感測技術基礎(第4版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫傳友著 著

圖書標籤:

• 傳感器
• 感測技術
• 測量技術
• 電子技術
• 物理學
• 工程技術
• 自動化
• 儀器儀錶
• 第四版
• 教材

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121250408

商品編碼：29730207140

包裝：平裝

齣版時間：2015-05-01

基本信息

書名：感測技術基礎(第4版)

定價：39.0元

作者：孫傳友著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2015-05-01

ISBN：9787121250408

字數：486000

頁碼：

版次：4

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本書將內容聯係緊密的傳感器技術、自動檢測技術、電子測量技術等課程的主要內容，有機整閤成一門課程。全書分四部分（共15章）：常見電量測量、傳感器原理、常見非電量電測量、感測新技術簡介。本書附有例題和習題。全書習題解答和與本教材配套的大量教學輔導資料可從網上(也可以掃描書上的二維碼)免費下載。

內容提要

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    本書為普通高等教育“十一五”規劃教材和湖北省精品課程教材《感測技術基礎》的第4版。本書將內容聯係緊密的傳感器技術、自動檢測技術、電子測量技術等課程的主要內容，有機整閤成一門課程。全書分四部分（共15章）: 常見電量測量（電壓電流和功率測量、頻率時間和相位測量、電阻電容和電感測量）、傳感器原理（阻抗型傳感器、電壓型傳感器、光電傳感器、半導體傳感器、數字式傳感器、波式和射綫式傳感器）、常見非電量電測法（幾何量電測法、機械量電測法、熱工量電測法、成分與含量電測法）、感測新技術簡介。本書的例題解析、習題解答以及與本教材配套的大量教學輔導資料都可從指定網站免費下載。

目錄

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作者介紹

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    湖北省荊州市長江大學電子信息學院,1968年8月畢業於哈爾濱工業大學無綫電工程係。1970-1980在電子工業部1441研究所從事電子儀器研製工作。1980年調入長江大學電子信息學院。1987年、1992年先後作為訪問學者去美國和瑞典。1997年晉升為教授。

文摘

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序言

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前  言

　　本教材把傳感器技術、自動檢測技術和電子測量技術等課程的主要內容有機整閤為一門課程。這樣“整閤”不僅加強瞭課程內容間的“聯係與綜閤”，“避免脫節和不必要的重復”，大大節省瞭學時，而且也有利於“拓寬學生的專業麵，培養學生的創新能力”。本教材在內容編排上又特彆注意歸納共性、總結規律，化“多而繁”為“少而簡”，啓發和誘導學生的創新思維。因此受到中國工程院院士、天津大學葉聲華教授等專傢和廣大師生的好評，被遴選為“十一五”規劃教材和湖北省精品課程教材。目前，本書、2、3版纍計已印刷15次，已有數十所高校選用本書作為教材，有些重點大學還指定本書為博士生入學考試參考書或碩士生入學考試參考書。
　　為瞭使本書能跟上感測技術的發展，更好地適應今後的教學工作，本書第4版在保持前3版的特色和體係基本不變的前提下，對第3版的內容和排版形式都進行瞭修訂。調整瞭部分章節的內容和順序，增加瞭微波傳感器、聲錶麵波傳感器、智能傳感器、網絡傳感器及物聯網傳感器技術等內容。第4版刪去瞭兩個附錄，並把“《感測技術基礎》（第4版）例題解析”和“《感測技術基礎》（第4版）習題解答”兩個文檔上傳到文庫和華信教育資源網，供讀者瀏覽和免費下載，以方便教師教學和學生自學。我們仍然建議學生在做作業時，先不要看習題答案，自己獨立思考地做完後，再與習題答案對比，自己給自己的作業批改和打分，自己發現學習中的問題自己糾正。任課教師可以檢查和記錄學生自己完成和批改作業的情況，利用課堂小測驗和期末考試考核學生學習的效果。這樣把作業主動權交給學生，有利於培養學生的自學能力和提高學生的學習自覺性。
　　我們還建議學生不要隻忙於應付作業和考試，而要在課外多收集一些感測技術應用的實例進行剖析，自己動手搞一些小製作小發明，還可把自己的研究心得撰寫成論文在科技期刊上發錶甚至申報，多創造些社會認可的成果以提升自己今後在人纔市場的競爭力。
　　為此，我們除瞭編寫與本教材配套的CAI課件、電子教案、實驗指導、例題匯集、試題匯集等教輔資料外，還收集整理瞭案例教學、雙語教學、論文選讀、參考圖書、産品說明以及學生學習本課程後發錶的論文和作品等大量參考資料。所有這些資料都全部掛在“感測技術”精品課程網站，供師生和讀者免費下載。
　　本書第四版由長江大學孫傳友教授和吳愛平博士編著，其中新增加的1.4節、2.4節、9.2節、9.3節、14.2節和14.3節由吳愛平編寫，其餘章節和例題習題解答均由孫傳友負責修訂。
　　本課程建設過程中，先後得到西安交通大學萬明習教授、華中科技大學楊坤濤教授和天津大學葉聲華院士的大力支持與幫助。本書在編寫和修改過程中，參考瞭多種有關文獻。在此，謹嚮這些專傢、長江大學有關領導及參考文獻的作者，一並錶示誠摯的謝意。
　　由於作者水平有限，缺點和錯誤在所難免，懇請廣大讀者批評指正。
　　 
　　作 者
　　2014年11月

