传感器原理及应用（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王化祥，张淑英 著

图书标签:

• 传感器
• 原理
• 应用
• 电子技术
• 物理学
• 测量技术
• 高等教育
• 教材
• 自动化
• 仪器仪表

出版社： 天津大学出版社

ISBN：9787561857922

版次：2

商品编码：12077581

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸

页数：216

字数：359000

正文语种：中文

内容简介

　　《传感器原理及应用（第2版）/普通高等教育“十一五”国家规划教材》以非电量测量技术为主要内容，以信息交换与处理为编写体系，主要适用于少学时选修的非自动化、测控技术与仪器以及电气工程与自动化等专业的学生，学时可安排32学时或28学时。
　　《传感器原理及应用（第2版）/普通高等教育“十一五”国家规划教材》共分为12章，除第1、2章外，其他各章均有一定的独立性。第1、2章介绍了传感器的基本概念及传感器的静、动态特性；第3～10章介绍了一些典型传感器的变换原理、特性、测量电路及应用；第1章介绍了智能传感器和网络传感器的有关内容；第2章介绍了信号变换和抗干扰技术。
　　《传感器原理及应用（第2版）/普通高等教育“十一五”国家规划教材》的内容精练实用、深人浅出，便于读者自学，可作为少学时有关专业的教学用书，也可供从事传感器应用的工程技术人员参考。
　　《传感器原理及应用（第2版）/普通高等教育“十一五”国家规划教材》配套有电子教案，该教案既涵盖“传感器原理及应用”课程的共性知识，又能为教师个性化的教学需要提供参考。

目录

第1章 绪论
1．1 传感器的作用
1．2 传感器及传感技术
1．3 传感器的组成
1．4 传感器的分类
1．5 传感器的发展趋势

第2章 传感器的一般特性
2．1 传感器的静态特性
2．2 传感器的动态特性

第3章 应变式传感器
3．1 金属应变片式传感器
3．2 压阻式传感器

第4章 电容式传感器
4．1 电容式传感器的工作原理
4．2 电容式传感器的测量电路
4．3 电容式传感器的误差分析
4．4 电容式传感器的应用

第5章 电感式传感器
5．1 自感式传感器
5．2 差动变压器
5．3 电涡流式传感器

第6章 压电式传感器
6．1 压电效应
6．2 压电材料
6．3 电式传感器的测量电路
6．4 压电式传感器的应用

第7章 数字式传感器
7．1 码盘式传感器
7．2 光栅传感器

第8章 热电式传感器
8．1 热电偶
8．2 热电阻
8．3 热敏电阻
8．4 集成温度传感器

第9章 磁敏传感器
9．1 霍尔元件
9．2 磁敏电阻
9．3 磁敏二极管和磁敏三极管

第10章 光电传感器
10．1 光电效应
10．2 光敏电阻
10．3 光电池
10．4 光敏二极管和光敏三极管
10．5 光电传感器的类型及应用
10．6 光纤传感器

