傳感器技術及應用(第2版)(十一五) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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樊尚春 著

圖書標籤:

• 傳感器技術
• 傳感器應用
• 電子技術
• 檢測技術
• 自動化
• 儀錶
• 電子工程
• 物理學
• 工程技術
• 十一五

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512401150

商品編碼：29707613991

包裝：平裝

齣版時間：2010-10-01

基本信息

書名:傳感器技術及應用(第2版)(十一五)

定價：44.00元

售價：29.9元,便宜14.1元,摺扣67

作者:樊尚春

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2010-10-01

ISBN：9787512401150

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.663kg

編輯推薦

內容提要

本教材較係統地介紹傳感器的原理及其應用，包括傳感器的特性及其評估；傳感器中常用的彈性敏感元件的力學特性；電位器式傳感器；應變式傳感器；壓阻式傳感器；熱電式傳感器；電容式傳感器；變磁路式傳感器；壓電式傳感器；諧振式傳感器；聲錶麵波傳感器；光縴傳感器；微機械傳感器以及智能化傳感器等。
本教材在每一章都配有適量的思考題與習題，在一些重點章節有應用實例與分析。
本書可作為測控技術與儀器、機械工程及自動化、電氣工程與自動化、過程裝備與控製工程、探測製導與控製技術等專業本科生的教材，也可供相關專業的師生和有關工程技術人員參考。

