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孙传友著 著

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• 测量技术
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• 化学传感器
• 生物传感器
• 信号调理
• 数据采集
• 自动化
• 工业控制

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121250408

商品编码：29730399349

包装：平装

出版时间：2015-05-01

基本信息

书名:感测技术基础(第4版)

定价：39.0元

售价：27.3元,便宜11.7元,折扣70

作者:孙传友著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-05-01

ISBN：9787121250408

字数：486000

页码：

版次：4

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书将内容联系紧密的传感器技术、自动检测技术、电子测量技术等课程的主要内容，有机整合成一门课程。全书分四部分（共15章）：常见电量测量、传感器原理、常见非电量电测量、感测新技术简介。本书附有例题和习题。全书习题解答和与本教材配套的大量教学辅导资料可从网上(也可以扫描书上的二维码)免费下载。

内容提要

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    本书为普通高等教育“十一五”规划教材和湖北省精品课程教材《感测技术基础》的第4版。本书将内容联系紧密的传感器技术、自动检测技术、电子测量技术等课程的主要内容，有机整合成一门课程。全书分四部分（共15章）: 常见电量测量（电压电流和功率测量、频率时间和相位测量、电阻电容和电感测量）、传感器原理（阻抗型传感器、电压型传感器、光电传感器、半导体传感器、数字式传感器、波式和射线式传感器）、常见非电量电测法（几何量电测法、机械量电测法、热工量电测法、成分与含量电测法）、感测新技术简介。本书的例题解析、习题解答以及与本教材配套的大量教学辅导资料都可从指定网站免费下载。

目录

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作者介绍

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    湖北省荆州市长江大学电子信息学院,1968年8月毕业于哈尔滨工业大学无线电工程系。1970-1980在电子工业部1441研究所从事电子仪器研制工作。1980年调入长江大学电子信息学院。1987年、1992年先后作为访问学者去美国和瑞典。1997年晋升为教授。

文摘

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序言

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前  言

　　本教材把传感器技术、自动检测技术和电子测量技术等课程的主要内容有机整合为一门课程。这样“整合”不仅加强了课程内容间的“联系与综合”，“避免脱节和不必要的重复”，大大节省了学时，而且也有利于“拓宽学生的专业面，培养学生的创新能力”。本教材在内容编排上又特别注意归纳共性、总结规律，化“多而繁”为“少而简”，启发和诱导学生的创新思维。因此受到中国工程院院士、天津大学叶声华教授等专家和广大师生的好评，被遴选为“十一五”规划教材和湖北省精品课程教材。目前，本书、2、3版累计已印刷15次，已有数十所高校选用本书作为教材，有些重点大学还指定本书为博士生入学考试参考书或硕士生入学考试参考书。
　　为了使本书能跟上感测技术的发展，更好地适应今后的教学工作，本书第4版在保持前3版的特色和体系基本不变的前提下，对第3版的内容和排版形式都进行了修订。调整了部分章节的内容和顺序，增加了微波传感器、声表面波传感器、智能传感器、网络传感器及物联网传感器技术等内容。第4版删去了两个附录，并把“《感测技术基础》（第4版）例题解析”和“《感测技术基础》（第4版）习题解答”两个文档上传到文库和华信教育资源网，供读者浏览和免费下载，以方便教师教学和学生自学。我们仍然建议学生在做作业时，先不要看习题答案，自己独立思考地做完后，再与习题答案对比，自己给自己的作业批改和打分，自己发现学习中的问题自己纠正。任课教师可以检查和记录学生自己完成和批改作业的情况，利用课堂小测验和期末考试考核学生学习的效果。这样把作业主动权交给学生，有利于培养学生的自学能力和提高学生的学习自觉性。
　　我们还建议学生不要只忙于应付作业和考试，而要在课外多收集一些感测技术应用的实例进行剖析，自己动手搞一些小制作小发明，还可把自己的研究心得撰写成论文在科技期刊上发表甚至申报，多创造些社会认可的成果以提升自己今后在人才市场的竞争力。
　　为此，我们除了编写与本教材配套的CAI课件、电子教案、实验指导、例题汇集、试题汇集等教辅资料外，还收集整理了案例教学、双语教学、论文选读、参考图书、产品说明以及学生学习本课程后发表的论文和作品等大量参考资料。所有这些资料都全部挂在“感测技术”精品课程网站，供师生和读者免费下载。
　　本书第四版由长江大学孙传友教授和吴爱平博士编著，其中新增加的1.4节、2.4节、9.2节、9.3节、14.2节和14.3节由吴爱平编写，其余章节和例题习题解答均由孙传友负责修订。
　　本课程建设过程中，先后得到西安交通大学万明习教授、华中科技大学杨坤涛教授和天津大学叶声华院士的大力支持与帮助。本书在编写和修改过程中，参考了多种有关文献。在此，谨向这些专家、长江大学有关领导及参考文献的作者，一并表示诚挚的谢意。
　　由于作者水平有限，缺点和错误在所难免，恳请广大读者批评指正。
　　 
　　作 者
　　2014年11月

