传感器应用及电路设计 陈书旺,张秀清 9787122022370 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈书旺，张秀清 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122022370

商品编码：29381293113

包装：平装

出版时间：2008-05-01

基本信息

书名：传感器应用及电路设计

定价：35.00元

作者：陈书旺,张秀清

出版社：化学工业出版社

出版日期：2008-05-01

ISBN：9787122022370

字数：

页码：251

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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内容提要

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《传感器应用及电路设计》以传感器新技术、新器件的发展为基础，在重点介绍了传感器的温度检测、位移检测、压力检测、流量检测、转速检测的检测方法和应用技术之后，又介绍了其在应用领域的综合使用方法，并给出了在不同领域使用的应用系统设计实例，具有较强的实用性和指导性。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代传感器技术与系统集成》 内容简介 在飞速发展的科技浪潮中，传感器作为现代信息技术的核心组成部分，其重要性日益凸显。从智能家居的温湿度感应，到工业自动化中的精密测量，再到医疗健康领域的生物信号监测，传感器无处不在，深刻地改变着我们的生活和社会运行模式。《现代传感器技术与系统集成》一书，正是为了系统性地阐述传感器领域的最新发展动态、核心理论与实践应用而编写。本书旨在为从事传感器研发、系统设计、嵌入式开发以及对传感器技术感兴趣的读者提供一本全面、深入且具有指导意义的参考。 本书的内容涵盖了传感器技术的广阔领域，从基础的传感器原理出发，逐步深入到各类传感器的特性、选型、应用以及集成设计。全书共分为八个主要章节，每个章节都围绕着传感器技术的核心要素展开，力求理论与实践相结合，为读者构建一个清晰、完整的知识体系。 第一章：传感器技术概述与发展趋势 本章首先对传感器技术进行宏观的介绍，定义传感器的基本概念，阐述其在现代科技体系中的关键作用。我们将探讨传感器的分类方式，包括根据测量原理（如电阻式、电容式、压电式、霍尔效应式、光学式、声学式、磁学式、化学式等）、测量对象（如温度、压力、湿度、位移、力、光、声、气体、生物信号等）以及应用领域（如工业、农业、医疗、环保、航空航天、消费电子等）进行的划分。 随后，本章将深入分析当前传感器技术的发展趋势。重点介绍微型化、智能化、网络化、多功能化以及柔性化等关键发展方向。例如，MEMS（微机电系统）技术的飞速发展如何使得传感器尺寸大幅缩小，集成度更高，成本更低，从而催生了大量新型应用。此外，传感器与人工智能、物联网（IoT）的深度融合，使得传感器不仅仅是简单的信号采集器，更是具备数据处理、特征提取和智能决策能力的“智慧之眼”。我们还会讨论新材料在传感器研发中的应用，如纳米材料、二维材料（如石墨烯）等，它们如何为传感器带来前所未有的灵敏度、响应速度和工作稳定性。 第二章：物理量传感器原理与设计 本章将聚焦于测量各种物理量的传感器，这是传感器技术中最基础也是最广泛的应用领域。我们将详细讲解各类物理量传感器的基本工作原理，并通过实例分析其结构和设计要点。 温度传感器： 涵盖热敏电阻（NTC/PTC）、热电偶、热敏电阻（RTD）以及集成温度传感器（如LM35, DS18B20）等。深入分析它们的特性曲线、精度、响应时间、适用范围以及在不同环境下的校准方法。 压力传感器： 介绍压阻式、电容式、应变片式、陶瓷式等压力传感器的工作原理，以及它们的灵敏度、线性度、过载能力等关键参数。探讨不同应用场景下压力传感器的选型依据，如绝对压力、表压、差压的测量需求。 位移传感器： 讲解线性可变差动变压器（LVDT）、电位计式、编码器式（增量式、绝对式）、霍尔效应式位移传感器等。分析它们的测量范围、分辨率、精度以及在机器人、自动化设备中的应用。 力传感器/称重传感器： 深入理解应变片的工作原理，介绍惠斯通电桥在力传感器中的应用。讲解不同类型的称重传感器，如S型、柱型、弓型等，以及它们的负载能力、精度和稳定性。 加速度传感器/振动传感器： 阐述压电式、电容式、MEMS加速度计的工作原理，分析其在惯性导航、设备状态监测、碰撞检测等方面的应用。 第三章：化学与生物传感器原理与应用 随着对环境监测、食品安全、医疗诊断等需求的不断增长，化学与生物传感器正扮演着越来越重要的角色。本章将详细介绍这类传感器的原理、关键技术和典型应用。 