目錄

章 緒論
1.1 傳感器的作用與功能
1.2 傳感器的分類
1.2.1 按工作原理分類
1.2.2 按被測量分類
1.3 傳感器技術的特點
1.4 傳感器技術的發展
1.4.1 新原理、新材料和新工藝傳感器的發展
1.4.2 傳感器的微型化、集成化、多功能化和智能化發展
1.4.3 多傳感器融閤與網絡化發展
1.5 傳感器技術相關的一些基本概念
1.6 本教材的特點及主要內容
思考題與習題
……
第2章 傳感器的特性
第3章 基本彈性敏感元件的力學特性
第4章 電位器式傳感器
第5章 應變式傳感器
第6章 壓阻式傳感器
第7章 熱電式傳感器
第8章 電容式傳感器
第9章 變磁路式傳感器
0章 壓電式傳感器
1章 諧振式傳感器
2章 聲錶麵波傳感器
3章 光縴傳感器
4章 微機械傳感器
5章 傳感器技術的智能化發展
附錄
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《智能感知：突破性技術與前沿應用》 內容概述： 本書深入探討瞭傳感器技術的核心原理、最新進展及其在各行各業的廣泛應用。作為一本麵嚮未來、兼具理論深度與實踐指導意義的專業讀物，它不僅為讀者構建瞭紮實的傳感器技術知識體係，更著眼於當前及未來的技術趨勢，旨在啓發創新思維，推動行業發展。 第一部分：傳感器技術基礎理論 本書的開篇，我們首先構建一個堅實的理論基礎，為讀者深入理解復雜的傳感器技術打下堅實的地基。 傳感原理與分類： 詳細解析各種基本傳感原理，包括但不限於壓電效應、熱電效應、光電效應、磁緻伸縮效應、化學反應傳感等。我們將從微觀層麵剖析這些效應的物理和化學根源，並闡述它們如何轉化為可測量的電信號。同時，本書將對傳感器進行係統性的分類，從不同維度（如測量參數、工作原理、輸齣信號形式、應用領域等）進行梳理，幫助讀者建立清晰的認知框架。例如，我們將詳細介紹電阻式、電容式、電感式、半導體式、光學式、聲學式、生物式等各類傳感器的結構、工作機製以及各自的優缺點，為後續深入理解各類先進傳感器打下基礎。 關鍵性能參數與評估： 深入剖析傳感器性能評估的核心指標，如靈敏度、分辨率、精度、綫性度、遲滯、響應時間、穩定性、工作溫度範圍、功耗等。我們將詳細解釋每個參數的物理意義，介紹其量化方法和測試標準，並分析影響這些參數的因素。例如，在討論靈敏度時，不僅會給齣定義，還會分析材料選擇、結構設計、工作點設置等如何影響靈敏度。對於響應時間，則會深入探討其與傳感器內部物理過程、信號傳輸、處理電路等的關係。讀者將學會如何根據具體的應用需求，科學地選擇和評估傳感器的適用性，並理解不同性能參數之間的權衡與取捨。 信號調理與數據采集： 傳感器輸齣的原始信號往往需要經過一係列的信號調理過程纔能被後續的微處理器或數據分析係統有效利用。本書將詳細介紹信號調理電路的設計與實現，包括放大、濾波、阻抗匹配、隔離等關鍵技術。我們將講解不同類型信號（模擬、數字）的特點，以及如何根據信號特性設計最優的調理方案。此外，本書還將深入探討數據采集係統（DAS）的組成、工作原理和關鍵技術，包括模數轉換器（ADC）的選擇與應用、采樣率的確定、數據編碼與傳輸等。讀者將掌握如何構建一個高效、可靠的數據采集鏈路，確保傳感器數據的準確性和完整性。 傳感器材料與微製造技術： 優質的傳感器離不開先進的材料和精密的製造工藝。本書將重點介紹當前主流的傳感器功能材料，如壓電陶瓷、金屬氧化物、半導體材料（矽、鍺、III-V族化閤物、二維材料如石墨烯、MXene等）、光學材料、生物兼容材料等。我們將深入探討這些材料的物理化學性質，以及它們如何被應用於構建各類傳感器。同時，本書還將詳細介紹與傳感器製造相關的微加工技術，包括光刻、刻蝕、薄膜沉積、MEMS（微機電係統）製造工藝等。通過對材料科學和微製造技術的深入理解，讀者將能更好地把握未來傳感器發展的潛力與方嚮。 第二部分：新興傳感器技術與前沿探索 在掌握瞭基礎理論之後，本書將帶領讀者進入傳感器技術的尖端領域，探索那些正在改變世界的新興技術。 物聯網（IoT）與智慧傳感器： 聚焦物聯網時代對傳感器提齣的新需求。我們將詳細介紹適用於物聯網環境的各類傳感器，如低功耗傳感器、無綫傳感器節點、自供能傳感器、可穿戴傳感器等。本書將深入分析這些傳感器在數據傳輸、功耗管理、網絡集成等方麵的設計挑戰與解決方案。特彆是，我們將探討如何將傳感器與人工智能、邊緣計算等技術相結閤，構建“智慧傳感器”，實現數據的局部智能處理和自主決策，從而極大地提升物聯網係統的效率和智能化水平。 微型化與集成化傳感器： 隨著科技的進步，傳感器正朝著微型化、集成化的方嚮發展。本書將詳細介紹MEMS（微機電係統）技術在傳感器領域的應用，如何通過微納加工技術製造齣體積更小、性能更優、功耗更低的傳感器。我們將重點介紹微型慣性傳感器（如加速度計、陀螺儀）、微型壓力傳感器、微型光學傳感器、微流控生物傳感器等的原理、結構和製造工藝。此外，本書還將探討如何將多個傳感器集成到一個芯片上，形成多功能傳感器模塊，以及如何通過片上係統（SoC）技術實現傳感器與信號處理、通信功能的深度集成，以滿足日益增長的移動設備和可穿戴設備的需求。 柔性、可穿戴與生物傳感器： 探討麵嚮健康監測、人機交互等新興領域的柔性、可穿戴及生物傳感器技術。我們將介紹基於聚閤物、彈性體、導電縴維等柔性材料的傳感器設計與製造，以及它們在麯麵、不規則錶麵上的應用。本書將深入分析可穿戴傳感器在生理信號監測（如心率、體溫、血氧、腦電波等）、運動姿態捕捉、觸覺感知等方麵的技術進展。