《傳感器原理與應用》 一、 傳感器技術概覽 傳感器，作為現代工業、科學研究乃至日常生活不可或缺的“觸角”，其重要性日益凸顯。它們是將物理、化學、生物等外界信息轉化為可被電子係統識彆和處理的電信號的關鍵環節。從微觀的納米尺度到宏觀的宇宙空間，傳感器的身影無處不在，它們如同人類的感官一樣，幫助我們感知、理解並與周圍的世界互動。 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的傳感器技術基礎知識體係，內容涵蓋瞭傳感器的基本原理、關鍵技術、主流類型以及廣泛的應用領域。我們力求以清晰易懂的語言，結閤豐富的實例，幫助讀者建立紮實的理論根基，並能將其應用於實際問題的分析與解決。 二、 傳感器的工作原理 傳感器的核心在於其“感受”和“轉換”能力。所謂“感受”，是指傳感器能夠對外界的某種物理量或化學量（如溫度、壓力、光強、濕度、氣體濃度等）産生響應。這種響應通常是通過傳感器內部特定的敏感材料或結構來實現的，這些材料的物理或化學性質會隨著被測量的變化而發生可預測的變化。 “轉換”則是指將這種由被測量引起的敏感材料的物理或化學變化，通過某種機製轉化為可測量、可記錄的電信號，如電壓、電流、電阻、電容、頻率等。這種能量的轉換過程是傳感器工作的關鍵，也是其價值所在。不同的傳感器技術采用不同的轉換機製，例如： 壓阻效應： 某些材料的電阻率會隨著施加在其上的機械應力而改變。例如，矽壓阻傳感器就是利用這一原理將壓力轉化為電阻變化，進而測量得到壓力值。 電容效應： 介電材料的電容會隨著其與電極之間距離或介電常量的變化而變化。例如，電容式壓力傳感器就是通過測量電極間距變化引起的電容變化來感知壓力。 壓電效應： 某些晶體材料在受到機械應力時會産生電荷，或者在外加電場時會發生形變。壓電式傳感器廣泛應用於加速度計、麥剋風等領域。 熱電效應（塞貝剋效應）： 兩種不同導體或半導體連接形成閉閤迴路時，若連接點存在溫差，迴路中就會産生電動勢。熱電偶就是利用這一原理測量溫度。 光電效應： 光照射到某些材料上會引起電學性質的變化。例如，光敏電阻的電阻會隨著光強的增加而減小，光電二極管和光電三極管則利用光生伏特效應和光電導效應將光信號轉換為電流信號。 化學敏感效應： 某些材料的電學性質（如電阻、電容、電位）會隨著與之相互作用的化學物質的濃度或性質而改變。氣體傳感器、pH傳感器等屬於此類。 理解這些基本的工作原理，是掌握各類傳感器技術的基礎。本書將對這些核心原理進行詳細的闡述，並通過圖示和數學模型加以說明。 三、 傳感器的分類與特點 傳感器種類繁多，可以從不同角度進行分類： 1. 按能量轉換方式分類： 有源傳感器： 需要外部電源供電纔能工作，輸齣信號是能量被放大的結果。例如，壓阻式傳感器、電容式傳感器。 無源傳感器： 不需要外部電源，自身就能將受到的被測量轉化為電信號。例如，熱電偶、壓電傳感器。 2. 按輸齣信號形式分類： 模擬傳感器： 輸齣連續變化的模擬信號（如電壓、電流）。 數字傳感器： 輸齣離散的數字信號，通常已經內置瞭模數轉換器（ADC）。 3. 按被測量物理量分類： 這是最常見的分類方式，也是本書重點介紹的內容，包括但不限於： 溫度傳感器： 熱電偶、熱敏電阻（NTC/PTC）、鉑電阻（RTD）、紅外傳感器、半導體溫度傳感器等。 壓力傳感器： 壓阻式、電容式、應變片式、壓電式、薄膜式等。 位移傳感器： 綫性可變微分變壓器（LVDT）、電位計式、霍爾效應式、光學尺、超聲波式等。 力傳感器： 應變片式力傳感器、壓電式力傳感器、電磁力傳感器等。 流量傳感器： 渦輪式、電磁式、超聲波式、熱式、科裏奧利式等。 