传感器及应用第2版 王煜东 9787111132813 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王煜东 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111132813

商品编码：29689826886

包装：平装

基本信息

书名：传感器及应用第2版

定价：28.00元

作者：王煜东

出版社：机械工业出版社

出版日期：

ISBN：9787111132813

字数：

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版次：1

装帧：平装

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商品重量：0.459kg

编辑推荐

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本书系统地介绍了传感器的基本知识，全面介绍了应变式、电位器式、电容式、电感式、电涡流式、压电式、超声波式、霍尔式、光电式、光纤、激光、热敏、气敏、湿敏、频率式、数字编码器、感应同步器、磁栅等内容，可作为高职高专机电技术、电气自动化、汽车电子、楼字智能化、应用电子等专业的教材，也适用于成人教育和职业培训的同类专业，还可供有关专业的工程技术人员参考。

内容提要

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本书系统地介绍了传感器的基本知识，全面介绍了应变式、电位器式、电容式、电感式、电涡流式、压电式、超声波式、霍尔式、光电式、光纤、激光、热敏、气敏、湿敏、频率式、数字编码器、感应同步器、磁栅、光栅、容栅、球栅等传感器的原理、特性及应用，其中有红外、紫外、CCD、PSD、色彩等新型敏感元件及其应用，以及智能式传感器的原理；完整介绍了传感器信号的处理技术、数据采集技术及抗干扰技术；适当介绍了显示与调节仪表的基本组成、原理及应用；重点介绍了传感器在制造业中的机械量和热工量检测中的应用；列举了传感器在机床、自动生产线、汽车、家用电器和安全防范系统中的应用实例；突出介绍了传感器的安装、调整等实践技能。
本书内容丰富新颖、涵盖面广、语言精练、概念清晰、结构严谨、重点明确；书中适当插入了一些传感器的实物照片，增强了直观性和真实感；每章末均附有适当的思考与练习以便于教学，是一本能够适应经济发展、科技进步和生产实践的实用性和教学功能较强的教科书。
本书可作为高职高专机电技术、电气自动化、汽车电子、楼字智能化、应用电子等专业的教材，也适用于成人教育和职业培训的同类专业，还可供有关专业的工程技术人员参考。

