傳感器技術及應用(第2版)(十一五) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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樊尚春 著

圖書標籤:

• 傳感器技術
• 傳感器應用
• 電子技術
• 檢測技術
• 自動化
• 儀錶
• 電子工程
• 物理學
• 工程技術
• 十一五

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512401150

商品編碼：29728026362

包裝：平裝

齣版時間：2010-10-01

基本信息

書名：傳感器技術及應用(第2版)(十一五)

定價：44.00元

作者：樊尚春

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2010-10-01

ISBN：9787512401150

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.663kg

編輯推薦

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內容提要

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本教材較係統地介紹傳感器的原理及其應用，包括傳感器的特性及其評估；傳感器中常用的彈性敏感元件的力學特性；電位器式傳感器；應變式傳感器；壓阻式傳感器；熱電式傳感器；電容式傳感器；變磁路式傳感器；壓電式傳感器；諧振式傳感器；聲錶麵波傳感器；光縴傳感器；微機械傳感器以及智能化傳感器等。
本教材在每一章都配有適量的思考題與習題，在一些重點章節有應用實例與分析。
本書可作為測控技術與儀器、機械工程及自動化、電氣工程與自動化、過程裝備與控製工程、探測製導與控製技術等專業本科生的教材，也可供相關專業的師生和有關工程技術人員參考。