液位傳感器： 浮球式、電容式、超聲波式、雷達式、磁緻伸縮式等。 光傳感器： 光敏電阻、光電二極管、光電三極管、CCD/CMOS圖像傳感器等。 氣體傳感器： 半導體氣體傳感器、電化學氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器等。 濕度傳感器： 電容式濕度傳感器、電阻式濕度傳感器、乾濕球溫度計等。 聲傳感器： 麥剋風（駐極體、動圈式、壓電式等）。 加速度傳感器： 壓電式、壓阻式、電容式、MEMS（微機電係統）加速度計等。 磁傳感器： 霍爾效應傳感器、磁阻傳感器、磁緻伸縮傳感器等。 每種傳感器都有其獨特的優點和局限性，例如靈敏度、精度、響應速度、工作溫度範圍、抗乾擾能力、成本等。本書將對這些關鍵參數進行詳細解釋，並指導讀者如何根據具體的應用需求選擇閤適的傳感器。 四、 傳感器的關鍵技術與發展趨勢 傳感器技術的進步是多方麵的，包括： 敏感材料的創新： 新型敏感材料的研發，如納米材料、智能材料，能夠提供更高的靈敏度、選擇性和穩定性。 微型化與集成化： 隨著MEMS技術的成熟，傳感器正變得越來越小巧，並能集成到芯片上，實現多功能集成，降低成本。 智能化與網絡化： 智能傳感器具備一定的信號處理、數據存儲和通信能力，能夠自主完成數據采集、校準和診斷。網絡化傳感器則能方便地接入物聯網（IoT）平颱，實現遠程監測和控製。 低功耗設計： 尤其是在移動設備和無綫傳感器網絡中，低功耗是關鍵，這推動瞭低功耗傳感器的設計和製造。 自校準與自適應技術： 傳感器能夠自動補償環境變化帶來的誤差，或根據工作條件進行自我調整，提高長期可靠性。 多傳感融閤： 將來自不同類型傳感器的數據進行融閤處理，可以剋服單一傳感器的不足，提高信息獲取的準確性和全麵性。 未來，傳感器技術將朝著更加集成化、智能化、網絡化、微型化和低功耗化的方嚮發展，並在自動駕駛、智慧醫療、環境監測、智能傢居等領域發揮更加關鍵的作用。 五、 傳感器的應用領域 傳感器的應用幾乎滲透到所有行業和領域： 工業自動化： 用於過程控製、産品質量檢測、設備狀態監測，提高生産效率和安全性。例如，在石油化工、冶金、電力等行業，壓力、溫度、流量、液位傳感器是必不可少的。 汽車電子： 用於發動機管理、安全係統（ABS、ESP）、導航、環境感知（ADAS），提升駕駛性能和安全性。例如，氧傳感器、麯軸位置傳感器、胎壓傳感器。 醫療健康： 用於疾病診斷、生理參數監測、藥物研發。例如，血糖傳感器、心電圖傳感器、血氧傳感器。 環境保護： 用於監測空氣和水質汙染物、土壤狀況、氣候變化。例如，氣體傳感器、pH傳感器、雷達氣象傳感器。 航空航天： 用於飛行器姿態控製、導航、環境監測。例如，陀螺儀、加速度計、高度計。 消費電子： 用於智能手機、穿戴設備、智能傢居産品。例如，光綫傳感器、加速度計、陀螺儀、指紋傳感器。 農業科技： 用於土壤濕度監測、作物生長環境控製、病蟲害預警。 科學研究： 在物理、化學、生物、地質等各個領域，傳感器都是進行實驗和觀測的重要工具。 本書將選取若乾典型的應用案例，詳細分析傳感器在其中的具體作用和實現方式，幫助讀者理解理論與實踐的結閤。 六、 讀者對象與學習建議 本書適閤於電子信息工程、自動化、測控技術、物理、化學等相關專業的本科生、研究生，以及從事傳感器研發、設計、應用和維護的工程師和技術人員。 為瞭更好地學習本書內容，建議讀者具備一定的模擬電子技術、數字電子技術和微處理器基礎。學習過程中，可以通過動手實踐、模擬仿真等方式加深理解，並積極關注傳感器領域的最新動態和研究進展。 本書的編寫旨在提供一個堅實的起點，引導讀者走進精彩紛呈的傳感器世界，激發對傳感器技術的深入探索和創新應用。

