电子元器件实用手册:Vol.3:传感器篇 电子与通信 书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115449986

商品编码：29484551378

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	电子元器件实用手册:Vol.3:传感器篇 电子与通信 书籍
作者：	[美]Charles Platt Fredrik Jansson
定价：	89.0
出版社：	人民邮电出版社
出版日期：	2017-05-01
ISBN：	9787115449986
印次：	1
版次：	1
装帧：	平装-胶订
开本：	大16开

内容简介

本书介绍常用电子元器件的基本信息、工作原理、使用方法、参数、注意事项等，便于初学者查找相关元器件的应用方式，本卷侧重于介绍传感器，包括GPS、磁力计、红外传感器、倾斜传感器等。作为电子元件工具书介绍它们的经典用途的同时，本书又以DIY的新角度介绍如何在项目中使用这些电子元件，可以为制作爱好者提供准确的信息，甚至当作一部工具书来使用。

目录

1　GPS　1 1.1　它可以做什么　1 1.1.1　原理图符号　1 1.1.2　GPS子模块　1 1.2　它如何工作　1 1.3　演变　2 1.4　参数　2 1.5　如何使用它　2 1.5.0　每秒脉冲输出数　3 1.6　禁止事项　3 1.6.1　静电放电　3 1.6.2　接地不良　3 1.6.3　虚焊　3 1.6.4　许可限制　3 1.6.5　搜星失败　3 1.6.6　速度或高度超出限定值　3 2　磁力计　5 2.1　它可以做什么　5 2.1.1　原理图符号　5 2.1.2　IMU　5 2.1.3　应用　5 2.2　它如何工作　6 2.2.1　磁场　6 2.2.2　地轴　6 2.2.3　线圈磁力计　7 2.2.4　霍尔效应和磁阻　7 2.3　演变　7 2.4　如何使用它　8 2.5　禁止事项　8 2.5.1　磁干扰　8 2.5.2　安装不当　8 3　物体检测传感器　9 3.1　它可以做什么　9 3.1.0　原理图符号　9 3.2　演变　10 3.3　光检测　10 3.3.1　透射型光传感器　11 3.3.2　对射型光传感器　12 3.4　磁传感器　13 3.5　簧片开关　13 3.5.1　簧片开关种类　14 3.5.2　簧片开关参数　14 3.5.3　如何使用簧片开关　14 3.6　霍尔效应传感器　14 3.6.1　霍尔效应传感器的工作原理　15 3.6.2　霍尔效应传感器的种类　15 3.7　参数　15 3.8　如何使用霍尔效应传感器　15 3.9　如何使用物体检测传感器　15 3.9.1　线性移动检测　15 3.9.2　中断检测　16 3.9.3　角度检测　16 3.10　不同传感器的优缺点汇总　16 3.10.1　光学物体检测传感器的优点　16 3.10.2　光学物体检测传感器的缺点　16 3.10.3　簧片开关的优点　16 3.10.4　簧片开关的缺点　16 3.10.5　霍尔效应传感器的优点　17 3.10.6　霍尔效应传感器的缺点　17 3.11　禁止事项　17 3.11.1　光传感器　17 3.11.2　簧片开关　17 4　被动式红外传感器　19 4.1　它可以做什么　19 4.1.1　原理图符号　19 4.1.2　应用　19 4.2　它如何工作　19 4.2.1　热释电传感器　20 4.2.2　检测单元　20 4.2.3　镜头组　20 4.3　演变　22 4.4　禁止事项　23 4.4.1　高温灵敏度衰减　23 4.4.2　检测窗口损坏　23 4.4.3　受潮　23 5　距离传感器　25 5.1　它可以做什么　25 5.1.1　原理图符号　25 5.1.2　应用　25 5.2　演变　25 5.2.1　超声波　25 5.2.2　红外线　26 5.2.3　相对优势　26 5.3　常见的超声波传感器　26 5.3.1　进口产品　27 5.3.2　独立元器件　27 5.4　红外线传感器常见型号　27 5.4.0　