气体传感器： 讲解半导体式、电化学式、催化燃烧式、光学式气体传感器的工作原理，以及它们在有毒有害气体检测、空气质量监测、可燃气体报警等方面的应用。 湿度传感器： 介绍电容式、电阻式、薄膜式湿度传感器的原理，分析它们的灵敏度、响应速度、滞后现象以及在环境监测、工业控制、气象预报等领域的应用。 pH传感器与离子选择性电极（ISE）： 阐述玻璃电极、固体隔膜电极等pH传感器的工作原理，介绍ISE在特定离子浓度检测中的原理和应用。 生物传感器： 重点介绍酶类生物传感器、抗体/抗原生物传感器、核酸生物传感器等。分析生物识别元件（如酶、抗体、DNA）与信号转换器（如电化学、光学、压电）的结合方式，以及它们在血糖监测、疾病诊断、食品安全检测等领域的巨大潜力。 第四章：光学与声学传感器原理与实践 光与声是我们感知世界的重要媒介，利用光和声学原理设计的传感器在工业、通信、成像等领域有着广泛的应用。 光学传感器： 详细介绍光敏电阻、光电二极管、光电晶体管、CCD/CMOS图像传感器等。分析它们的响应特性、光谱响应、工作模式（如光开关、光编码器、图像采集）以及在条形码扫描、光通信、机器视觉中的应用。 声学传感器： 讲解麦克风（驻极体、电容式、MEMS）、超声波换能器（压电式）的工作原理。分析它们在音频采集、声纳测距、无损检测、工业监测等方面的应用。 第五章：传感器选型与数据采集 准确地选型合适的传感器是系统设计的关键一步。本章将提供一套系统的选型指南，并介绍如何进行传感器数据的采集与处理。 传感器选型策略： 从应用需求出发，分析所需测量的物理量、精度要求、量程范围、响应时间、工作环境（温度、湿度、腐蚀性、振动等）、功耗、成本以及与后续处理单元的兼容性等因素。 接口电路设计： 介绍如何设计适配传感器输出信号（如模拟信号、数字信号）的接口电路，包括放大、滤波、信号调理等。 数据采集系统（DAS）： 讲解模数转换器（ADC）的工作原理、类型（如逐次逼近型、Σ-Δ型、流水线型）及其关键参数（分辨率、采样率、线性度）。介绍常用的微控制器（MCU）和数据采集卡在数据采集中的应用。 数据预处理： 讨论数据去噪、校准、量纲转换、单位统一等数据预处理技术，以提高数据的准确性和可靠性。 第六章：传感器网络与物联网（IoT）应用 随着物联网技术的蓬勃发展，传感器网络成为连接物理世界与数字世界的重要桥梁。本章将探讨传感器在物联网中的核心作用。 传感器网络架构： 介绍传感器网络的拓扑结构（如星型、总线型、网状型），以及传感器节点的设计考虑（功耗、通信、计算能力）。 无线通信技术： 讨论适用于传感器网络的无线通信技术，如Zigbee, LoRa, Bluetooth Low Energy (BLE), Wi-Fi，以及它们的优缺点和适用场景。 物联网平台与数据分析： 简述物联网云平台的功能，以及如何通过云平台实现传感器数据的存储、管理、可视化和初步分析。 典型物联网应用场景： 详细分析智能家居、智慧农业、智慧城市、工业物联网（IIoT）等应用场景中，传感器是如何发挥作用，实现远程监控、自动化控制、状态预测等功能的。 第七章：传感器系统的集成与测试 将独立的传感器组件集成到一个功能完整的系统中，并对其进行有效的测试，是实现传感器应用价值的关键环节。 系统集成流程： 讲解从概念设计、硬件选型、PCB设计、软件开发到系统联调的整个过程。 嵌入式系统设计： 介绍微控制器（MCU）和嵌入式操作系统（RTOS）在传感器系统中的应用，以及如何进行软件开发和调试。 通信协议设计： 讨论传感器节点之间以及与上位机之间常用的通信协议，如Modbus, CAN总线，以及自定义协议的开发。 系统测试与验证： 强调不同层面的测试方法，包括单元测试、集成测试、系统测试和现场测试。介绍常用的测试仪器和方法，如示波器、信号发生器、逻辑分析仪、自动化测试平台等。 第八章：传感器前沿技术与未来展望 本章将带领读者展望传感器技术未来的发展方向，探讨一些新兴的传感器技术和潜在的革命性应用。 柔性与可穿戴传感器： 介绍柔性电子技术的发展如何催生出可以弯曲、拉伸甚至穿戴在身上的传感器，以及它们在医疗健康、人机交互等领域的应用前景。 人工智能与传感器融合： 探讨深度学习等人工智能技术如何赋能传感器，实现更智能的特征提取、异常检测和预测分析。 量子传感器： 简要介绍量子传感器的基本原理和潜在优势，如超高精度测量，以及它们在精密导航、基础科学研究等领域的应用可能性。 新兴应用领域： 展望传感器在太空探索、深海探测、虚拟现实/增强现实（VR/AR）、生物工程等新兴领域的应用潜力。 《现代传感器技术与系统集成》不仅仅是一本技术手册，更是一本启发思想、指引方向的指南。本书力求通过深入浅出的讲解、丰富的实例和清晰的逻辑结构，帮助读者掌握传感器技术的核心知识，理解其发展脉络，并能够将其应用于实际的工程设计和创新实践中。无论您是刚刚接触传感器领域的初学者，还是希望深化专业知识的工程师，本书都将是您宝贵的学习资源。

