传感器技术及应用(第2版)(十一五) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

樊尚春 著

图书标签:

• 传感器技术
• 传感器应用
• 电子技术
• 检测技术
• 自动化
• 仪表
• 电子工程
• 物理学
• 工程技术
• 十一五

店铺： 广影图书专营店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512401150

商品编码：29707613991

包装：平装

出版时间：2010-10-01

基本信息

书名:传感器技术及应用(第2版)(十一五)

定价：44.00元

售价：29.9元,便宜14.1元,折扣67

作者:樊尚春

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2010-10-01

ISBN：9787512401150

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.663kg

编辑推荐

内容提要

本教材较系统地介绍传感器的原理及其应用，包括传感器的特性及其评估；传感器中常用的弹性敏感元件的力学特性；电位器式传感器；应变式传感器；压阻式传感器；热电式传感器；电容式传感器；变磁路式传感器；压电式传感器；谐振式传感器；声表面波传感器；光纤传感器；微机械传感器以及智能化传感器等。
本教材在每一章都配有适量的思考题与习题，在一些重点章节有应用实例与分析。
本书可作为测控技术与仪器、机械工程及自动化、电气工程与自动化、过程装备与控制工程、探测制导与控制技术等专业本科生的教材，也可供相关专业的师生和有关工程技术人员参考。