红外线距离传感器的发展趋势　28 5.5　电容位移传感器　28 5.5.0　应用　29 5.6　它如何工作　29 5.6.1　误差来源　29 5.6.2　参数　29 5.7　光或超声波距离传感器的注意事项　29 5.7.1　待测物体距离太近　29 5.7.2　信号源混杂　30 5.7.3　反射面选取不当　30 5.7.4　环境因素　30 5.7.5　LED老化　30 6　线性位置传感器　31 6.1　它可以做什么　31 6.1.1　应用　31 6.1.2　原理图符号　31 6.2　它如何工作　31 6.2.1　线性电位计　31 6.2.2　磁性线性编码器　32 6.2.3　光学线性编码器　33 6.2.4　线性编码器的应用　33 6.2.5　线性可变差动变压器　33 6.3　注意事项　34 6.3.1　机械故障　34 6.3.2　LED老化　34 7　旋转位置传感器　35 7.1　它可以做什么　35 7.1.1　应用　35 7.1.2　原理图符号　35 7.2　电位计　35 7.2.1　弧形旋转电位计　35 7.2.2　限位柱　36 7.2.3　多匝旋转

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本书是一本全彩的电子元件百科全书，读者可以在本书中得到所有想知道的信息，并且在风格上继承和发扬了《爱上制作》系列书的生动活泼，以DIY的新角度介绍如何在项目中使用传统的电子元件。 想知道如何熟练使用电子元器件吗？本丛书第三卷（共三卷）中涵盖了您在项目中会用到的传感器关键知识---包含照片、原理图和表格。通过本书您可以了解到各个器件的用途、工作方法、其中蕴含的道理、了解不同类型的衍生器件。不管是电子行业的新手还是高手，都可以在本书里探索到新的知识和技巧。

《电子元器件实用手册：Vol.3：传感器篇》是一本为广大电子工程师、技术爱好者、以及相关专业学生精心打造的工具书。本书聚焦于现代电子系统中至关重要的组成部分——传感器，旨在提供一个全面、深入且实用的技术参考。 本书内容概览： 本书共包含十章，每一章都围绕某一类或某一应用领域的传感器展开，力求从原理、特性、选型、应用到实际电路设计等方面进行详尽的阐述。 第一章：传感器概述与分类 本章首先为读者建立起对传感器世界的宏观认知。我们将深入探讨传感器的基本概念、工作原理，以及它们在将物理世界中的各种信号（如光、热、力、位移、压力、湿度、气体浓度等）转化为可被电子系统识别和处理的电信号过程中的核心作用。接着，本书将对传感器进行系统性的分类，包括但不限于： 按工作原理分类： 电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、光电式、半导体式、化学式等。 按被测量分类： 温度传感器、位移传感器、压力传感器、湿度传感器、气体传感器、光传感器、力传感器、磁传感器、生物传感器等。 按输出信号分类： 模拟传感器、数字传感器。 按应用领域分类： 工业自动化传感器、汽车传感器、医疗传感器、环境监测传感器、消费电子传感器等。 通过这一章节的学习，读者将能够清晰地理解不同类型传感器的特点及其适用场景。 第二章：温度传感器 温度是物理世界中最普遍的参数之一，因此温度传感器在各个领域都有着广泛的应用。本章将详细介绍几种主流的温度传感器，包括： 热电阻 (RTD)： 如PT100、PT1000等，阐述其基于金属电阻随温度变化的原理，以及它们的精度、线性度和响应速度等关键参数。 热电偶 (Thermocouple)： 如K型、J型、T型等，讲解塞贝克效应，并分析不同材质热电偶的测温范围、灵敏度和适用环境。 半导体温度传感器： 如集成电路温度传感器（LM35, AD590等）和热敏二极管、热敏三极管，介绍它们内部的 PN 结温特性，以及易于接口、功耗低等优点。 红外温度传感器： 介绍其非接触式测温的原理，适用于高温、移动或难以接触的目标。 本章还将讨论温度传感器的选型考量，例如测温范围、精度要求、响应时间、环境适应性、供电方式以及成本等，并提供相应的电路设计和校准方法。 