第11章 智能传感技术
11．1 智能传感器
11．2 网络传感器

第12章 信号变换与抗干扰技术
12．1 传感器的阻抗匹配
12．2 信号处理电路
12．3 抗干扰技术
附录 例题分析及习题
部分习题参考答案
参考文献

传感器原理及应用（第2版） 前言 传感器技术是现代信息技术的核心组成部分，其发展水平直接关系到工业自动化、智能制造、环境保护、医疗健康以及日常生活等众多领域的进步。本书作为“十一五”国家级规划教材，旨在系统阐述各类传感器的基本原理、关键技术、典型应用以及未来发展趋势。在第2版修订过程中，我们紧密跟踪传感器领域最新的研究成果和产业动态，对原有内容进行了充实和完善，力求为广大读者提供一份既有深度又有广度的权威参考。 本书内容概述 本书共分为十二章，内容涵盖了传感器领域的各个重要方面。 第一章 绪论 本章首先介绍了传感器的概念、发展历程以及在现代社会中的重要地位。通过对传感器技术在国民经济和社会发展中的作用进行阐述，使读者对传感器有一个宏观的认识。接着，详细讲解了传感器的基本组成、工作原理、分类方法以及性能评价指标，为后续章节的学习奠定了理论基础。最后，简要概述了传感器技术的发展趋势，为读者勾勒出该领域的未来图景。 第二章 传感器的工作原理 本章深入探讨了各类传感器实现信息转换的基本物理效应。我们将从能量转换的角度出发，详细剖析电阻效应、电容效应、电感效应、压电效应、热电效应、磁致伸缩效应、光电效应、霍尔效应、生物效应等多种传感器的工作机理。通过对这些物理效应的深入理解，读者能够掌握不同类型传感器的工作原理，并能够根据具体需求选择合适的传感技术。 第三章 常用传感器 本章聚焦于当前应用最为广泛的几类传感器。首先，详细介绍力学量传感器，包括应变式传感器、压力传感器、加速度传感器、陀螺传感器等，并阐述其在结构健康监测、运动捕捉、惯性导航等领域的应用。其次，深入讲解热学量传感器，重点介绍热电偶、热敏电阻、红外传感器等，以及它们在温度测量、热成像等方面的应用。接着，对电磁量传感器进行系统阐述，包括霍尔传感器、磁阻传感器、电磁流量计等，并介绍其在磁场测量、电流检测、流量监测等方面的应用。最后，还将介绍光学传感器，如光敏电阻、光电二极管、CCD/CMOS图像传感器等，以及它们在光照度测量、图像采集、接近检测等方面的应用。 第四章 智能传感器 随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，智能传感器已成为传感器技术发展的重要方向。本章将重点阐述智能传感器的概念、特点及其在实现信息采集、处理、通信等方面的优势。我们将详细介绍智能传感器的结构组成，包括传感器芯片、微处理器、存储单元、通信接口等，并结合实例分析智能传感器在数据融合、自校准、自诊断等方面的智能化功能。 第五章 传感器网络 传感器网络作为一种新兴的信息获取与处理技术，在物联网、环境监测、智能家居等领域展现出巨大的应用潜力。本章将系统介绍传感器网络的体系结构、关键技术以及组网方式。我们将深入探讨传感器节点的通信协议、数据传输机制、能量管理以及网络拓扑结构等问题。同时，还会结合实际应用案例，分析传感器网络在实现分布式感知、协同监测等方面的优势。 第六章 传感器材料与制造工艺 优质的传感器性能离不开先进的材料和精密的制造工艺。