評分☆☆☆☆☆

如果要用一個詞來概括這本書的知識深度，那一定是“平衡”。它成功地在理論的嚴謹性與工程應用的廣度之間找到瞭一個絕妙的支點。對於那些希望深入研究底層物理機製的讀者，書中對效應的物理本質、數學建模過程的推導詳略得當，絲毫不含糊，很多前沿文獻中纔提及的細微差彆，在這裏都有瞭清晰的論述。然而，如果隻是需要快速掌握某一類傳感器的選型和集成，這本書提供的各種性能參數對比錶格和典型應用案例也足夠詳盡和實用。我注意到，與市麵上很多隻關注單一技術路綫的書籍不同，這本書對多種主流技術路綫的優劣勢進行瞭公正的橫嚮比較，沒有明顯的偏袒，這對於我們進行多方案評估時提供瞭非常客觀的參考框架。它不隻是告訴你“是什麼”，更重要的是教會你“為什麼是這樣”，以及“在實際中應該如何選擇”。這種“知其然，更知其所以然”的教育理念，讓這本書的價值遠超一本普通的參考手冊，更像是一位經驗豐富的老工程師的悉心教導。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本“教材”，更像是一份“路綫圖”。它清晰地勾勒齣瞭當前領域的研究熱點和未來發展趨勢。在討論到特定傳感器的精度極限時，作者並沒有止步於介紹當前已實現的最高水平，而是相當深入地探討瞭哪些基礎物理瓶頸尚待突破，甚至隱晦地指齣瞭幾個可能的研究方嚮。這種前瞻性在很多基礎理論書籍中是比較少見的，它們往往更側重於鞏固既有知識體係。這本書的編排結構，似乎就是為瞭培養下一代研究人員而設計的——先打下堅實的基礎，然後引導你看到更遠處的山峰。它提供瞭一套嚴密的分析和評估工具箱，讓人在麵對新興技術時，不會感到茫然失措，而是能夠迅速套用書中的理論框架去進行批判性分析。對於希望從事相關領域研發工作的人來說，這本書的份量，不言而喻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格簡直是教科書中的一股清流，它沒有陷入那種堆砌術語的泥潭，而是采取瞭一種非常貼近工程實踐的講解方式。作者似乎非常瞭解初學者在麵對理論時容易産生的睏惑點，總能在關鍵的概念引入時，穿插一些簡短但極具啓發性的“思考題”或者“實際應用背景介紹”。比如，在講解某類傳感器的噪聲抑製原理時，作者沒有直接拋齣復雜的傅裏葉變換公式，而是先用一個生活化的例子——比如在一個嘈雜環境中分辨朋友聲音的情景——來類比，讓人瞬間抓住瞭核心的“信噪比”概念，然後再逐步過渡到數學模型，這種層層遞進的方式，極大地降低瞭理解門檻。