第三章：位移与速度传感器 精确测量物体的位移和速度是实现运动控制、定位和监测的关键。本章将深入剖析以下各类传感器： 线性可变微分变压器 (LVDT) 和旋转可变微分变压器 (RVDT)： 讲解其电磁感应原理，适用于高精度、非接触式位移测量。 光学尺和编码器： 包括增量式和绝对式编码器，详细介绍其光电转换原理，以及在数字系统中实现高精度角度和位移测量的能力。 磁阻传感器： 如霍尔效应传感器、各向异性磁电阻 (AMR)、巨磁阻 (GMR) 和隧道磁阻 (TMR) 传感器，阐述它们检测磁场变化来测量位移或速度的原理。 电容式位移传感器： 介绍其利用电容变化原理进行微小位移测量的特性。 超声波传感器： 讲解其利用声波传播时间来测量距离的原理，适用于非接触式测距。 本章还将探讨位移与速度传感器的接口技术，包括信号处理、滤波和数据采集。 第四章：压力传感器 压力是流体（气体或液体）在单位面积上施加的力。压力传感器在工业自动化、航空航天、医疗设备和气象监测等领域不可或缺。本章将重点介绍： 压阻式压力传感器： 如硅压阻传感器，讲解其基于应变引起半导体电阻变化的原理，这是目前应用最广泛的压力传感器类型。 陶瓷压阻式传感器： 介绍其在高压、高温环境下应用的优势。 电容式压力传感器： 阐述其利用压力引起电容变化的原理，具有良好的稳定性和灵敏度。 应变片式压力传感器： 讲解其在弹性体上粘贴应变片，利用形变引起的电阻变化来测量压力。 微机电系统 (MEMS) 压力传感器： 介绍其集成化、小型化和低成本的特点。 本章将详细分析各种压力传感器的技术参数，如量程、精度、过载能力、响应频率、工作温度范围以及封装形式，并提供不同应用场景下的选型指南。 第五章：湿度传感器 湿度传感器用于测量空气或气体中的水分含量，对于环境控制、食品储存、工业过程以及气象监测至关重要。本章将深入探讨： 电容式湿度传感器： 介绍其利用湿度变化引起介电常数变化，进而改变电容值的原理。 电阻式湿度传感器： 讲解其利用吸湿材料电阻随湿度变化的原理。 梳状电极薄膜湿度传感器： 介绍其在薄膜材料上的应用。 露点传感器： 介绍其测量露点温度的原理，适用于更精确的湿度测量。 本章还将讨论湿度传感器的标定、响应时间和稳定性，以及在不同环境条件下的性能表现。 第六章：气体传感器 气体传感器用于检测空气或特定环境中的气体浓度，对于安全监测、环境质量评估、工业过程控制以及医疗诊断至关重要。本章将详细介绍： 半导体气体传感器： 如氧化物半导体气体传感器（MQ系列），讲解其在不同气体作用下表面电导率的变化。 电化学气体传感器： 介绍其利用气体在电解液中发生电化学反应产生电流的原理，适用于CO、O2、H2S等多种气体。 催化燃烧式气体传感器： 讲解其利用可燃气体在催化剂表面燃烧放热引起温度变化，进而改变电阻的原理。 红外气体传感器： 介绍其利用特定气体对红外线的吸收特性来检测浓度的原理。 本章还将讨论气体传感器的灵敏度、选择性、响应时间、寿命以及交叉敏感性等问题，并提供实际应用中的注意事项。 第七章：光传感器 光传感器是将光信号转换为电信号的关键器件，广泛应用于照明控制、图像采集、通信和安全系统。本章将全面介绍： 光敏电阻 (LDR)： 讲解其基于半导体材料光电导效应的原理，以及其对光照强度的响应。 光电二极管 (Photodiode)： 介绍其利用光照引起 PN 结内载流子产生而形成光电流的原理，包括光电导模式和光伏模式。 光电三极管 (Phototransistor)： 讲解其集成了放大功能的半导体器件，具有更高的灵敏度。 光电耦合器 (Optocoupler)： 介绍其将光信号转换为电信号并实现电隔离的独特应用。 CMOS和CCD图像传感器： 简要介绍其在数字成像领域的核心作用。 本章还将讨论光传感器的光谱响应、响应速度、暗电流以及在不同环境光下的性能表现。 第八章：力与加速度传感器 力传感器和加速度传感器是实现测量物理力、监测振动和姿态的关键。本章将深入探讨： 应变片式力传感器： 介绍其基于应变片粘贴在弹性体上，通过形变测量力的原理。 压电式传感器： 讲解其利用晶体材料在受力时产生电荷的压电效应，适用于动态力测量和振动检测。 