《感测技术基础（第4版）》是一部全面深入地介绍现代感测技术原理、设计与应用的经典教材。本书旨在为读者构建一个扎实的感测技术理论基础，并引导他们掌握实际应用所需的关键知识与技能。本书内容涵盖了从最基本的感测原理到复杂的高级感测系统设计，力求做到既有理论深度，又贴近工程实践。 核心内容概述： 本书结构清晰，逻辑严谨，循序渐进地引导读者理解感测技术的核心概念。 第一部分：感测原理与基础模型 绪论： 详细阐述了感测技术的定义、重要性、发展历程以及在各个领域（如工业自动化、环境保护、医疗健康、智能家居、自动驾驶等）的广泛应用。本部分还将探讨感测器在物联网（IoT）和人工智能（AI）时代的关键作用，强调其作为信息采集“眼睛”和“耳朵”的基础性地位。 感测器分类与选择： 系统地介绍了各类感测器的基本分类方法，如按工作原理（压阻式、电容式、电感式、光学式、声学式、化学式等）、按测量对象（位移、力、压力、温度、湿度、光、声音、气体、生物信号等）以及按输出信号类型（模拟、数字）。在此基础上，本书提供了感测器选择的详细指南，包括考虑因素（精度、分辨率、响应时间、工作范围、环境适应性、功耗、成本等）和权衡方法，帮助读者根据具体应用需求做出最优决策。 信号的产生与转换： 深入解析了物理量如何转化为电信号的过程，重点介绍了电阻、电容、电感、电压、电流、电荷等基本电参量在感测器中的应用。对于压阻效应、压电效应、热电效应、霍尔效应、光电效应、磁致伸缩效应等关键物理现象，本书都进行了细致的理论阐述和数学建模，并辅以典型感测器实例进行说明。 信号的放大与调理： 探讨了感测器输出信号的普遍特点，如信号微弱、噪声干扰大、线性度差、阻抗不匹配等，并详细介绍了信号放大电路（如运算放大器、仪表放大器）的设计与选择，以及滤波器（低通、高通、带通、带阻）在抑制噪声、提取有用信号方面的作用。此外，还涉及信号隔离、线性化、增益控制等关键信号调理技术。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 阐述了模拟信号向数字信号转换的需求，深入讲解了ADC的原理、分类（如逐次逼近型、Σ-Δ型、比较器型）及其关键参数（分辨率、采样率、非线性度、失调）。同时，也介绍了DAC的原理和应用，为后续的数字信号处理奠定基础。 第二部分：典型感测器技术详解 位移与位置感测器： 涵盖了线性位移、角位移、角度等测量技术。详细介绍了电位计、线性变压器（LVDT）、旋转变压器、编码器（光学、磁性）、霍尔效应传感器、超声波传感器、激光测距传感器等的工作原理、结构特点、优缺点和应用场景。 力、压力与应变感测器： 重点讲解了应变片式传感器、压力传感器（压阻式、电容式、压电式）、力传感器、扭矩传感器的工作原理。深入分析了不同压力传感器在测量静态、动态压力时的性能差异，以及应变片在测量形变与力的传递中的应用。 温度感测器： 详细介绍了热电偶、热敏电阻（NTC、PTC）、电阻温度探测器（RTD）、集成温度传感器（如LM35、DS18B20）等多种温度感测器的原理、特点、适用范围和选择依据。本书还将讨论温度补偿和非接触式温度测量技术（如红外测温）。 流体参数感测器： 涵盖了流量、液位、压力等流体参数的测量。详细介绍了涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、差压式流量计，以及浮球式、电容式、超声波液位计等。 光学感测器： 深入探讨了光电二极管、光电晶体管、CCD、CMOS图像传感器、光敏电阻、光敏耦合器等光学元件的工作原理和应用。重点介绍了图像采集、光强测量、颜色识别等技术。 