本章将从材料科学的角度出发，介绍用于制造传感器的各类敏感材料，包括金属材料、半导体材料、陶瓷材料、高分子材料以及复合材料等，并分析它们在不同传感应用中的优势与局限。接着，将详细介绍微纳制造技术在传感器领域的应用，如微加工技术、薄膜沉积技术、光刻技术等，以及如何通过这些技术实现高性能、小型化、集成化的传感器器件。 第七章 传感器信号处理与接口技术 传感器输出的原始信号往往需要经过一系列的信号处理才能转化为有用的信息。本章将详细介绍传感器信号的采集、调理、放大、滤波、模数转换等关键环节。我们将讲解各种信号处理电路的设计原理和实现方法，并重点介绍常用的接口技术，如串行通信接口（UART, SPI, I2C）、并行接口以及总线接口等，确保传感器信号能够高效、准确地被后续系统读取和处理。 第八章 压力传感器的原理与应用 本章将对压力传感器进行专项深入的探讨。从压力测量的基本原理出发，详细讲解压阻式、电容式、压电式、谐振式等多种类型压力传感器的结构、工作机制和性能特点。我们将分析不同类型压力传感器在化工、航空航天、汽车工业、医疗设备等领域的具体应用案例，并探讨如何根据实际工况选择合适的压力传感器。 第九章 温度传感器的原理与应用 温度是工业生产和科学研究中最基本的测量参数之一。本章将系统介绍各类温度传感器的原理与应用，包括接触式和非接触式温度传感器。重点讲解热电偶、热敏电阻（NTC, PTC）、铂电阻（RTD）、红外温度传感器、双金属片式温度计等的工作原理，分析它们的精度、响应速度、量程范围等性能指标。并通过实例展示它们在工业过程控制、环境监测、食品安全、生物医学等领域的广泛应用。 第十章 湿度传感器的原理与应用 湿度传感是衡量空气中水蒸气含量的关键技术。本章将深入介绍各类湿度传感器的原理，包括电阻式湿度传感器、电容式湿度传感器、基于露点的湿度传感器以及新型的固体电解质湿度传感器等。我们将分析不同类型湿度传感器的优缺点，并结合实际应用，如气候监测、工业干燥、食品保鲜、纺织品生产以及智能家居等领域，讲解湿度传感器的选择与使用。 第十一章 气体传感器的原理与应用 气体传感器在环境保护、安全生产、医疗诊断等方面具有不可替代的作用。本章将系统介绍各类气体传感器的原理，包括半导体型气体传感器、电化学式气体传感器、光学式气体传感器以及金属氧化物半导体（MOS）气体传感器等。我们将详细分析这些传感器在检测有毒有害气体、可燃气体、环境污染物以及生物标记物等方面的性能特点和应用实例。 第十二章 传感器技术的发展趋势与展望 本章是对整个传感器领域未来发展方向的探讨。我们将分析当前传感器技术面临的挑战，并展望未来的发展趋势，包括微型化、集成化、智能化、网络化、柔性化以及多功能化等方向。同时，还将重点关注新型敏感材料、量子传感器、生物传感器、MEMS/NEMS传感器以及与人工智能、大数据等技术的融合应用，为读者提供对传感器领域未来发展的深刻洞察。 总结 本书力求全面、系统地介绍传感器原理及应用方面的知识，内容丰富，图文并茂，既适合作为高等院校相关专业本科生和研究生的教材，也可作为从事传感器研发、设计、生产、应用等相关领域专业技术人员的参考书。希望通过本书的学习，能够帮助读者掌握传感器这一重要的信息获取工具，并为他们在相关领域的学习和工作提供坚实的基础和有益的启示。