目录

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第2版前言
版前言
章 传感器的基本知识
1.1 传感器的定义与作用
1.2 传感器的组成与分类
1.3 传感器的基本特性
1.4 传感器的测量误差与准确度
1.5 传感器中的弹性敏感元件
思考与练习
第2章 线性位移传感器及应用
2.1 电阻式传感器
2.2 电容式传感器
2.3 电感式传感器
2.4 电涡流式传感器
2.5 压电式传感器
2.6 超声波传感器
2.7 磁敏传感器
2.8 光电式传感器
2.9 光纤与激光传感器
2.10 频率式传感器
2.11 智能式传感器
思考与练习
第3章 位移传感器在制造业中的应用
3.1 角编码器及应用
3.2 感应同步器及应用
3.3 光栅传感器及应用
3.4 磁栅传感器及应用
3.5 容栅传感器
3.6 球同步器
3.7 数显表与数显量具
3.8 接近传感器及应用
3.9 传感器在MPS系统中的应用
3.10 传感器在无损检测中的应用
思考与练习
第4章 力与运动学量传感器及应用
4.1 测力与称重
4.2 运动学量传感器及应用
思考与练习
第5章 压力、流量和物位传感器
第6章 温度传感器及应用
第7章 气体与湿度传感器及应用
第8章 传感器在汽车中的应用
第9章 传感器在家用电器及安全防范中的应用
0章 传感器与微机的接口和抗干扰技术
1章 显示与调节仪表
附录
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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传感技术发展脉络与前沿应用概览 引言 在科技飞速发展的今天，传感器作为信息获取的“触角”，其重要性日益凸显。它们无处不在，从智能手机中的定位模块到工业生产线上的精密测量，再到环境监测和医疗诊断，传感器都扮演着至关重要的角色。本篇简介旨在描绘传感技术发展的宏观图景，梳理其主要发展阶段，并深入探讨其在不同领域的广泛而前沿的应用，以期勾勒出传感技术如何深刻地改变我们的生活和工作方式。 一、 传感技术的发展历程 传感技术的发展并非一蹴而就，而是经历了漫长而曲折的演进过程。 早期萌芽与机械式传感器： 工业革命时期，随着生产力的发展，对测量和控制的需求日益增长。机械式传感器应运而生，例如用于测量温度的液体温度计、用于测量压力的压力计等。它们通常依靠物理量的机械变形来指示测量结果，结构简单，但精度和灵敏度有限。 电气化时代的到来与电阻式、电容式传感器： 20世纪初，电磁学理论的成熟催生了电气化时代的到来。电阻式传感器（如应变片）和电容式传感器开始崭露头角，它们利用电阻或电容的变化来反映物理量的变化，相比机械式传感器，在精度和响应速度上有了显著提升，并逐渐应用于工业自动化领域。 半导体技术的革命与集成电路传感器的兴起： 20世纪中叶，半导体技术的突破是传感技术发展史上的一个里程碑。集成电路（IC）的出现使得将传感器元件与信号处理电路集成在一起成为可能，从而诞生了更小型化、集成化、智能化和低功耗的传感器。压阻式传感器、霍尔效应传感器、光电传感器等在这一时期得到广泛应用，极大地推动了电子产品和自动化系统的发展。 微机电系统（MEMS）的崛起与微型化、多功能化： 进入21世纪，微机电系统（MEMS）技术的发展将传感器推向了微观世界。MEMS技术使得在微米甚至纳米尺度上制造传感器成为可能，从而实现了传感器的微型化、集成化和多功能化。加速度计、陀螺仪、微流控芯片等MEMS传感器在消费电子、医疗健康、汽车电子等领域得到了爆炸式应用。 智能化与网络化： 随着物联网（IoT）和人工智能（AI）技术的兴起，传感器正朝着智能化和网络化的方向发展。智能传感器不仅能够采集数据，还能进行初步的数据处理、分析和决策，并能与其他设备或系统进行无线通信。这使得传感器能够更深入地融入各种应用场景，实现更高级别的自动化和智能化控制。 二、 传感器的基本原理与分类 传感器的种类繁多，根据不同的分类标准，可以将其归类。 按被测量分类： 力学传感器： 用于测量力、压力、位移、速度、加速度等力学量。例如：压力传感器、应变传感器、加速度计。 热学传感器： 用于测量温度、热流等热学量。例如：热电偶、热敏电阻、红外传感器。 电学传感器： 用于测量电压、电流、电场、磁场等电学量。例如：霍尔传感器、磁阻传感器。 光学传感器： 用于测量光强度、光颜色、光波长等光学量。例如：光电二极管、光敏电阻、图像传感器。 化学传感器： 用于检测和测量化学物质的种类、浓度等。例如：气体传感器、pH传感器、生物传感器。 声学传感器： 用于测量声压、声强等声学量。例如：麦克风、超声波传感器。 生物传感器： 用于检测生物分子或生物过程。例如：血糖传感器、DNA传感器。 按工作原理分类： 电阻式传感器： 利用材料的电阻值随被测量变化而变化的原理。 电容式传感器： 利用电介质的介电常数或极板间距离随被测量变化而变化的原理。 电感式传感器： 利用电感线圈的电感量随被测量变化而变化的原理。 压电式传感器： 利用压电效应，即在晶体材料受力时产生电荷的现象。 半导体传感器： 利用半导体材料的导电性、光学特性等随被测量变化而变化的原理。 磁性传感器： 利用磁性材料的磁特性随被测量变化而变化的原理。 光学传感器： 利用光电效应，即光照射在某些材料上会产生电信号的现象。 按输出信号分类： 模拟传感器： 输出连续变化的模拟信号。 数字传感器： 输出离散的数字信号。 三、 传感技术在各领域的广泛应用 传感技术的进步极大地拓展了其应用范围，渗透到国民经济的各个角落。 消费电子领域： 智能手机与可穿戴设备： 加速度计、陀螺仪、指南针、光线传感器、接近传感器、指纹传感器、心率传感器等，提供了导航、运动监测、游戏交互、生物识别等丰富功能。 智能家居： 温湿度传感器、光照传感器、人体感应传感器、门窗传感器、烟雾报警器等，实现了环境监测、安防预警、自动化控制，提升了居住的舒适性和安全性。 工业自动化与智能制造： 过程控制： 压力传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器等，用于实时监测和调节生产过程中的关键参数，确保产品质量和生产效率。 质量检测： 视觉传感器、X射线传感器、超声波传感器等，用于非破坏性检测、尺寸测量、表面缺陷检测，提升产品一致性。 机器人与协作机器人： 力觉传感器、触觉传感器、接近传感器、视觉传感器等，赋予机器人感知环境、识别物体、进行精密操作的能力，推动智能制造向更高层次发展。 工业物联网（IIoT）： 大量工业传感器通过网络连接，实现设备状态监测、预测性维护、能耗优化，提高生产运营的智能化水平。 汽车电子领域： 发动机控制： 氧传感器、爆震传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器等，优化燃油燃烧，降低排放，提高燃油经济性。 安全系统： ABS传感器、ESP传感器、安全气囊传感器、胎压监测传感器等，提升车辆的主动和被动安全性能。 驾驶辅助系统（ADAS）： 毫米波雷达、激光雷达（LiDAR）、摄像头传感器、超声波传感器等，为自动驾驶和辅助驾驶功能提供关键数据，实现车道保持、自适应巡航、障碍物检测等。 车内环境监测： 空气质量传感器、温度传感器等，提升驾乘舒适性。 医疗健康领域： 疾病诊断与监测： 生物传感器（如血糖传感器、心电传感器）、医学影像传感器、体温传感器、血氧传感器等，用于实时监测患者生理指标，辅助医生进行疾病诊断和治疗。 可穿戴健康设备： 心率监测器、睡眠监测器、运动传感器等，帮助用户管理自身健康，预防疾病。 医疗仪器： 精密的传感器是各种医疗设备（如MRI、CT扫描仪）的核心组成部分。 环境监测与智慧城市： 空气质量监测： 气体传感器（PM2.5、O3、CO等），实时监测空气污染物浓度，为环保决策提供依据。 水质监测： pH传感器、电导率传感器、溶解氧传感器等，监测水体质量。 土壤监测： 土壤湿度传感器、养分传感器等，服务于精准农业。 智慧交通： 交通流量传感器、车牌识别传感器等，优化交通信号控制，缓解交通拥堵。 智慧安防： 视频监控传感器、入侵探测传感器等，提升城市安全水平。 航空航天与国防领域： 导航与定位： 高精度陀螺仪、加速度计、磁力计等，为飞机、卫星、导弹提供精确的导航信息。 环境感知： 温度、压力、辐射传感器等，监测极端环境下的运行状态。 目标探测与识别： 雷达传感器、红外传感器、声学传感器等，用于军事侦察、目标跟踪。 四、 传感技术的未来发展趋势 传感技术正朝着更加智能化、集成化、微型化、柔性化、无线化和自供能的方向发展。 智能化与AI融合： 传感器将不再仅仅是数据的采集者，更能具备数据分析、模式识别、自主决策的能力，与AI技术深度融合，实现更高级别的智能应用。 微型化与纳米化： 随着MEMS和纳米技术的进步，传感器将变得更小巧，能够集成到更广泛的设备中，甚至实现植入式应用。 柔性与可穿戴传感器： 柔性电子技术的发展将催生出可弯曲、可拉伸的传感器，使其能够更好地适应人体或不规则表面，推动可穿戴设备和柔性电子学的创新。 无线化与低功耗： 传感器网络的普及对无线通信和低功耗技术提出了更高要求，未来传感器将更加注重能量效率，实现长时续航甚至自供能。 多模态与融合感知： 将多种不同类型的传感器集成在一起，实现对环境的多维度、多模态感知，提供更全面、更准确的信息。 生物传感器与健康监测： 生物传感器在疾病早期诊断、个性化医疗、实时健康监测等方面的潜力巨大，将成为未来医疗健康领域的重要发展方向。 量子传感器： 利用量子力学原理实现的传感器，在精度和灵敏度方面将远超传统传感器，有望在基础科学研究、精密测量等领域带来颠覆性变革。 结语 传感技术作为现代科技的基石，其发展速度和应用深度正以前所未有的态势不断拓展。从微观的原子尺度到宏观的宇宙空间，传感器无时无刻不在感知、丈量和传递着信息。未来，随着技术的不断突破和创新，传感器必将更加深入地融入我们生活的方方面面，驱动社会向更智能、更高效、更美好的未来迈进。理解和掌握传感技术的发展脉络与前沿应用，对于把握科技发展趋势，推动相关产业的创新升级具有重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