声学与振动感测器： 介绍了麦克风、压电式加速度计、速度传感器、位移传感器等用于测量声音和振动的感测器。讨论了振动分析在设备状态监测和故障诊断中的应用。 化学与生物感测器： 概述了气体传感器（如催化燃烧式、电化学式、半导体式）、pH传感器、湿度传感器、以及新兴的生物传感器（如酶传感器、抗体传感器）等。本书将重点介绍这些传感器在环境监测、食品安全、医疗诊断等领域的应用。 磁性与电磁感测器： 详细介绍了霍尔效应传感器、磁阻传感器、GMR/TMR传感器等，以及它们在位移、电流、磁场测量中的应用。 第三部分：感测系统设计与应用 感测系统架构： 介绍了典型的感测系统构成，包括感测器、信号调理电路、数据采集系统（DAQ）、微处理器/控制器、数据处理与显示单元等。探讨了不同感测系统在设计上的权衡，如分布式与集中式架构、有线与无线连接。 微控制器与嵌入式系统： 讲解了微控制器（MCU）在感测系统中的核心作用，包括数据采集、信号处理、控制输出等。介绍了常见的MCU架构（如ARM、AVR）、接口技术（I2C、SPI、UART）以及嵌入式软件开发的基础知识。 数据处理与算法： 探讨了对采集到的原始数据进行处理的技术，包括数字滤波、特征提取、数据融合、模式识别等。重点介绍了卡尔曼滤波、小波变换等在提高感测精度和鲁棒性方面的应用。 噪声与干扰抑制： 详细分析了感测系统中常见的噪声源（热噪声、散粒噪声、闪烁噪声、外来干扰等），并介绍了多种有效的噪声抑制方法，如屏蔽、接地、差分信号传输、信号平均、数字滤波等。 感测器的校准与标定： 强调了感测器在使用前进行校准和标定的重要性，以确保测量结果的准确性和可靠性。介绍了多种校准方法（如单点校准、多点校准、动态校准）以及标定过程中的注意事项。 可靠性与鲁棒性设计： 讨论了影响感测器可靠性的因素，如环境因素（温度、湿度、振动）、材料老化、使用寿命等，并介绍了提高感测器鲁棒性的设计策略，如冗余设计、故障检测与诊断、自适应补偿等。 实际应用案例分析： 本书通过多个典型应用领域的案例，如智能制造中的生产线监测、智能交通系统中的车辆检测、智能家居中的环境感知、医疗设备中的生理参数监测等，深入展示了感测技术是如何与实际工程问题相结合并解决的。这些案例分析将帮助读者更好地理解理论知识的应用价值，并启发他们进行创新性设计。 本书的特色与价值： 《感测技术基础（第4版）》不仅是一本理论教材，更是一本实践指南。 全面性： 涵盖了感测技术领域最核心的概念、原理和技术，为读者提供了全面的知识体系。 深入性： 对每一个感测原理和技术都进行了深入的理论剖析，并辅以清晰的数学模型和图示，便于读者理解。 实用性： 强调理论与实践的结合，通过大量的实例、应用案例和设计考量，帮助读者掌握实际工程应用所需的技能。 前沿性： 关注感测技术的发展趋势，如MEMS传感器、微流控传感器、基于机器学习的感测技术等，使其内容与时俱进。 易读性： 语言清晰流畅，结构安排合理，图文并茂，使得不同背景的读者都能从中受益。 本书适合高等院校电子工程、自动化、机械工程、仪器仪表、计算机科学与技术等相关专业的高年级本科生、研究生阅读，也是广大从事感测技术研发、产品设计、系统集成以及相关领域工作的工程师和研究人员的宝贵参考书。通过研读本书，读者将能够深刻理解感测技术的工作原理，熟练掌握各种感测器的选择与应用，并能够独立进行感测系统的设计与优化，为解决实际工程问题和推动技术创新打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常严谨，读起来让人感觉非常可靠。作者在阐述每一个技术点时，都尽可能地追溯其理论基础和发展脉络，这对于想深入理解事物本质的学习者来说，简直是福音。