评分☆☆☆☆☆

最近我一直在研究如何利用图像识别技术来提升产品质量检测的效率和准确性。而在这个过程中，光学传感器扮演着至关重要的角色，它们的性能直接影响到最终的图像质量和识别效果。这本《传感器原理及应用（第2版）》，虽然我还没有深入阅读，但它的标题和定位让我对其中关于光学传感器的内容充满了期待。我希望书中能够详细阐述各种类型光学传感器的基本原理，例如光电二极管、光电晶体管、CCD（电荷耦合器件）、CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器等，并能解释它们是如何将光信号转换为电信号的。我特别关注书中是否能够深入探讨影响光学传感器性能的关键因素，例如量子效率、响应速度、噪声水平、动态范围以及光谱响应范围等。在实际应用层面，我希望书中能够提供一些关于如何选择合适的光学传感器来满足特定图像采集需求（例如分辨率、帧率、感光度、色彩还原度等）的指导。我也期待书中能够介绍一些光学传感器的集成应用，例如在工业相机、条形码扫描器、接近传感器、环境光传感器等产品中的具体实现。更重要的是，我希望书中能够提及一些光学传感器的信号处理技术，例如图像增强、色彩校正、畸变校正等，这些对于提升图像识别的准确性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

最近我对生物传感器的发展特别感兴趣，尤其是它们在医疗诊断和健康监测领域的应用。我了解到，生物传感器能够以极高的灵敏度和特异性检测生物分子，这对于疾病的早期发现和个性化治疗具有革命性的意义。这本《传感器原理及应用（第2版）》，作为一本国家级规划教材，我希望它能够在生物传感器领域提供深入而全面的论述。我期待书中能够详细介绍生物传感器的基本构成，包括生物识别元件（如酶、抗体、核酸）、信号转换器（如电化学、光学、压电）、以及信号处理和输出系统。我希望书中能够涵盖各种主流的生物传感器类型，例如葡萄糖传感器、pH传感器、免疫传感器、DNA传感器等，并能深入讲解其工作原理和应用实例。在实际应用中，生物传感器的性能指标，例如灵敏度、选择性、响应时间、稳定性和可重复性，是决定其临床价值的关键。我希望书中能够对这些指标进行详细的分析，并探讨影响这些指标的因素。此外，我还会关注书中是否能提及生物传感器的制造技术、材料选择以及生物相容性问题。随着技术的发展，生物传感器正朝着微型化、集成化和可穿戴化的方向发展，我希望书中能够体现这些前沿的技术趋势。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在高校从事教学工作的教师，我对教材的质量有着近乎苛刻的要求。尤其是在如今科技日新月异的时代，一本能够跟上时代步伐、体现前沿技术发展方向的教材，是培养合格人才的关键。我手中的这本《传感器原理及应用（第2版）》，虽然我尚未有机会深入研读其内容，但其“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”的身份，已经足以引起我极大的关注。我了解到，“十一五”规划教材通常意味着其内容经过了严格的审定，并且在当时的教育体系中具有重要的指导意义。而“第2版”的更新，则暗示了编者们在吸取了第一版经验的基础上，对内容进行了修订和补充，力求使其更加贴合当前的学术和技术发展。我非常期待书中能够对传感器技术的发展历程、基本分类、核心工作原理进行系统性的梳理，并且能够覆盖到目前工业界和科研领域普遍应用的主流传感器类型，例如MEMS传感器、光学传感器、声学传感器、生物传感器等。更重要的是，我希望书中能够深入讲解这些传感器的物理基础、数学模型，以及影响其性能的关键因素，例如灵敏度、精度、响应时间、稳定性等。此外，教材的教学价值也体现在其案例分析和实验设计上。我希望书中能够提供一些具有代表性的应用案例， illustrating how different sensors are integrated into real-world systems, and how their data is utilized to achieve specific functionalities. 同时，一套精心设计的实验项目，能够帮助学生们在动手实践中加深对理论知识的理解，培养其分析和解决实际问题的能力。对于一本教材而言，其语言的清晰性、逻辑的严谨性以及图文的配合程度也至关重要。我希望这本书能够避免晦涩难懂的专业术语，以通俗易懂的语言阐述复杂的原理，并通过高质量的插图和图表来辅助理解。

评分☆☆☆☆☆

作为一名产品经理，我需要对市场上的各种创新产品及其背后的核心技术有深入的了解，以便做出更具前瞻性的产品规划和市场判断。传感器技术作为许多新兴产品（如智能穿戴、自动驾驶、智能机器人等）的关键驱动力，其发展趋势和应用潜力是我高度关注的领域。这本《传感器原理及应用（第2版）》，以其“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”的背景，吸引了我对其中内容的关注。我希望书中能够对当前以及未来几年可能成为主流的传感器技术进行系统性的梳理和分析，例如在人工智能、大数据、5G等新技术浪潮的推动下，传感器将如何发展。我特别关注书中是否能够预测未来传感器技术在感知能力、智能化程度、集成化水平以及能耗方面的演进方向。在应用层面，我希望书中能够提供一些关于传感器技术如何赋能各行各业的深入洞察，例如在智能制造、智慧医疗、智慧交通、智慧农业等领域的应用案例和商业模式分析。对于产品经理而言，理解传感器的成本、功耗、封装、集成难度以及相关的供应链信息也同样重要。我希望书中能够提及这些方面的考量，帮助我更好地评估新技术的商业可行性。更重要的是，我希望这本书能够帮助我跳出单一技术点的视角，从更宏观、更系统的角度去理解传感器技术在构建未来智能世界中的战略地位和无限潜力。