MEMS 加速度传感器： 介绍其利用微惯性质量块在加速度作用下发生位移，引起电容或压阻变化来测量加速度的原理，广泛应用于手机、汽车安全系统等。 陀螺仪传感器： 简要介绍其测量角速度的原理，常与加速度传感器配合实现姿态感知。 本章还将讨论这些传感器的满量程、精度、灵敏度、零点漂移以及抗干扰能力。 第九章：生物传感器与化学传感器 生物传感器和化学传感器是现代生命科学、环境监测和医疗诊断领域的前沿技术。本章将介绍： 酶基生物传感器： 讲解其利用酶的特异性催化反应来检测特定生物分子的原理。 抗体基生物传感器： 介绍其利用抗原-抗体特异性结合来检测特定物质的原理。 pH 传感器： 讲解其利用玻璃电极测量溶液酸碱度的原理。 离子选择性电极 (ISE)： 介绍其测量特定离子浓度的原理。 表面等离子体共振 (SPR) 传感器： 介绍其无标记、高灵敏度检测生物分子相互作用的应用。 本章将重点关注这些传感器的工作机制、灵敏度、选择性、响应时间和应用潜力。 第十章：传感器集成与应用实例 本章将超越单个传感器的介绍，着重于如何在实际电子系统中有效地集成和应用传感器。我们将讨论： 传感器接口电路设计： 包括放大、滤波、信号调理、模数转换 (ADC) 等关键环节。 微控制器 (MCU) 与传感器的数据交互： 介绍常见的通信协议（如I2C, SPI, UART）在传感器数据采集中的应用。 传感器网络的构建与管理： 简要介绍物联网 (IoT) 时代传感器网络的挑战与解决方案。 典型应用实例分析： 智能家居系统： 温度、湿度、光照、人体存在传感器在智能照明、环境调节中的应用。 工业自动化： 压力、流量、液位、编码器在生产过程监测与控制中的应用。 汽车电子： ABS、ESP、发动机控制所需的各种传感器（如轮速、氧气、曲轴位置）的应用。 医疗健康： 生物传感器、心率传感器、血氧传感器在健康监测设备中的应用。 本章旨在帮助读者将书中所学的传感器知识融会贯通，并应用于实际的工程项目开发中。 本书的特色： 理论与实践并重： 既深入讲解了各种传感器的基本原理和理论知识，也提供了大量的实际应用电路和选型建议。 内容全面且结构清晰： 覆盖了当前电子系统中常用的绝大多数传感器类型，并按照逻辑顺序进行编排，便于读者查阅和学习。 语言通俗易懂： 避免使用过于晦涩的术语，力求用简洁明了的语言解释复杂的概念，适合不同层次的读者。 图文并茂： 配备了大量原理图、实物图和波形图，帮助读者更直观地理解传感器的工作过程和应用。 高度实用性： 旨在成为一本读者在日常工作和学习中随时可以翻阅的“案头必备”参考书。 本书的出版，希望能为广大电子技术从业者和爱好者提供一个宝贵的学习资源，帮助他们在传感器技术日益发展的今天，更好地理解、选择和应用各类传感器，从而推动电子技术的创新和进步。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的深度和广度都超出了我的预期。作为一名电子工程师，我一直在寻找一本能够全面概括传感器技术并提供实际指导的参考书，而这本《电子元器件实用手册:Vol.3:传感器篇》无疑满足了我的需求。我尤其喜欢书中关于“工业自动化”和“汽车电子”领域传感器应用的案例分析。这些都是对传感器性能要求极高的行业，书中对这些领域常用的传感器，如编码器、霍尔传感器、以及各种检测传感器，都进行了非常深入的剖析，包括它们的精度要求、抗干扰能力、工作寿命等。我之前参与过一个关于工业机器人视觉系统的项目，其中就涉及到大量的传感器数据融合，我对如何确保传感器数据的可靠性和实时性一直感到头疼。这本书中关于传感器校准和数据融合的章节，给我提供了很多新的思路和方法。而且，书中还介绍了如何根据不同的应用场景，选择最合适的传感器以及如何优化电路设计来提高系统的整体性能，这对于我今后的工作非常有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排和内容都显得非常用心。我注意到，书中在介绍每一种传感器时，都会先从其物理原理出发，然后深入到其电气特性、常用型号、关键参数的解读，最后才给出实际应用电路的实例。