评分☆☆☆☆☆

最近读到一本关于传感器原理和应用的厚重书籍，书名就叫《传感器应用及电路设计》，作者是陈书旺和张秀清。虽然我主要关注的是更偏向软件层面的东西，但这本实体书给我带来了不少启发。翻开书页，首先映入眼帘的是那些密密麻麻的电路图和公式，一开始确实有些望而却步。但是，随着阅读的深入，我开始逐渐理解作者们试图构建的知识体系。他们不仅仅是罗列了各种传感器的型号和参数，而是深入浅出地讲解了这些传感器是如何将物理世界的信号转化为电信号的，比如温度、压力、光照强度等等。书中对一些经典传感器的原理分析非常透彻，例如霍尔效应传感器如何感应磁场，压电传感器如何利用机械应力产生电荷。更难得的是，作者还结合了实际的应用场景，分析了这些传感器在工业控制、环境监测、医疗设备等领域的具体实现方式。我尤其对其中关于传感器接口电路的设计部分印象深刻，如何选择合适的放大器、滤波器，如何处理信号的噪声问题，这些都是工程实践中至关重要的环节。虽然我不是电路设计出身，但通过这本书，我对传感器在整个系统中的作用有了更清晰的认识，也对硬件工程师的严谨和细致有了更深的体会。这本书为我打开了通往“看得见”的物理世界与“摸得着”的电子世界之间桥梁的一扇窗。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究一些智能家居方面的项目，里面涉及到很多不同类型的传感器，于是就找了这本《传感器应用及电路设计》来学习。这本书的优点在于，它从一个非常宏观的角度出发，系统地介绍了各种传感器的类型、工作原理以及在实际应用中的关键考量。我印象最深刻的是，书中详细分析了各种传感器在不同环境下的性能表现，比如湿度传感器在不同温度下的准确性，光敏电阻在不同光谱下的响应曲线等等。这让我认识到，选择合适的传感器并不仅仅是看它的基本规格，还需要考虑它所处的具体工作环境。另外，书中关于传感器数据的采集和处理部分也给了我很大的启发。它介绍了如何使用微控制器（MCU）来读取传感器信号，如何进行模数转换（ADC），以及如何通过软件算法来优化数据，去除噪声，甚至实现一些高级的功能，比如模糊逻辑控制、神经网络预测等等。虽然书中关于电路设计的部分我可能不会亲自实践，但它提供的理论基础，让我能够更好地与硬件工程师沟通，理解他们的设计思路。这本书为我解决实际项目中的传感器应用问题，提供了坚实的基础和丰富的灵感。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚好接触到一些需要用到传感器进行数据采集的项目，所以就顺手找了这本《传感器应用及电路设计》来看。说实话，这本书的内容涵盖面相当广，从最基础的传感器原理，到各种具体传感器的特性，再到最终的电路设计和系统集成，几乎是面面俱到。一开始我还担心会过于理论化，难以消化，但读下来发现，作者们在讲解原理时，总是能结合实际的应用案例，让抽象的概念变得具体。比如，在讲到电阻式传感器的部分，书中详细介绍了它们在测量位移、应变方面的应用，并且给出了具体的电路设计思路，包括如何补偿温度漂移，如何提高测量精度。我还特别留意了书中关于模拟信号处理的内容，如何对传感器输出的微弱信号进行放大、滤波，以及如何防止外部干扰。对于我们这些做应用开发的人来说，虽然不直接参与硬件设计，但了解这些底层原理，对于我们更好地选择传感器、理解数据，甚至进行故障排查都非常有帮助。书中提供的一些典型电路设计示例，也让我对如何将传感器集成到实际系统中有了更直观的理解。这本书确实是一本难得的、兼具理论深度和实践指导意义的著作，对任何想要深入了解传感器领域的人来说，都极具价值。