评分☆☆☆☆☆

最近我的研究方向涉及到了环境监测领域，而传感器技术无疑是其中的核心支撑。我一直以来都对那些能够捕捉微弱信号、识别细微变化的“眼睛”和“耳朵”感到着迷。尽管我在文献中接触过很多关于传感器的介绍，但总感觉缺乏一个全面、深入的视角。这本《传感器原理及应用（第2版）》，以其“国家级规划教材”的身份，吸引了我的目光。我希望它能够提供一个宏观的框架，让我能够从整体上把握传感器技术的发展脉络和学科体系。我尤其关注书中是否能详细阐述不同类型传感器的物理工作原理，例如压电效应、热敏电阻效应、光电效应、霍尔效应等，并能提供相关的数学模型和推导过程。在实际应用层面，我期待书中能够涵盖诸如气体传感器、颗粒物传感器、水质传感器等与环境监测密切相关的传感器技术。我想了解这些传感器的具体结构、材料选择、制造工艺，以及它们在环境参数测量中的优势与局限性。此外，如何有效地处理和解释传感器输出的原始数据，也是我面临的一个挑战。我希望书中能够介绍一些传感器信号的预处理方法，例如滤波、校准、去噪等，以及数据融合技术，例如卡尔曼滤波、粒子滤波等，这些都是将原始数据转化为有价值信息的关键步骤。更进一步，我希望书中能够探讨传感器在物联网（IoT）和智慧城市建设中的应用，例如如何构建分布式传感器网络，如何实现传感器的智能化和自适应，以及如何将传感器数据与大数据分析相结合，从而实现更精细化的环境管理和预测。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚步入嵌入式开发领域的新手，我常常在各种元器件的选择和应用上感到迷茫。特别是在需要采集各种物理量信息时，传感器就如同一个个神秘的黑匣子，我虽然知道它们能做什么，但对其内在的原理和工作机制却知之甚少。这本书《传感器原理及应用（第2版）》，对我来说，就像是一本救命稻草。我希望它能够从最基础的概念讲起，逐步深入，让我能够理解不同传感器的基本原理，例如电阻式、电容式、压阻式、光电式等等，并且能够解释为什么它们会对不同的物理量产生反应。我特别期待书中能有一些直观的图示和简单的实验示例，能够帮助我理解这些抽象的物理原理。在实际项目中，我经常需要选择合适的传感器来满足特定的需求，比如测量温度、湿度、距离、加速度等等。因此，我希望这本书能够详细介绍各种常用传感器的性能指标，例如精度、量程、分辨率、响应速度等，并且能够提供一些关于如何根据项目需求进行传感器选型的指导。另外，传感器通常需要与微控制器（MCU）进行连接和通信，我希望书中能够讲解一些关于传感器接口技术的内容，例如模拟信号的采样和转换（ADC）、数字接口（I2C、SPI）等，让我能够更好地将传感器集成到我的嵌入式系统中。最后，我希望这本书能够提供一些实际的应用案例，让我看到传感器是如何在智能家居、可穿戴设备、工业自动化等领域发挥作用的，这样能够激发我的学习兴趣，并为我未来的项目开发提供灵感。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的电子产品爱好者，对各种新颖的电子技术都有着浓厚的兴趣。最近，我开始关注传感器在物联网（IoT）和智能家居领域的应用，我希望能够自己动手构建一些智能设备。这本《传感器原理及应用（第2版）》，作为一本教材，我相信它能够为我提供坚实的理论基础和实用的指导。我希望书中能够详细介绍各种适用于物联网和智能家居的传感器，例如温湿度传感器、光照传感器、运动传感器（PIR、毫米波）、气体传感器、以及各种环境监测传感器等。我期待书中能够以易于理解的方式解释这些传感器的基本工作原理，并且能够提供一些关于如何选择、连接和使用这些传感器的实例。对于像我这样的业余爱好者来说，能够看到一些简单的实验电路设计和代码示例会非常有帮助，这样我就可以将学到的知识直接应用到实践中。我也会关注书中是否能讲解一些关于传感器数据采集和传输的通用技术，例如ADC的原理、I2C、SPI等通信协议的应用，以及如何将这些数据通过Wi-Fi、蓝牙等无线技术发送到云端。此外，我希望书中能够介绍一些传感器在智能家居系统中的典型应用场景，例如智能照明、智能安防、环境控制等，这能够激发我的创作灵感，并帮助我更好地规划我的DIY项目。