特彆地，我們將重點介紹生物傳感器，包括其工作原理、常用的生物識彆元件（如酶、抗體、DNA等）以及在疾病診斷、食品安全、環境保護等領域的應用前景。 新型傳感原理與材料探索： 展望傳感器技術的未來，本書將介紹一些前沿的傳感原理和新型材料。例如，量子傳感器在精度和靈敏度方麵的巨大潛力，包括量子點傳感器、NV色心傳感器等。還將探討基於新型二維材料（如石墨烯、MoS2）的傳感器，這些材料因其獨特的電學和光學特性，有望在氣體傳感、生物傳感、光傳感等領域帶來突破。此外，本書還將關注納米材料在增強傳感器性能方麵的作用，以及形狀記憶閤金、相變材料等在智能傳感應用中的探索。 第三部分：傳感器技術的行業應用與發展趨勢 本書的最後一章，我們將視角從技術本身轉嚮其在實際社會中的落地與影響，展望傳感器技術的未來發展藍圖。 工業自動化與智能製造： 深入分析傳感器在工業4.0和智能製造中的核心作用。本書將重點介紹各類工業傳感器，如接近傳感器、光電傳感器、力傳感器、扭矩傳感器、視覺傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器等在生産過程監控、質量檢測、機器人導航、故障預測等方麵的應用。我們將探討如何通過高精度、高可靠性、網絡化的傳感器，構建柔性生産綫，實現生産過程的智能化、自動化和數字化。 環境監測與智慧城市： 闡述傳感器在環境保護和智慧城市建設中的關鍵作用。本書將介紹各類環境傳感器，如空氣質量監測傳感器（PM2.5、VOCs、CO2等）、水質監測傳感器（pH、濁度、溶解氧、重金屬等）、土壤傳感器、噪聲傳感器等，及其在汙染源追蹤、生態係統健康評估、災害預警等方麵的應用。同時，我們將探討傳感器在智慧城市基礎設施（如智能交通、智能照明、智能安防、智能管網）中的部署和應用，以及如何通過傳感器網絡實現城市運行狀態的實時感知和智能管理，提升城市宜居性和可持續性。 醫療健康與生命科學： 聚焦傳感器在醫療健康領域的革新性應用。本書將詳細介紹用於疾病診斷、健康監測、藥物遞送、康復治療等方麵的傳感器技術，包括微創傳感器、植入式傳感器、體外診斷傳感器、可穿戴健康監測設備等。我們將探討生物傳感器、化學傳感器在早期疾病篩查、個性化醫療、精準治療等方麵的巨大潛力。此外，本書還將介紹傳感器在生命科學研究中的應用，如細胞成像、基因測序、生物過程實時監測等，為科學研究提供強大的工具支持。 汽車電子與自動駕駛： 深入分析傳感器在現代汽車技術，特彆是自動駕駛領域的革命性貢獻。本書將重點介紹應用於汽車的各類傳感器，包括雷達、激光雷達（LiDAR）、攝像頭、超聲波傳感器、慣性測量單元（IMU）、GNSS（全球導航衛星係統）等。我們將詳細解析這些傳感器的工作原理、技術參數、成本效益以及它們在環境感知、目標識彆、路徑規劃、車輛控製等方麵的協同作用。本書還將探討傳感器在車聯網（V2X）通信中的作用，以及如何構建一個全麵、可靠的感知係統，為實現高級彆自動駕駛提供技術保障。 未來發展趨勢與挑戰： 展望傳感器技術的未來發展方嚮。本書將對傳感器領域的關鍵技術趨勢進行預測，包括更高的集成度、更低的功耗、更強的自適應能力、更廣泛的互聯互通性、以及更深入的人工智能融閤。同時，本書也將客觀分析傳感器技術發展過程中麵臨的挑戰，如成本控製、功耗優化、數據安全與隱私保護、標準化與互操作性、以及環境適應性等。最終，本書旨在激發讀者對傳感器技術未來發展的思考，並鼓勵他們在相關領域進行更深入的研究與創新。 本書的特點： 內容全麵深入： 涵蓋瞭傳感器技術的基礎理論、前沿技術和廣泛應用，力求為讀者提供一個完整、係統的知識體係。 理論與實踐相結閤： 在講解理論知識的同時，注重結閤實際案例和工程應用，幫助讀者理解技術落地的可行性。 緊扣技術前沿： 關注當前和未來的技術發展趨勢，對新興傳感器技術進行瞭深入的探討。 結構清晰，邏輯性強： 內容組織閤理，從基礎到前沿，再到應用，層層遞進，便於讀者理解和學習。 圖文並茂： 包含大量插圖、示意圖和錶格，直觀地展示復雜的概念和技術細節。 目標讀者： 本書適閤於高等院校電子工程、自動化、計算機科學、材料科學、生物工程等相關專業的本科生、研究生，以及從事傳感器研發、設計、製造、應用和技術管理的工程師、科研人員和技術愛好者。無論您是初學者還是資深專傢，都將從中獲益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵采用瞭簡約又不失深邃的藍色調，配閤著精緻的綫條勾勒齣的電路圖樣，一下子就抓住瞭我的眼球。初次翻閱時，我就被它清晰的排版和閤理的章節劃分所吸引。作者似乎非常理解初學者在麵對復雜技術時的睏惑，他們在理論闡述上做到瞭深入淺齣，不會一上來就拋齣晦澀難懂的公式，而是先用生活中的實例或者直觀的圖示來構建一個清晰的認知框架。比如，在講解壓力傳感器的基本原理時，他們沒有直接跳入半導體物理的細節，而是先用一個簡單的水箱水位監測的場景來引入，讓人很容易就能把握住“輸入-處理-輸齣”的核心流程。而且，書中對各種傳感器的分類和特性對比做得非常到位，那種並列式的講解，使得我在短時間內就能對不同技術路綫的優缺點形成一個宏觀的認識，這對於我後續選擇閤適的傳感器進行項目開發至關重要。更值得稱贊的是，書中的插圖質量極高，不僅數量多，而且標注清晰，很多復雜的結構都能通過這些圖示被瞬間理解，這比單純閱讀文字描述高效得多。整體而言，這本書在“入門友好度”和“視覺體驗”上都做到瞭上乘，讓人有種迫不及待想要深入學習下去的衝動。

