血氧饱和度、体温、血压、呼吸频率等。 疾病诊断: 血糖传感器、尿液分析传感器、病理切片分析。 康复与辅助: 智能假肢、运动康复监测、老年人跌倒检测。 药物输送: 智能药物释放系统，根据生理指标自动调整药物剂量。 4.4 智能家居与消费电子 智能家电: 空调的温度和湿度控制、冰箱的食品保鲜监测、洗衣机的水位和衣物材质识别。 安防系统: 门窗状态监测、人体移动感应、环境异常报警（烟雾、燃气泄露）。 可穿戴设备: 智能手表、手环的运动追踪、健康监测、睡眠分析。 智能出行: 汽车的ABS、ESP、胎压监测、自动泊车、ADAS（高级驾驶辅助系统）。 4.5 交通运输与智能汽车 车辆状态监测: 发动机参数、轮胎压力、制动系统、悬挂系统。 驾驶辅助与安全: 雷达、激光雷达（LiDAR）、摄像头用于环境感知、障碍物检测、车道保持。 导航与定位: GPS、IMU（惯性测量单元）用于高精度定位。 智能交通管理: 交通流量监测、车牌识别、信号灯控制。 4.6 航空航天与国防军事 导航与控制: 惯性导航系统、星敏感器、姿态确定传感器。 环境监测: 飞行器内部温度、压力、氧气含量监测。 目标探测与识别: 雷达、红外探测器、声呐传感器。 精确制导: 导弹的制导系统中的各种传感器。 第五章 智能传感器的设计与选型 本章将指导读者如何根据实际需求，设计或选择合适的智能传感器。 5.1 需求分析与技术指标确定 明确被测对象与测量目的。 确定必要的测量参数。 评估所需的测量范围、精度、分辨率。 考虑环境因素（温度、湿度、振动、电磁干扰等）。 确定响应时间、工作寿命等性能要求。 5.2 传感器类型选择 基于工作原理与被测对象进行初步选择。 考虑传感器的优缺点、成本、可靠性等因素。 5.3 性能指标评估 灵敏度: 输入量变化与输出量变化之比。 线性度: 输出量与输入量之间的线性程度。 迟滞: 同一输入量在上升和下降过程中输出量产生的差异。 重复性: 多次测量同一输入量时输出量的一致性。 稳定性: 传感器性能随时间或环境变化而保持不变的能力。 响应时间: 传感器对输入量变化做出响应所需的时间。 分辨率: 传感器能够区分的最小输入量变化。 5.4 接口与通信协议选择 考虑与上位机（微处理器、PLC等）的兼容性。 选择合适的通信接口（模拟、数字、串行、并行、无线）。 5.5 供电与功耗考量 确定传感器的供电方式（电池、外部电源）。 评估传感器的功耗，尤其对于电池供电的设备。 5.6 封装与防护 根据应用环境选择合适的封装形式。 考虑传感器的防尘、防水、防腐蚀、抗震动等防护要求。 5.7 成本与可用性 在满足性能要求的前提下，选择经济高效的解决方案。 考虑传感器的批量生产和供货周期。 第六章 智能传感器的未来发展 智能传感器技术正处于快速发展和创新的阶段，未来将呈现出更加智能化、集成化、个性化的发展趋势。 6.1 人工智能与机器学习的深度融合 传感器数据的高级分析: 利用AI算法对海量传感器数据进行深度挖掘，实现更精准的预测、诊断和决策。 传感器自学习与自优化: 传感器能够通过学习环境和自身工作状态，自动调整参数，提升性能。 类脑传感器: 模仿生物神经系统的工作机制，实现更高效、更灵活的信息处理。 6.2 生物集成与植入式传感器 生物相容性材料: 开发能够在人体内长期稳定工作的传感器。 微创植入: 减小传感器体积，实现微创植入，监测生理信号，辅助治疗。 与生物信号的直接交互: 实现对神经信号、基因表达等的直接监测。 6.3 传感网络与物联网的协同发展 海量传感器互联: 构建大规模、高密度、低功耗的传感网络，实现万物互联。 边缘计算与云端协同: 在传感器端进行初步数据处理（边缘计算），将关键信息上传至云端进行更复杂的分析和存储。 数据共享与开放平台: 建立传感器数据共享平台，促进跨领域应用和创新。 6.4 新材料与新技术的突破 二维材料（如MXenes）的应用: 具有优异的导电性和表面特性，有望在气体传感、催化等领域取得突破。 柔性电子与可穿戴技术: 进一步推动柔性、可拉伸、可穿戴传感器的发展，拓展应用场景。 自供能传感器: 利用环境能量 harvesting 技术，实现传感器的自主运行，摆脱电源限制。 6.5 特定领域的创新应用 智能农业: 精准监测土壤、气候、作物生长状况，实现智能化种植。 智慧城市: 交通管理、环境监测、公共安全、能源管理等。 工业4.0: 预测性维护、质量追溯、柔性生产。 虚拟现实（VR）与增强现实（AR）: 精准的空间感知、动作捕捉。 结论 智能传感器技术作为信息技术的重要基石，其发展将持续推动各行各业的变革。本书力图为读者勾勒出智能传感器的广阔图景，从基础原理到前沿应用，希望能够激发读者的学习兴趣，并为他们在智能传感器领域的研究、开发和创新提供有价值的参考。随着技术的不断进步，我们有理由相信，智能传感器将为人类社会带来更多惊喜和福祉。