我花了相当一部分时间去研究其中的某个章节，发现即便是看起来比较基础的概念，作者也给出了非常深入的探讨，而不是简单地陈述事实。书中的专业术语解释得非常到位，几乎每一个关键概念都有清晰的定义和应用说明，这大大减少了查阅其他参考资料的需要。不过，我也觉得它在某些需要直观感受的地方，比如传感器的工作原理动画演示上，如果能有配套的在线资源辅助，那就更完美了。但就纸质书本身而言，它提供的内容深度和广度，绝对称得上是一本值得反复研读的参考书。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的知识覆盖面非常广，从基础的信号采集到后期的信号处理，脉络非常清晰。我特别关注了其中关于噪声抑制和数据校准的部分，里面的方法论对比非常详尽，作者没有偏袒某一种技术，而是客观地分析了各自的优缺点和适用场景。这对于我们在实际工程项目中选择最合适的方案至关重要。我感觉这本书的编写者一定是在该领域耕耘多年，才能总结出如此精辟的经验。书里提供的公式推导过程，详略得当，既保证了严谨性，又不会让人陷入数学的泥潭无法自拔。如果说有什么可以改进的地方，或许是某些前沿技术的更新速度可能跟不上最新的行业发展，但作为一本奠定基础的经典著作，这一点瑕不掩瑜。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺有意思的，色彩搭配和排版都挺现代的，一看就知道是技术类的书籍，但又不会让人觉得太枯燥。我之前对这个领域了解不多，所以很期待能从这本书里学到点新东西。拿到手的时候感觉挺沉的，内容肯定很扎实。书里的插图和图表都非常清晰，对理解复杂的概念很有帮助，尤其是一些公式和原理的推导过程，做得非常细致。作者的写作风格很注重逻辑性，一步步引导读者深入，不会让人觉得突然冒出很多难以理解的概念。不过，对于完全没有基础的初学者来说，可能需要多花点时间去消化。我特别欣赏其中关于实验案例的部分，理论结合实际的讲解方式，让我对一些技术应用场景有了更直观的认识。总的来说，这本书的装帧和内容布局都体现了专业性，看得出是精心打磨过的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版布局简直是一场视觉盛宴，对于一本技术教材来说，这一点真的很难得。章节之间的过渡非常自然，小标题的使用也很巧妙，让人在阅读时总能清晰地知道自己处于知识体系的哪个位置。我尤其喜欢它在关键知识点旁边的“知识拓展”或者“注意事项”的标注框，这些小小的边栏信息，往往能提供一些书本正文没有提及的实用技巧或者历史背景，让学习过程充满了发现的乐趣。虽然内容很厚重，但通过合理的留白和字体选择，书本的整体阅读压力被有效缓解了。这使得即使在长时间阅读后，眼睛也不会感到太疲劳。对于我这种需要长时间对着文字资料工作的人来说，这样的设计真的太贴心了，体现了出版方对读者的尊重。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值不仅仅在于传授知识，更在于培养一种系统性的工程思维。它不只是罗列事实和公式，而是构建了一个完整的认知框架。我注意到作者在讲述每一种技术时，都会先引出它要解决的实际问题，然后才介绍如何用技术手段去实现。这种“问题导向”的叙事方式，极大地激发了我将书本知识应用于实际问题的兴趣。例如，在介绍某种传感器接口协议时，作者详细分析了不同硬件平台上的兼容性挑战，这在其他很多教材中是很少见的。这本书的深度足以支撑研究生阶段的学习和研究，同时其清晰的结构也使得有志于快速入门的工程师也能从中受益。它更像是一位经验丰富的导师，在你迷茫时提供指引，在你深入时提供支撑。