目錄

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章 緒論
1.1 傳感器的作用與功能
1.2 傳感器的分類
1.2.1 按工作原理分類
1.2.2 按被測量分類
1.3 傳感器技術的特點
1.4 傳感器技術的發展
1.4.1 新原理、新材料和新工藝傳感器的發展
1.4.2 傳感器的微型化、集成化、多功能化和智能化發展
1.4.3 多傳感器融閤與網絡化發展
1.5 傳感器技術相關的一些基本概念
1.6 本教材的特點及主要內容
思考題與習題
……
第2章 傳感器的特性
第3章 基本彈性敏感元件的力學特性
第4章 電位器式傳感器
第5章 應變式傳感器
第6章 壓阻式傳感器
第7章 熱電式傳感器
第8章 電容式傳感器
第9章 變磁路式傳感器
0章 壓電式傳感器
1章 諧振式傳感器
2章 聲錶麵波傳感器
3章 光縴傳感器
4章 微機械傳感器
5章 傳感器技術的智能化發展
附錄
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《信息時代下的創新脈搏：現代傳感器技術與前沿應用》 內容概述 本書聚焦於信息時代浪潮下，傳感器技術所扮演的關鍵角色及其在各行各業的廣泛應用。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解現代傳感器技術的核心原理、發展趨勢，以及如何利用這些先進的“感知”能力驅動創新，解決現實世界中的復雜問題。不同於僅僅羅列傳感器類型和參數的傳統教材，本書更側重於將理論知識與實際應用場景緊密結閤，強調技術如何賦能行業變革，提升生活品質，並驅動社會進步。 第一部分：傳感器技術基石與發展脈絡 本部分將為讀者搭建堅實的理論基礎。我們將從信息采集的本質齣發，深入剖析傳感器的定義、分類及其在信息係統中的基礎地位。 緒論：感知道世界，賦能智能未來 引言：信息時代的核心驅動力——感知。 傳感器的定義與曆史演進：從機械測量到微電子、納米技術的飛躍。 傳感器的基本分類：按物理量、工作原理、應用領域等進行係統梳理。 傳感器在現代社會中的重要性：物聯網、工業4.0、智能製造、智慧城市、生命科學等領域的驅動作用。 傳感器的工作原理：物理與化學的對話 物理傳感器： 壓阻式傳感器：深入解析壓力、應變等物理量的測量原理，材料選擇（矽、金屬）、製備工藝以及在輪胎壓力監測、血壓測量等方麵的應用。 電容式傳感器：闡述電介質變化、介電常數變化等引起的電容改變，講解其在位移、角度、液位、濕度等測量中的優勢，及其在觸控屏、汽車傳感器等領域的地位。 電感式傳感器：聚焦於磁場變化、電磁感應原理，介紹其在金屬檢測、位置識彆、速度測量等方麵的應用，包括渦流傳感器、LVDT等。 電阻式傳感器：從電阻值變化的角度，闡述氣體傳感器（如金屬氧化物半導體氣體傳感器）、光敏電阻、熱敏電阻等的工作機製，重點分析其在環境監測、溫度控製中的作用。 壓電式傳感器：解析壓電效應，介紹其在加速度計、麥剋風、超聲波傳感器等領域的應用，強調其動態響應快、靈敏度高等特點。 光學傳感器：涵蓋光電二極管、光電三極管、CCD/CMOS圖像傳感器等，分析光信號的轉換機製，探討其在光照測量、圖像采集、條形碼識彆、光譜分析等方麵的應用。 聲學傳感器：聚焦於聲音的拾取與轉換，分析麥剋風、超聲波換能器等，講解其在語音識彆、醫療成像、非破壞性檢測中的作用。 慣性傳感器：詳細講解陀螺儀和加速度計的工作原理，以及它們如何協同工作實現姿態感知、運動追蹤，在導航、無人機、虛擬現實等領域的重要性。 化學傳感器： 電化學傳感器：深入分析濃差電池、電解池、法拉第電池等原理，講解其在pH測量、氣體檢測（如CO、O2）、葡萄糖檢測等應用，特彆關注生物傳感器中的應用。 半導體氣體傳感器：詳細闡述半導體材料錶麵吸附氣體引起電學性質變化的工作機製，如SnO2、ZnO等，在傢庭安全、工業氣體泄漏監測中的應用。 光學化學傳感器：結閤光學原理，介紹指示劑、熒光探針等，通過顔色、熒光變化來檢測特定化學物質，如水質監測、生物分子檢測。 錶麵聲波（SAW）化學傳感器：分析SAW波在敏感層錶麵吸附分析物時頻率的變化，在揮發性有機物（VOCs）檢測、生物分子識彆等領域的潛力。 傳感器材料與製備技術：微觀世界的精密工藝 敏感材料： 半導體材料：矽、鍺、III-V族化閤物等，及其在MEMS傳感器中的關鍵作用。 金屬材料：鉑、金、鎢等，在高溫、高精度測量中的應用。 陶瓷材料：氧化鋯、鈦酸鋇等，在高溫傳感器、壓電傳感器中的應用。 聚閤物材料：在柔性傳感器、生物傳感器中的興起。 納米材料：碳納米管、石墨烯、量子點等，如何賦予傳感器更高的靈敏度、選擇性和更低的功耗。 微納加工技術： 光刻技術：介紹微米級、納米級器件的製造基礎。 刻蝕技術：乾法刻蝕（RIE）、濕法刻蝕等，對材料進行選擇性去除。 薄膜沉積技術：CVD、PVD、ALD等，形成功能層。 鍵閤技術：實現多層結構的集成。 MEMS/NEMS技術：微機電係統/納米機電係統的設計、製造與集成，是現代高性能傳感器的基石。 傳感器信號處理與接口技術：從模擬到數字的橋梁 信號調理：放大、濾波、阻抗匹配等，提升信號質量。 模數轉換（ADC）：將模擬信號轉化為數字信號，為後續處理奠定基礎。 數字信號處理（DSP）：算法優化、降噪、校準、數據融閤等。 傳感器網絡與通信：無綫傳感器網絡（WSN）、有綫接口（I2C, SPI, UART）、工業總綫（CAN, Profibus）等。 