目录

章 绪论
1.1 传感器的作用与功能
1.2 传感器的分类
1.2.1 按工作原理分类
1.2.2 按被测量分类
1.3 传感器技术的特点
1.4 传感器技术的发展
1.4.1 新原理、新材料和新工艺传感器的发展
1.4.2 传感器的微型化、集成化、多功能化和智能化发展
1.4.3 多传感器融合与网络化发展
1.5 传感器技术相关的一些基本概念
1.6 本教材的特点及主要内容
思考题与习题
……
第2章 传感器的特性
第3章 基本弹性敏感元件的力学特性
第4章 电位器式传感器
第5章 应变式传感器
第6章 压阻式传感器
第7章 热电式传感器
第8章 电容式传感器
第9章 变磁路式传感器
0章 压电式传感器
1章 谐振式传感器
2章 声表面波传感器
3章 光纤传感器
4章 微机械传感器
5章 传感器技术的智能化发展
附录
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《智能感知：突破性技术与前沿应用》 内容概述： 本书深入探讨了传感器技术的核心原理、最新进展及其在各行各业的广泛应用。作为一本面向未来、兼具理论深度与实践指导意义的专业读物，它不仅为读者构建了扎实的传感器技术知识体系，更着眼于当前及未来的技术趋势，旨在启发创新思维，推动行业发展。 第一部分：传感器技术基础理论 本书的开篇，我们首先构建一个坚实的理论基础，为读者深入理解复杂的传感器技术打下坚实的地基。 传感原理与分类： 详细解析各种基本传感原理，包括但不限于压电效应、热电效应、光电效应、磁致伸缩效应、化学反应传感等。我们将从微观层面剖析这些效应的物理和化学根源，并阐述它们如何转化为可测量的电信号。同时，本书将对传感器进行系统性的分类，从不同维度（如测量参数、工作原理、输出信号形式、应用领域等）进行梳理，帮助读者建立清晰的认知框架。例如，我们将详细介绍电阻式、电容式、电感式、半导体式、光学式、声学式、生物式等各类传感器的结构、工作机制以及各自的优缺点，为后续深入理解各类先进传感器打下基础。 关键性能参数与评估： 深入剖析传感器性能评估的核心指标，如灵敏度、分辨率、精度、线性度、迟滞、响应时间、稳定性、工作温度范围、功耗等。我们将详细解释每个参数的物理意义，介绍其量化方法和测试标准，并分析影响这些参数的因素。例如，在讨论灵敏度时，不仅会给出定义，还会分析材料选择、结构设计、工作点设置等如何影响灵敏度。对于响应时间，则会深入探讨其与传感器内部物理过程、信号传输、处理电路等的关系。读者将学会如何根据具体的应用需求，科学地选择和评估传感器的适用性，并理解不同性能参数之间的权衡与取舍。 信号调理与数据采集： 传感器输出的原始信号往往需要经过一系列的信号调理过程才能被后续的微处理器或数据分析系统有效利用。本书将详细介绍信号调理电路的设计与实现，包括放大、滤波、阻抗匹配、隔离等关键技术。我们将讲解不同类型信号（模拟、数字）的特点，以及如何根据信号特性设计最优的调理方案。此外，本书还将深入探讨数据采集系统（DAS）的组成、工作原理和关键技术，包括模数转换器（ADC）的选择与应用、采样率的确定、数据编码与传输等。读者将掌握如何构建一个高效、可靠的数据采集链路，确保传感器数据的准确性和完整性。 传感器材料与微制造技术： 优质的传感器离不开先进的材料和精密的制造工艺。本书将重点介绍当前主流的传感器功能材料，如压电陶瓷、金属氧化物、半导体材料（硅、锗、III-V族化合物、二维材料如石墨烯、MXene等）、光学材料、生物兼容材料等。我们将深入探讨这些材料的物理化学性质，以及它们如何被应用于构建各类传感器。同时，本书还将详细介绍与传感器制造相关的微加工技术，包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、MEMS（微机电系统）制造工艺等。通过对材料科学和微制造技术的深入理解，读者将能更好地把握未来传感器发展的潜力与方向。 第二部分：新兴传感器技术与前沿探索 在掌握了基础理论之后，本书将带领读者进入传感器技术的尖端领域，探索那些正在改变世界的新兴技术。 物联网（IoT）与智慧传感器： 聚焦物联网时代对传感器提出的新需求。我们将详细介绍适用于物联网环境的各类传感器，如低功耗传感器、无线传感器节点、自供能传感器、可穿戴传感器等。本书将深入分析这些传感器在数据传输、功耗管理、网络集成等方面的设计挑战与解决方案。特别是，我们将探讨如何将传感器与人工智能、边缘计算等技术相结合，构建“智慧传感器”，实现数据的局部智能处理和自主决策，从而极大地提升物联网系统的效率和智能化水平。 微型化与集成化传感器： 随着科技的进步，传感器正朝着微型化、集成化的方向发展。本书将详细介绍MEMS（微机电系统）技术在传感器领域的应用，如何通过微纳加工技术制造出体积更小、性能更优、功耗更低的传感器。我们将重点介绍微型惯性传感器（如加速度计、陀螺仪）、微型压力传感器、微型光学传感器、微流控生物传感器等的原理、结构和制造工艺。