评分☆☆☆☆☆

我对微纳机电系统（MEMS）技术一直充满浓厚的兴趣，尤其是在传感器领域的应用。我了解到，MEMS技术极大地推动了传感器的小型化、集成化和高性能化。这本《传感器原理及应用（第2版）》作为一本“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”，其在MEMS传感器方面的论述深度和广度，是我非常关注的重点。我希望书中能够系统地介绍MEMS传感器的基本原理，包括微加工技术、压阻效应、电容效应、压电效应在MEMS传感器中的应用。我期待书中能够详细讲解各种常见的MEMS传感器，例如加速度计、陀螺仪、压力传感器、麦克风等，其工作原理、结构设计、制造工艺以及关键性能参数。此外，随着物联网和智能设备的兴起，对低功耗、高精度、高集成度的传感器的需求日益增长。我希望书中能够探讨MEMS传感器在这些新兴领域的应用，例如在智能手机、汽车电子、医疗器械、航空航天等方面的具体案例。我还会关注书中是否涉及MEMS传感器的封装技术、测试方法以及可靠性分析，因为这些是确保传感器实际应用的关键因素。对于一本教材来说，其内容的先进性和前瞻性也至关重要。我希望书中能够体现MEMS传感器技术的最新发展趋势，例如柔性传感器、生物兼容性传感器、以及与AI技术相结合的智能传感器等。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑是给从事电子技术、自动化、物联网等相关领域的工程师们带来了一场及时雨。我在实际工作中，经常会遇到各种各样的传感器应用场景，从最基础的温度、湿度采集，到复杂的图像识别、力觉反馈，各种传感器技术的更新换代速度之快，让我常常感到有些力不从心。虽然我并非科班出身，但我凭借着多年的实践经验，多少也能摸索出一些门道。然而，理论知识的匮乏，总是在我想要更深入地理解传感器的工作原理、优化设计方案，或者解决一些疑难杂症时，成为一道难以逾越的障碍。我曾尝试翻阅过一些零散的技术文档和在线教程，但总感觉不成体系，缺乏系统性的梳理和深入的剖析。这次偶然的机会接触到《传感器原理及应用（第2版）》，其“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”的定位，让我对它的内容深度和权威性充满了期待。我希望这本书能够像一位经验丰富的导师，为我打开传感器技术这扇迷人的大门，让我能够更扎实地掌握其核心原理，从而在未来的工作中能够更加游刃有余，甚至能提出一些创新的解决方案。我尤其关心书中对于各种主流传感器的分类、工作机制、性能指标以及选型依据的详细阐述，希望能看到一些贴合实际应用的案例分析，帮助我理解不同传感器在不同场景下的优劣势，以及如何根据具体需求进行最恰当的选择。同时，我也期待书中能对传感器的信号处理、数据融合、以及与微控制器（MCU）的接口技术等方面有所涉及，因为这些都是将传感器原始数据转化为有意义信息的关键环节。总而言之，我希望这本书能够成为我技术提升道路上的重要基石，让我从一个“知道怎么用”的实践者，晋升为一个“理解为什么这么用”的思考者。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在自动化生产线工作的技术人员，我对各种用于监测和控制的传感器应用有着深刻的体会。然而，对于许多传感器的深层原理，我仍然感到有些模糊，尤其是在处理一些复杂的故障诊断和性能优化问题时，缺乏系统性的理论支持。这本《传感器原理及应用（第2版）》，以其“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”的身份，给我一种权威和专业的印象，我希望它能够填补我在理论知识上的空白。我特别期待书中能够对各种工业常用传感器进行详细的分类和介绍，例如位移传感器（LVDT、电涡流）、力传感器、流量传感器、液位传感器、以及各种接近传感器（电感式、电容式、光电式、超声波式）等。我希望书中能够深入讲解这些传感器的物理工作原理，并提供相应的数学模型和计算公式，以便我能够更好地理解它们的工作机制和性能限制。在实际应用中，我们经常需要对传感器进行校准和维护，我希望书中能够提供一些关于传感器校准的方法和注意事项，以及常见的故障排除指南。此外，传感器数据的实时采集和处理是自动化控制系统的基础，我希望书中能够介绍一些传感器接口技术和通信协议，以及如何将传感器数据有效地集成到PLC（可编程逻辑控制器）或其他控制系统中。