行文間，語言的組織邏輯流暢得像是專業人士在進行一次高質量的技術講座，偶爾還會冒齣一些帶著幽默感的比喻，讓枯燥的理論學習過程變得生動起來。我特彆欣賞它在章節末尾設置的“拓展閱讀”和“自測習題”部分，它們的設計並非簡單的重復，而是引導讀者去思考理論在更廣闊領域的應用和延伸，真正做到瞭學以緻用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計確實下瞭不少心思，封麵選用瞭深邃的藍色調，搭配簡潔的白色和橙色字體，在視覺上給人一種既專業又不失活力的感覺。書脊部分的處理也很紮實，即便是經常翻閱，頁腳也沒有齣現明顯的磨損痕跡，這對於一本工具書來說是非常重要的品質體現。內頁紙張的質感相當不錯，不是那種廉價的反光紙，印刷清晰度極高，即便是細小的圖錶和公式也能看得一清二楚，長時間閱讀下來，眼睛的疲勞感明顯減輕瞭。特彆是書中那些復雜的係統結構圖和原理示意圖，綫條的粗細和灰度過渡處理得非常到位，層次感分明，這極大地幫助我理解那些抽象的概念。裝訂方麵，我特意試著將它完全攤平，發現它能保持一個相對平坦的狀態，這對於需要在實驗颱上對照參考時非常方便，不會因為書本閤攏而影響閱讀體驗。整體來說，從拿到手的觸感到實際使用的感受，這本書在硬件上的投入和對細節的關注，都體現瞭齣版方對知識載體的尊重，讓人願意把它放在手邊，時常翻閱。那種沉甸甸的質感，也仿佛在無聲地訴說著內容的厚重與可靠性。

評分☆☆☆☆☆

我尤其想為這本書的圖錶質量點贊。在涉及到復雜信號處理流程和傳感器內部結構剖析時，文字描述往往顯得力不從心，但這本書的圖示部分完全彌補瞭這一點。那些流程圖，色彩運用剋製而有效，關鍵路徑用粗體或不同顔色標注，使得信息流嚮一目瞭然，即使是多層嵌套的反饋迴路，也能通過巧妙的空間布局被清晰地解構。很多圖例都是原創性的，而不是簡單地從其他地方拼湊或截取的低分辨率圖像，綫條的銳度和清晰度都達到瞭齣版級的標準。舉例來說，書中關於某一特定光學傳感器的光路設計圖，不僅標注瞭關鍵元件的相對位置，還用光綫軌跡的顔色變化來指示不同波長的光束分離過程，這種細節處理，對於理解其核心工作原理是決定性的。我曾經花瞭很多時間去搜索網絡上其他資源的類似圖示，但很少有能達到這種直觀和準確性的，這無疑是這本書作為權威參考資料的重要加分項。