评分☆☆☆☆☆

这次阅读《传感器应用及电路设计》的经历，让我对传感器技术有了全新的认识。这本书的内容非常扎实，从基础的物理原理讲到具体的工程实现，逻辑清晰，层层递进。我特别欣赏书中在讲解不同传感器时，都穿插了大量的实例分析。例如，在介绍电容式传感器的章节，书中不仅讲解了其电容变化与物理量（如位移、压力）之间的关系，还详细介绍了如何设计测量电容变化的电路，以及如何处理寄生电容和温度影响。这种理论与实践紧密结合的方式，使得读者在学习理论知识的同时，能够快速地将其应用于实际问题。我还注意到书中对传感器网络和分布式传感系统的讨论，这对于当前物联网（IoT）的发展趋势来说，具有非常重要的指导意义。书中探讨了如何将多个传感器连接起来，如何进行数据融合，以及如何实现远程监控和管理。总而言之，这本书的内容详实，讲解透彻，既有广度又有深度，对于任何一个在传感器领域深入探索的人来说，都绝对是一本值得反复研读的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，翻阅《传感器应用及电路设计》这本书，确实能感受到作者们在传感器这个领域深厚的功底。这本书给我的整体感受是，它不仅仅是一本教科书，更像是一本“工具箱”，里面装满了各种实用的知识和解决方案。我对于书中关于传感器信号调理的部分特别感兴趣。传感器输出的原始信号往往是微弱的、噪声很大的，如何有效地将其转换成便于后续处理的数字信号，是整个传感器应用链条中的关键一步。书中详细讲解了各种放大技术，比如差分放大、仪表放大，以及如何根据传感器的特性选择合适的滤波方法，例如低通滤波、高通滤波、带通滤波等，并且给出了相应的电路图和计算公式。我还注意到书中对一些特殊传感器，例如红外传感器、超声波传感器等，也进行了深入的讲解，包括它们的探测原理、工作模式以及在不同场景下的应用。阅读过程中，我时不时会停下来，对照自己过去遇到的一些问题，发现书中提供的思路和方法，很多时候都能提供有效的解决方案。这本书对于那些希望在传感器应用领域有所建树的工程师和学生来说，无疑是一本不可多得的参考资料。