此外，本书还将探讨如何将多个传感器集成到一个芯片上，形成多功能传感器模块，以及如何通过片上系统（SoC）技术实现传感器与信号处理、通信功能的深度集成，以满足日益增长的移动设备和可穿戴设备的需求。 柔性、可穿戴与生物传感器： 探讨面向健康监测、人机交互等新兴领域的柔性、可穿戴及生物传感器技术。我们将介绍基于聚合物、弹性体、导电纤维等柔性材料的传感器设计与制造，以及它们在曲面、不规则表面上的应用。本书将深入分析可穿戴传感器在生理信号监测（如心率、体温、血氧、脑电波等）、运动姿态捕捉、触觉感知等方面的技术进展。特别地，我们将重点介绍生物传感器，包括其工作原理、常用的生物识别元件（如酶、抗体、DNA等）以及在疾病诊断、食品安全、环境保护等领域的应用前景。 新型传感原理与材料探索： 展望传感器技术的未来，本书将介绍一些前沿的传感原理和新型材料。例如，量子传感器在精度和灵敏度方面的巨大潜力，包括量子点传感器、NV色心传感器等。还将探讨基于新型二维材料（如石墨烯、MoS2）的传感器，这些材料因其独特的电学和光学特性，有望在气体传感、生物传感、光传感等领域带来突破。此外，本书还将关注纳米材料在增强传感器性能方面的作用，以及形状记忆合金、相变材料等在智能传感应用中的探索。 第三部分：传感器技术的行业应用与发展趋势 本书的最后一章，我们将视角从技术本身转向其在实际社会中的落地与影响，展望传感器技术的未来发展蓝图。 工业自动化与智能制造： 深入分析传感器在工业4.0和智能制造中的核心作用。本书将重点介绍各类工业传感器，如接近传感器、光电传感器、力传感器、扭矩传感器、视觉传感器、温度传感器、气体传感器等在生产过程监控、质量检测、机器人导航、故障预测等方面的应用。我们将探讨如何通过高精度、高可靠性、网络化的传感器，构建柔性生产线，实现生产过程的智能化、自动化和数字化。 环境监测与智慧城市： 阐述传感器在环境保护和智慧城市建设中的关键作用。本书将介绍各类环境传感器，如空气质量监测传感器（PM2.5、VOCs、CO2等）、水质监测传感器（pH、浊度、溶解氧、重金属等）、土壤传感器、噪声传感器等，及其在污染源追踪、生态系统健康评估、灾害预警等方面的应用。同时，我们将探讨传感器在智慧城市基础设施（如智能交通、智能照明、智能安防、智能管网）中的部署和应用，以及如何通过传感器网络实现城市运行状态的实时感知和智能管理，提升城市宜居性和可持续性。 医疗健康与生命科学： 聚焦传感器在医疗健康领域的革新性应用。本书将详细介绍用于疾病诊断、健康监测、药物递送、康复治疗等方面的传感器技术，包括微创传感器、植入式传感器、体外诊断传感器、可穿戴健康监测设备等。我们将探讨生物传感器、化学传感器在早期疾病筛查、个性化医疗、精准治疗等方面的巨大潜力。此外，本书还将介绍传感器在生命科学研究中的应用，如细胞成像、基因测序、生物过程实时监测等，为科学研究提供强大的工具支持。 汽车电子与自动驾驶： 深入分析传感器在现代汽车技术，特别是自动驾驶领域的革命性贡献。本书将重点介绍应用于汽车的各类传感器，包括雷达、激光雷达（LiDAR）、摄像头、超声波传感器、惯性测量单元（IMU）、GNSS（全球导航卫星系统）等。我们将详细解析这些传感器的工作原理、技术参数、成本效益以及它们在环境感知、目标识别、路径规划、车辆控制等方面的协同作用。本书还将探讨传感器在车联网（V2X）通信中的作用，以及如何构建一个全面、可靠的感知系统，为实现高级别自动驾驶提供技术保障。 未来发展趋势与挑战： 展望传感器技术的未来发展方向。本书将对传感器领域的关键技术趋势进行预测，包括更高的集成度、更低的功耗、更强的自适应能力、更广泛的互联互通性、以及更深入的人工智能融合。同时，本书也将客观分析传感器技术发展过程中面临的挑战，如成本控制、功耗优化、数据安全与隐私保护、标准化与互操作性、以及环境适应性等。最终，本书旨在激发读者对传感器技术未来发展的思考，并鼓励他们在相关领域进行更深入的研究与创新。 本书的特点： 内容全面深入： 涵盖了传感器技术的基础理论、前沿技术和广泛应用，力求为读者提供一个完整、系统的知识体系。 理论与实践相结合： 在讲解理论知识的同时，注重结合实际案例和工程应用，帮助读者理解技术落地的可行性。 紧扣技术前沿： 关注当前和未来的技术发展趋势，对新兴传感器技术进行了深入的探讨。 结构清晰，逻辑性强： 内容组织合理，从基础到前沿，再到应用，层层递进，便于读者理解和学习。 图文并茂： 包含大量插图、示意图和表格，直观地展示复杂的概念和技术细节。 目标读者： 本书适合于高等院校电子工程、自动化、计算机科学、材料科学、生物工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事传感器研发、设计、制造、应用和技术管理的工程师、科研人员和技术爱好者。无论您是初学者还是资深专家，都将从中获益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了简约又不失深邃的蓝色调，配合着精致的线条勾勒出的电路图样，一下子就抓住了我的眼球。初次翻阅时，我就被它清晰的排版和合理的章节划分所吸引。