數據融閤與智能算法：Kalman濾波、粒子濾波、機器學習在傳感器數據融閤中的應用，提高感知精度與魯棒性。 第二部分：傳感器技術前沿應用與行業賦能 本部分將深入探討傳感器技術如何驅動各個行業的創新與轉型，展示其在解決現實世界問題中的巨大潛力。 智能製造與工業自動化 工業物聯網（IIoT）：傳感器作為IIoT的“觸角”，實時采集生産過程中的溫度、壓力、流量、振動、應力等關鍵數據。 預測性維護：通過分析振動、溫度等傳感器數據，提前預測設備故障，減少非計劃停機時間，降低維護成本。 質量控製與缺陷檢測：視覺傳感器、激光傳感器、超聲波傳感器等在産品外觀、尺寸、內部缺陷的自動化檢測。 人機協作：力覺傳感器、接近傳感器、視覺傳感器保障機器人與操作員的安全交互。 過程優化：傳感器數據驅動的實時工藝參數調整，提高生産效率和産品良率。 智慧城市與可持續發展 環境監測：空氣質量傳感器（PM2.5, CO2, VOCs）、水質傳感器、噪聲傳感器，構建全麵的環境監測網絡。 智慧交通：車輛檢測傳感器、交通流量傳感器、環境感知傳感器（用於自動駕駛），優化交通流量，減少擁堵，提升交通安全。 智慧能源：智能電錶、智能水錶、氣體流量傳感器，實現能源的精細化管理與優化分配。 基礎設施監測：橋梁、隧道、大壩的應力、形變、溫度傳感器，及時發現潛在安全隱患。 智能安防：入侵檢測傳感器、煙霧/火災探測器、視頻監控係統（結閤圖像傳感器），提升城市安全水平。 醫療健康與生命科學 可穿戴健康監測設備：心率傳感器、血氧傳感器、體溫傳感器、運動傳感器，實現對人體生理指標的實時監測。 微創診斷與治療：微型生物傳感器、內窺鏡圖像傳感器，用於疾病的早期診斷和精準治療。 藥物輸送係統：pH傳感器、葡萄糖傳感器，用於智能藥物遞送，實現個性化治療。 生物信號檢測：腦電圖（EEG）、心電圖（ECG）傳感器，研究神經科學與心髒功能。 基因測序與分子診斷：微流控芯片上的化學傳感器、熒光傳感器，加速生物標記物的檢測。 自動駕駛與智能交通 環境感知：激光雷達（LiDAR）、毫米波雷達、攝像頭（圖像傳感器）、超聲波傳感器，構建360度全景感知能力。 定位與導航：高精度GPS、慣性測量單元（IMU），實現車輛的精準定位與路徑規劃。 車輛內部狀態監測：胎壓傳感器、刹車係統傳感器、轉嚮角傳感器，保障行車安全。 V2X通信：車輛與基礎設施、車輛與車輛之間的信息交換，需要各類傳感器協同工作。 消費電子與智能傢居 智能手機與可穿戴設備：集成加速度計、陀螺儀、磁力計、氣壓計、光綫傳感器、接近傳感器、心率傳感器、指紋傳感器等，實現多功能交互。 智能傢居：環境傳感器（溫度、濕度、空氣質量）、門窗傳感器、人體感應器、漏水傳感器，提升居住舒適度與安全性。 智能傢電：集成各種傳感器，實現自動化控製和節能優化。 農業科技與環境保護 精準農業：土壤傳感器（濕度、pH、養分）、氣象傳感器、作物生長監測傳感器，優化灌溉、施肥，提高産量。 環境監測：水體傳感器、土壤汙染物傳感器、氣象站，監測環境變化，預警災害。 動物追蹤與健康監測：GPS傳感器、生理指標傳感器，用於野生動物研究和畜牧業管理。 第三部分：挑戰、機遇與未來展望 當前挑戰： 功耗與能效：尤其是在物聯網和移動設備領域。 成本與規模化生産：如何降低高性能傳感器的製造成本。 集成度與小型化：實現更緊湊、更集成化的傳感器係統。 魯棒性與可靠性：在惡劣環境下長期穩定工作。 安全性與隱私：傳感器數據在收集、傳輸、存儲過程中的安全問題。 標準化與互操作性：不同傳感器之間的數據格式和通信協議統一。 發展機遇： 新材料與新工藝：二維材料、柔性材料、3D打印等帶來的革命性機遇。 人工智能與機器學習：將AI能力深度融閤到傳感器係統中，實現更智能的感知與決策。 生物集成傳感器：與生物體共存、相互作用的傳感器。 量子傳感技術：利用量子效應實現前所未有的高精度測量。 邊緣計算：在傳感器端進行部分數據處理，降低網絡負擔，提高響應速度。 未來展望： 泛在感知：傳感器無處不在，構築感知物理世界的數字孿生。 情境感知：傳感器不僅能感知物理量，更能理解其背後的情境和意圖。 自適應與自學習：傳感器係統能夠根據環境變化和任務需求進行自我調整和學習。 人機共生：傳感器成為人與機器之間無縫交互的橋梁。 本書將通過豐富的案例分析，生動地展示傳感器技術如何成為驅動創新、解決挑戰、塑造未來的強大力量。我們鼓勵讀者在閱讀過程中，積極思考傳感器技術在自身所處領域或感興趣的未來場景中的應用潛力，共同迎接一個更加智能、更加互聯的時代。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本書的時候，我最先翻閱的是目錄結構，一個好的教材，其邏輯框架往往決定瞭學習的效率。這本書的章節編排看起來相當嚴謹，從基礎的物理量到電學轉換，再到信號調理和數據采集，一步步深入，很有層次感。我特彆欣賞它對特定應用場景的案例剖析，比如在智能交通領域中，如何利用不同類型的傳感器（如雷達、超聲波、視覺）進行多模態信息融閤以實現精準的目標識彆和跟蹤。這比單純介紹單個傳感器的特性要來得實在得多。我的工作涉及到一些小型機器人項目，經常需要在惡劣環境下采集數據，所以對傳感器的環境適應性、抗乾擾能力以及長期穩定性非常看重。我希望書裏能有更多關於傳感器標定、漂移補償和故障診斷方麵的實操建議，這些纔是決定項目成敗的關鍵細節，往往在入門書籍中會被一筆帶過。如果它能提供一些開源工具或仿真平颱的鏈接，那就更完美瞭，可以讓我邊學邊練，加速知識內化。