对于信号处理与采集方面的这本专著，作者在讲解模数转换器（ADC）的噪声抑制技术时，展现了深厚的功力。他没有止步于简单的平均滤波，而是系统地介绍了陷波滤波器、数字下变频以及过采样技术在实际电路中的布局和实现细节。我特别留意了关于抗混叠滤波器的设计部分，书中不仅提供了传统的巴特沃斯和切比雪夫滤波器的设计公式，还用图表直观地展示了不同阶数滤波器在通带纹波和阻带衰减之间的权衡关系。在实际操作中，当我按照书中建议的PCB走线方式来设计我的高精度采集电路时，原本困扰我的高频干扰问题得到了极大的缓解。这本书的语言风格偏向于严谨的工程手册，注重可复现性和精确性，对于需要进行高精度数据测量的科研人员或高级技术人员来说，这本书提供的技术细节是难以替代的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者，王煜东，在《传感器及应用（第2版）》中对电磁感应传感器的原理讲解得简直是教科书级别的。他没有简单地停留在理论公式的堆砌上，而是深入剖析了磁场变化如何转化为可测量的电压信号，特别是对于不同频率响应下的信号衰减特性，分析得非常到位。我记得有一章专门讨论了如何通过优化线圈设计来提高传感器的信噪比，这一点对于实际工程应用来说至关重要。他用了很多实际案例来佐证理论，比如在非接触式测速中的应用，从最初的信号采集到后期的数字滤波处理，每一步的逻辑推导都清晰可见。我个人感觉，这本书最大的亮点在于其内容的深度与广度兼备，既满足了初学者对基本概念的理解需求，又为有经验的工程师提供了深入研究的素材。特别是对霍尔效应传感器的温度漂移补偿方法，作者提出了一种基于查表法的优化算法，这一点在其他同类教材中是比较少见的。总体来说，这是一本非常扎实且具有指导意义的著作，值得反复研读。