作者似乎非常理解初学者在面对复杂技术时的困惑，他们在理论阐述上做到了深入浅出，不会一上来就抛出晦涩难懂的公式，而是先用生活中的实例或者直观的图示来构建一个清晰的认知框架。比如，在讲解压力传感器的基本原理时，他们没有直接跳入半导体物理的细节，而是先用一个简单的水箱水位监测的场景来引入，让人很容易就能把握住“输入-处理-输出”的核心流程。而且，书中对各种传感器的分类和特性对比做得非常到位，那种并列式的讲解，使得我在短时间内就能对不同技术路线的优缺点形成一个宏观的认识，这对于我后续选择合适的传感器进行项目开发至关重要。更值得称赞的是，书中的插图质量极高，不仅数量多，而且标注清晰，很多复杂的结构都能通过这些图示被瞬间理解，这比单纯阅读文字描述高效得多。整体而言，这本书在“入门友好度”和“视觉体验”上都做到了上乘，让人有种迫不及待想要深入学习下去的冲动。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有着多年电子工程实践经验的工程师，我通常对教材类的书籍抱有一种审慎的态度，因为很多书架上的“经典”往往是理论的堆砌，缺乏与实际工程问题的有效对接。然而，这本书在实践案例的选取上展现出了极高的水准。它不仅仅停留在“是什么”的层面，更深入地探讨了“怎么用好”和“在哪里会出问题”。我特别留意了关于抗干扰和信号调理的部分，这通常是传感器应用中最让人头疼的环节。书中对噪声源的分类，以及针对性的滤波策略，写得非常详尽且具有可操作性。它没有提供万能的公式，而是基于不同的电磁环境和信号特性，给出了不同的工程建议，比如何时使用差分信号传输，何时需要进行光耦隔离等，这些都是在真实工厂环境中反复验证过的“金标准”。书中还穿插了一些“避坑指南”，用粗体字标记出一些常见的误区，比如错误的接地方式可能导致测量精度大幅下降，这对于节约我们的试错成本是无价的宝贵经验。这种从实践中提炼出来的智慧，使得这本书远超一本普通的教科书，更像是一本贴近一线的工程师手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容深度和广度上的平衡把握得堪称艺术。它既覆盖了传统的光、电、磁、热等基础物理量传感器，又没有落后于时代，对新兴的MEMS技术和物联网（IoT）相关的智能传感器如环境监测、生物传感等方面也进行了相当篇幅的介绍。最让我欣赏的是，作者在介绍新兴技术时，并没有仅仅停留在概念的罗列，而是深入剖析了其背后的关键技术瓶颈和未来发展趋势。例如，在谈到气体传感器时，他们不仅介绍了传统的电化学式和半导体式，还引入了基于微流控和表面声波（SAW）技术的新型传感器，并对比了它们在响应速度和选择性上的优劣。这种前瞻性的视角，让我意识到这本书并非“过时的知识集合”，而是真正与行业脉搏同步的读物。对于一个希望职业生涯能够持续进阶的技术人员来说，拥有这样一本能够引导我们看到未来技术方向的书籍，比掌握几套现有的标准流程更有价值。它拓宽了我的技术视野，让我能够站在更高的维度去思考解决方案的创新性。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在教学体系的构建上，体现出一种非常严谨的逻辑链条。它不是孤立地介绍每一种传感器，而是将它们嵌入到一个完整的“系统思维”框架之中。例如，在讲解完温度传感器的精度和漂移特性之后，紧接着就会讨论如何通过软件算法（比如卡尔曼滤波或简单的线性补偿）来校正这些由器件固有特性带来的误差。这种“硬件缺陷-软件补偿”的互补式讲解，非常符合现代嵌入式系统集成的实际需求。此外，书中的习题设计也颇具匠心，它们通常不是简单的公式套用，而是需要综合运用前几章知识才能解决的综合性问题。我尝试做了几道课后思考题，发现它们往往模拟了实际工程中的限制条件，比如“在只有5V供电，且要求10位精度的情况下，如何设计ADC的输入前端”，这类问题迫使我必须将理论知识与系统预算紧密结合起来，极大地锻炼了我的系统级设计能力。这种层层递进、环环相扣的编排方式，使得学习过程本身就是一次结构化的工程训练。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验的舒适度，往往决定了一本书能否被真正“啃”下来。这本书在这方面做得非常人性化。纸张的选择偏向于哑光质感，有效地减少了长时间阅读时屏幕或灯光下的反光，对保护视力很有帮助。更重要的是，它的专业术语注释系统非常完善。对于一些跨学科的专业名词，比如涉及材料学或控制论的特定术语，作者通常会在首次出现时提供一个简短的侧边栏解释，而不是强制要求读者去查阅附录或通过上下文推断。这种“即时反馈”的学习机制，极大地降低了阅读的认知负荷，使我可以长时间保持在对核心技术概念的理解上，而不被陌生的词汇卡住节奏。另外，书中对公式和推导过程的排版非常干净利落，关键步骤都有明确的逻辑箭头连接，不会让人在复杂的数学推导中迷失方向。这种对细节的极致关注，最终汇聚成一种令人愉悦且高效的学习体验，让人感觉作者不仅是技术专家，更是一位懂得如何有效沟通知识的优秀教育家。