評分☆☆☆☆☆

作為一名有著多年電子工程實踐經驗的工程師，我通常對教材類的書籍抱有一種審慎的態度，因為很多書架上的“經典”往往是理論的堆砌，缺乏與實際工程問題的有效對接。然而，這本書在實踐案例的選取上展現齣瞭極高的水準。它不僅僅停留在“是什麼”的層麵，更深入地探討瞭“怎麼用好”和“在哪裏會齣問題”。我特彆留意瞭關於抗乾擾和信號調理的部分，這通常是傳感器應用中最讓人頭疼的環節。書中對噪聲源的分類，以及針對性的濾波策略，寫得非常詳盡且具有可操作性。它沒有提供萬能的公式，而是基於不同的電磁環境和信號特性，給齣瞭不同的工程建議，比如何時使用差分信號傳輸，何時需要進行光耦隔離等，這些都是在真實工廠環境中反復驗證過的“金標準”。書中還穿插瞭一些“避坑指南”，用粗體字標記齣一些常見的誤區，比如錯誤的接地方式可能導緻測量精度大幅下降，這對於節約我們的試錯成本是無價的寶貴經驗。這種從實踐中提煉齣來的智慧，使得這本書遠超一本普通的教科書，更像是一本貼近一綫的工程師手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書在內容深度和廣度上的平衡把握得堪稱藝術。它既覆蓋瞭傳統的光、電、磁、熱等基礎物理量傳感器，又沒有落後於時代，對新興的MEMS技術和物聯網（IoT）相關的智能傳感器如環境監測、生物傳感等方麵也進行瞭相當篇幅的介紹。最讓我欣賞的是，作者在介紹新興技術時，並沒有僅僅停留在概念的羅列，而是深入剖析瞭其背後的關鍵技術瓶頸和未來發展趨勢。例如，在談到氣體傳感器時，他們不僅介紹瞭傳統的電化學式和半導體式，還引入瞭基於微流控和錶麵聲波（SAW）技術的新型傳感器，並對比瞭它們在響應速度和選擇性上的優劣。這種前瞻性的視角，讓我意識到這本書並非“過時的知識集閤”，而是真正與行業脈搏同步的讀物。對於一個希望職業生涯能夠持續進階的技術人員來說，擁有這樣一本能夠引導我們看到未來技術方嚮的書籍，比掌握幾套現有的標準流程更有價值。它拓寬瞭我的技術視野，讓我能夠站在更高的維度去思考解決方案的創新性。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書在教學體係的構建上，體現齣一種非常嚴謹的邏輯鏈條。它不是孤立地介紹每一種傳感器，而是將它們嵌入到一個完整的“係統思維”框架之中。例如，在講解完溫度傳感器的精度和漂移特性之後，緊接著就會討論如何通過軟件算法（比如卡爾曼濾波或簡單的綫性補償）來校正這些由器件固有特性帶來的誤差。這種“硬件缺陷-軟件補償”的互補式講解，非常符閤現代嵌入式係統集成的實際需求。此外，書中的習題設計也頗具匠心，它們通常不是簡單的公式套用，而是需要綜閤運用前幾章知識纔能解決的綜閤性問題。我嘗試做瞭幾道課後思考題，發現它們往往模擬瞭實際工程中的限製條件，比如“在隻有5V供電，且要求10位精度的情況下，如何設計ADC的輸入前端”，這類問題迫使我必須將理論知識與係統預算緊密結閤起來，極大地鍛煉瞭我的係統級設計能力。這種層層遞進、環環相扣的編排方式，使得學習過程本身就是一次結構化的工程訓練。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗的舒適度，往往決定瞭一本書能否被真正“啃”下來。這本書在這方麵做得非常人性化。紙張的選擇偏嚮於啞光質感，有效地減少瞭長時間閱讀時屏幕或燈光下的反光，對保護視力很有幫助。更重要的是，它的專業術語注釋係統非常完善。對於一些跨學科的專業名詞，比如涉及材料學或控製論的特定術語，作者通常會在首次齣現時提供一個簡短的側邊欄解釋，而不是強製要求讀者去查閱附錄或通過上下文推斷。這種“即時反饋”的學習機製，極大地降低瞭閱讀的認知負荷，使我可以長時間保持在對核心技術概念的理解上，而不被陌生的詞匯卡住節奏。另外，書中對公式和推導過程的排版非常乾淨利落，關鍵步驟都有明確的邏輯箭頭連接，不會讓人在復雜的數學推導中迷失方嚮。這種對細節的極緻關注，最終匯聚成一種令人愉悅且高效的學習體驗，讓人感覺作者不僅是技術專傢，更是一位懂得如何有效溝通知識的優秀教育傢。