评分☆☆☆☆☆

读完这本关于自动化控制系统的书籍，我最大的感触是作者在系统集成方面的独到见解。他不仅仅关注单个执行器的性能，更着眼于整个控制回路的稳定性和鲁棒性。书中对PID控制器的参数整定，尤其是Ziegler-Nichols方法在实际工业场景中的局限性分析，非常透彻。作者提出了一个基于模糊逻辑的自适应增益调节策略，这在处理非线性负载时的表现确实令人眼前一亮。我尝试将书中的某个案例——一个大型物流分拣系统的实时路径规划算法应用到我们车间的一个小项目中，发现系统的响应时间显著缩短，并且在电机出现轻微负载波动时，系统稳定性保持得非常好。这本书的叙事风格非常像一位经验丰富的工程师在跟你交流，充满了实践的智慧，而不是那种枯燥的学术论文堆砌。对PLC编程与上位机SCADA系统之间的数据交互协议分析，也提供了详尽的步骤和注意事项，对于想从硬件层面深入到软件集成层面的读者来说，是不可多得的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这部关于嵌入式系统开发的教材，其对微控制器架构的剖析简直是细致入微。作者在讲解ARM Cortex-M系列处理器的流水线操作和中断向量表管理时，采用了大量的时序图和寄存器级操作说明，这对于想进行底层驱动开发的人来说，无疑是打开了一扇窗。我尤其欣赏他对内存映射I/O和直接内存访问（DMA）的对比分析，清晰地阐述了为什么在高速数据传输场景下，DMA是提升系统效率的关键。书中针对某个特定型号的MCU（我记得是STM32系列），给出了一个完整的实时操作系统（RTOS）移植案例，从任务调度到信号量的使用，代码示例清晰、注释详尽，完全可以直接作为学习资料使用。这种从硬件手册到实际代码的无缝衔接，让读者在学习理论的同时，能够迅速掌握将理论转化为实际工作代码的能力。对于想深入理解嵌入式系统实时性的读者，这本书的价值是巨大的。

评分☆☆☆☆☆

回顾我阅读的这本关于现代光电技术基础的参考书，其在光学成像原理方面的阐述非常具有启发性。作者对衍射极限和点扩散函数（PSF）的数学建模过程，处理得非常优雅，既保持了理论的严谨性，又避免了不必要的复杂数学推导干扰核心概念的理解。书中关于先进光学元件，如超表面透镜和自适应光学系统的介绍，紧跟了最新的研究前沿，这对于希望了解未来成像技术发展方向的读者非常有帮助。我印象最深的是，作者用一个生动的例子解释了“光学传递函数”如何影响最终图像的清晰度和对比度，将抽象的傅里叶变换与实际的图像细节损失联系起来。这本书的结构清晰，逻辑层次分明，从基础的光的波动性到复杂的成像系统，层层递进，为非光学专业的理工科学生提供了一个全面而深入的入门途径，其知识体系的完整性令人赞叹。