评分☆☆☆☆☆

作为一个常年在实验室里与各种仪器打交道的技术人员，我对教材的“实用性”有着近乎苛刻的要求。很多教材写得头头是道，但真到了实际操作中却发现根本无法应用，因为缺少了关键的“边界条件”和“调试技巧”。这本书在这方面做得尤为出色。它没有避讳工程实践中的“脏活累活”，反而坦诚地讨论了传感器选型时成本、寿命、环境适应性之间的权衡。书里有些小节专门讨论了如何排除常见的测量错误，比如接地不良、热电偶的冷端补偿等等，这些都是教科书上很少会详细提及，但却能决定项目成败的关键细节。读完这些内容，我感觉自己好像有了一个技术顾问常伴左右，很多过去在实践中摸爬滚打才领悟的教训，这本书直接帮我浓缩总结好了，大大缩短了我积累经验的时间。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体结构布局体现了一种严谨的学术态度，但文字表达却充满了一种热忱的教育情怀。我尤其注意到，作者在引入每一个新的测量原理时，都会先追溯其历史发展脉络，简要介绍关键人物和里程碑式的突破。这种历史的纵深感，让读者在学习技术细节的同时，也能感受到科学探索的伟大和不易。这种叙事手法不仅增加了阅读的趣味性，更重要的是，它帮助我构建了一个更完整的知识体系，明白现在的技术并非空中楼阁，而是建立在前辈无数次实验和失败之上的。每当遇到一个复杂的公式，我总能找到它背后的物理图像和直观意义，这完全归功于作者在阐释概念时那种层层剥茧、深入浅出的功力。这本书无疑是我书架上近期最值得反复翻阅的一本技术工具书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初选这本书是有点“赌”成分的，因为我对传感器这个领域本来就了解不多，担心内容会过于晦涩难懂。然而，实际阅读体验彻底打消了我的疑虑。作者的语言风格非常平易近人，没有那种高高在上的学术腔调，而是像一位经验丰富的工程师在耐心地为你讲解每一个技术难点。比如在讲解信号调理电路时，他不仅仅给出了公式，还结合实际工作中可能遇到的噪声干扰问题进行了深入分析，并给出了几种实用的滤波方案对比。这种“理论联系实际”的叙述方式，极大地提高了我的学习兴趣和效率。我感觉自己不是在被动地接收知识，而是在主动地参与一个解决问题的过程。对于我这种实践导向的学习者来说，这种教学方法简直是醍醐灌顶，让我对很多原本觉得模糊不清的概念茅塞顿开，尤其是在处理一些非线性误差校正时，书中的案例分析提供了极具参考价值的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种略带工业风的蓝色调配上清晰的字体，让人一眼就能感受到它的专业性。我拿到手的时候，首先关注的是它的排版和印刷质量，这点我必须点个赞。纸张的触感很不错，不是那种很容易反光的廉价纸，长时间阅读下来眼睛也不会太累。更重要的是，书中大量的图表和实物照片，都清晰得令人惊喜，尤其是那些复杂的电路图和传感器内部结构示意图，细节处理得非常到位，这对于理解抽象概念来说简直是太重要了。我记得我以前看的其他教材，很多图都是灰蒙蒙的一片，看着费劲，但这本书在这方面做得非常人性化。作者对内容的组织也看得出下了大功夫，章节之间的逻辑衔接非常顺畅，从基础理论到具体应用，层层递进，让人感觉每一步学习都是坚实可靠的。翻阅目录时，我就知道这不是一本泛泛而谈的入门书，而是真正想把技术讲深讲透的用心之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都让我感到非常满意，它不仅仅停留在介绍各种传感器的基本原理，更是花了相当篇幅去探讨现代检测系统中的关键技术，比如数据采集的精度、抗干扰能力以及如何构建一个可靠的测试平台。我特别欣赏作者在软件和硬件结合部分的处理。在数字化时代，纯粹的硬件知识已经不够用了，这本书很巧妙地融入了数据处理和算法优化的内容，让我意识到现代检测不仅仅是“测量”，更是“计算”和“决策”。对于那些打算从事自动化或精密仪器开发的人来说，这种跨领域的知识整合能力是至关重要的。书中对一些前沿传感技术的发展趋势也有所涉及，虽然只是点到为止，但足以激发读者去探索更深层次的研究方向，展现了作者深厚的行业洞察力。