这种由浅入深、层层递进的讲解方式，让读者能够循序渐进地掌握知识。我之前在学习过程中，经常遇到一些技术术语或者概念，感到晦涩难懂，但这本书通过大量的图示和通俗易懂的语言，将这些复杂的问题变得清晰明了。例如，在介绍加速度传感器时，书中不仅讲解了MEMS技术的工作原理，还细致地分析了不同轴向的测量精度、零点漂移等关键参数对应用的影响，并且给出了一个非常实用的角度测量电路设计。我之前自己也尝试过设计类似电路，但总是出现各种各样的问题，这次有了这本书的指导，我非常有信心能够攻克难关。而且，书中的内容并非停留在理论层面，还提供了很多关于元器件选型、调试技巧、常见故障排除等方面的实用建议，这些都是在实际工程中非常宝贵的经验。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《电子元器件实用手册:Vol.3:传感器篇》就被它的厚度和内容所震撼了，虽然我这次主要冲着传感器篇来的，但翻看前面几页，对于一些基础的电阻、电容、电感等元件的介绍也相当详尽，从原理、特性到实际应用，都有系统的梳理。我尤其欣赏的是书中那些清晰的电路图和元器件的实物图片，对于初学者来说，这是理解抽象概念最直观的方式。我记得我之前接触过一些电子元件的书籍，要么过于理论化，要么就是简单的罗列参数，缺乏实际操作的指导，这本书在这方面做得很好，它不仅仅告诉你“是什么”，更重要的是“怎么用”。特别是对于传感器部分，虽然我还没有深入研究，但仅仅是目录就让我看到了一个广阔的世界：从最常见的温度、湿度传感器，到更专业的压力、位移、甚至生物信号传感器，应有尽有。书中对每种传感器的基本工作原理、选型要点、接口电路设计都进行了详细的阐述，这对于我正在进行的某个项目非常有帮助，我之前一直困惑于如何选择合适的传感器才能达到预期的精度和稳定性，这本书给出了很多实用的参考意见。而且，书中还列举了大量的实际应用案例，这让我能够更快地将理论知识转化为实践，非常有启发性。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书是一本非常值得推荐的电子元器件实用指南，尤其是对于那些对传感器技术感兴趣的读者。我非常欣赏书中对每一类传感器的讲解都非常系统和全面，从基本原理到实际应用，都做到了深入浅出的阐述。我特别关注书中关于“医疗电子”和“环境监测”领域传感器应用的章节。这些领域对传感器的精度、稳定性和可靠性都有着极高的要求。书中对诸如生物电信号传感器、血氧传感器、以及各种环境污染物监测传感器进行了详细介绍，包括它们的工作原理、选型注意事项以及相关的生物兼容性问题。我之前在尝试开发一个用于早期疾病检测的设备时，就遇到了很多关于选择和使用生物传感器的难题，这本书给我提供了宝贵的参考信息，让我对如何选择合适的生物传感器以及如何设计可靠的检测电路有了更清晰的认识。此外，书中还提供了许多关于传感器接口电路设计、信号调理以及数据采集的实用技巧，这些都极大地提升了我的工程实践能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的不仅仅是知识的更新，更多的是一种对电子世界更深层次的理解。它仿佛是一把钥匙，为我打开了通往许多未知领域的大门。我特别关注书中关于“智能家居”和“物联网”领域传感器应用的章节。现在物联网的概念越来越火，但到底有哪些关键的传感器在其中扮演着重要角色，我之前一直模糊不清。这本书详细介绍了诸如光敏传感器、人体红外感应器、气体传感器等在智能家居中的具体应用，包括如何采集数据、如何与微控制器进行通信，以及如何实现自动化控制。我尤其对文中关于“机器学习在传感器数据分析中的应用”这一部分感到兴趣盎然。虽然书中这部分内容可能还没有深入到算法层面，但它已经点明了方向，让我知道未来的发展趋势。我之前一直觉得，传感器收集到的原始数据往往很“脏”，需要大量的后处理才能变得有价值，而机器学习似乎是解决这一难题的利器。这本书为我提供了一个很好的起点，让我开始思考如何将传感器技术与人工智能结合起来，去创造更智能、更便捷的生活。