評分☆☆☆☆☆

我是一個工作瞭十年的老工程師，現在負責老舊工業設備的智能化改造，說實話，市麵上很多新齣版的教材，內容更新得很快，但往往過於側重於前沿的、尚未完全成熟的技術，反而忽略瞭對經典、成熟傳感器的深入剖析和優化應用。我更關注的是如何利用現有的成熟技術，通過更巧妙的係統設計和軟件算法，提升老舊係統的性能和可靠性。這本書的“十一五”背景讓我有點好奇它對經典技術的覆蓋深度。我希望能看到關於壓力、溫度、流量等工業基礎傳感器在復雜流體、高溫高壓等極端工況下的魯棒性設計和長期維護策略。對於信號采集中的噪聲抑製技術，例如如何設計有效的硬件濾波電路，以及在嵌入式係統中實現高效的數字濾波算法，這些實用的工程經驗，纔是我目前最需要的“乾貨”。如果它能提供一些關於不同總綫協議（如Modbus、Profibus）在傳感器網絡中應用的對比分析，將會極大地幫助我進行係統集成選型工作。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對學習方法很挑剔的人，一本好的技術書不僅要有料，還得易於吸收。這本書的排版和圖示質量是我比較看重的方麵。畢竟傳感器原理圖、電路拓撲圖和物理模型圖示得清晰準確，纔能減少理解上的歧義。我特彆關注書中學術理論與工程實現之間的“翻譯”過程。比如，解釋霍爾效應傳感器時，如果能同時給齣其在芯片級設計的簡化模型，以及在實際PCB上進行抗磁場串擾設計的注意事項，這種深度銜接會讓人覺得物超所值。對於初學者來說，清晰的術語定義和一緻的符號錶示至關重要，希望這本書在這些基礎工作上做得足夠紮實。此外，如果每章末尾的習題不僅是理論計算，還能引導讀者去思考實際工程中的Trade-off（例如精度與成本、響應速度與功耗之間的權衡），那就更具啓發性瞭。我希望這本書能真正成為一本能陪伴我從入門到解決實際問題的參考手冊，而不是讀完一遍就束之高閣的工具書。

評分☆☆☆☆☆

我對本書的“應用”二字抱有極大的期望。技術是為應用服務的，再精妙的傳感器原理，如果不能轉化為可靠的解決方案，那價值也會大打摺扣。我目前正在研究農業環境的精準監測係統，需要處理溫濕度、土壤墒情以及光照強度等多種異構數據。我希望能在這本書中看到關於多傳感器數據融閤（Multi-sensor Data Fusion）的係統性介紹，比如如何構建一個卡爾曼濾波或者更復雜的貝葉斯網絡模型，來優化最終的測量結果，降低環境噪聲對決策的影響。特彆是在低成本方案下，如何通過軟件算法彌補硬件精度上的不足，這是我們這類麵嚮大規模部署的項目中最常遇到的挑戰。理想情況下，如果書裏能提供一些關於數據質量評估和不確定性分析的章節，教會我們如何量化我們係統的測量可靠性，那將是極大的加分項。我更偏好那些能提供清晰的“問題-分析-設計-驗證”流程的案例，而非僅僅是原理性的堆砌。

評分☆☆☆☆☆

這本《傳感器技術及應用（第2版）（十一五）》的封麵設計得相當樸實，雖然沒有花哨的圖案，但那種紮實的理工科氣質撲麵而來，讓我對接下來的內容充滿瞭期待。我本身是電子信息工程專業的大三學生，對於信號處理和係統集成方麵的內容一直有很濃厚的興趣，但總覺得在實際應用層麵，知識點之間有些零散，缺乏一個係統化的框架來串聯。我希望這本書能在這方麵有所突破，不隻是羅列各種傳感器的原理和參數，更重要的是能展示齣它們是如何協同工作，構成一個完整的智能感知係統的。特彆是對於新興的物聯網（IoT）技術背景下，低功耗、高精度傳感器的集成和數據融閤，這本書如果能提供一些前沿的案例分析和設計思路，那就太棒瞭。我對其中關於MEMS傳感器、光縴傳感器的最新發展趨勢非常關注，期待能看到它們在工業自動化和環境監測中的具體應用實例，而不是停留在教科書式的理論推導。希望它的內容在理論深度和工程實踐之間能找到一個很好的平衡點，能讓我從“知道原理”邁嚮“會設計、會應用”的階段。