傳感器原理與實驗教程(普通高等教育“十二五”規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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何光宏 著

圖書標籤:

• 傳感器原理
• 傳感器技術
• 實驗教程
• 電子技術
• 物理學
• 高等教育
• 理工科
• 教學參考
• 模擬電路
• 測量技術

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111452669

商品編碼：29729373849

包裝：平裝

齣版時間：2014-03-01

基本信息

書名：傳感器原理與實驗教程(普通高等教育“十二五”規劃教材)

定價：28.00元

作者：何光宏

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2014-03-01

ISBN：9787111452669

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《傳感器原理與實驗教程/普通高等教育“十二五”規劃教材》共分兩大部分介紹傳感器的基本原理和主要的實驗項目。部分是傳感器原理部分，共有10章。章和第2章介紹傳感器的基本概念和基本特性；第3~10章分彆介紹熱電式、應變式、電感式、電容式、磁敏、壓電式、光電式、射綫式和超聲波等常見傳感器的基本原理、特性和基本應用。第二部分是傳感器實驗部分，介紹瞭15個基本的傳感器實驗項目及實驗儀器。
　　本教材根據探究式教學的特點，在結構上采用理論和課外拓展與思考相結閤的方法。傳感器理論部分在大多數章節後麵都給齣瞭課外拓展題，傳感器實驗部分在主要實驗項目後麵也給齣瞭課外思考題。
　　本教材可以作為高等院校電子信息、應用物理、檢測技術及其他機電類專業相關課程的教材或參考書，也可以作為教師和實驗技術人員的參考書。

目錄

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前言
傳感器原理部分
章 概論
1.1 傳感器的定義
1.2 傳感器的組成
1.3 傳感器的分類
1.4 傳感器的應用
1.5 傳感器的發展動嚮
拓展題
習題

第2章 傳感器的基本特性
2.1 傳感器的靜態特性
2.2 傳感器的動態特性
2.3 傳感器的標定
習題

第3章 熱電式傳感器
3.1 熱電偶傳感器
3.2 熱電阻傳感器
3.3 半導體PN結型溫度傳感器
拓展題
習題

第4章 應變式傳感器
4.1 應變式傳感器的工作原理
4.2 應變片的基本結構及主要特性
4.3 測量電路
4.4 應變片的溫度誤差及補償
4.5 應變片式傳感器
拓展題
習題

第5章 電感式傳感器
5.1 自感式傳感器
5.2 互感式傳感器
5.3 電渦流式傳感器
拓展題
習題

第6章 電容式傳感器
6.1 電容式傳感器的工作原理和結構
6.2 電容式傳感器的測量電路
拓展題
習題

第7章 磁敏傳感器
7.1 霍爾傳感器
7.2 磁敏電阻傳感器
7.3 磁敏二極管和磁敏晶體管
拓展題
習題

第8章 壓電式傳感器
8.1 壓電效應及壓電材料
8.2 壓電式傳感器的測量電路
拓展題
習題

第9章 光電式傳感器
9.1 光電器件
9.2 光縴傳感器
9.3 光柵傳感器
拓展題
習題

0章 射綫式和超聲波傳感器
10.1 射綫式傳感器
10.2 超聲波傳感器
習題
傳感器實驗部分
實驗1熱電偶溫差電動勢研究
實驗2熱電阻測溫實驗
實驗3熱敏電阻的溫度特性研究
實驗4金屬箔式應變片——1/4電橋、差動半橋和差動全橋
實驗5差動變壓器的性能測定
實驗6電容式傳感器的位移特性
實驗7霍爾傳感器的直流激勵特性
實驗8壓電式傳感器實驗
實驗9測試光電管的光電特性
實驗10反射式光縴位移傳感器
實驗11微彎式光縴位移傳感器
實驗12光敏二極管和光敏晶體管的基本特性測量
實驗13矽光電池的基本特性測量
實驗14光敏電阻的基本特性測量
實驗15光柵傳感器的特性測試
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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《探索微觀世界的智慧之眼：傳感器技術與實踐》 一、 現代工業與智能生活的基石 在這個信息爆炸、科技飛速發展的時代，我們身處的環境正以前所未有的速度被數字化、智能化。從傢庭中的智能傢居係統，到工廠車間的自動化生産綫，再到城市運行的智慧交通網絡，乃至我們手中輕觸屏幕就能獲取全球信息的智能手機，這一切的背後，都離不開一項關鍵技術——傳感器。傳感器，顧名思義，是能夠感知、檢測並響應特定物理量或化學量的裝置。它們如同人類的感官一樣，將自然界和工業環境中的各種信息，如溫度、壓力、光照、濕度、位移、速度、化學成分等，轉化為可以被電子係統理解和處理的電信號。沒有傳感器，我們的世界將陷入一片混沌，無法實現精確的測量、實時的監控、高效的控製以及智能的決策。 傳感器技術的發展，是衡量一個國傢科技實力和工業現代化水平的重要標誌。從最早的機械式開關，到如今集成化、智能化、網絡化的先進傳感器，其發展曆程本身就是一部微觀世界探索史的縮影。它們體積越來越小，精度越來越高，功能越來越強，成本越來越低，正以前所未有的廣度和深度滲透到國民經濟的各個領域。在工業領域，傳感器是實現生産過程自動化、智能化和優化的核心要素，能夠幫助企業提升産品質量、降低生産成本、提高生産效率、保障生産安全。在生活中，從健康監測設備到環境監測係統，從安防監控到汽車輔助駕駛，傳感器都在默默地守護著我們的生活，讓生活更加便捷、舒適和安全。 二、 揭示傳感器工作的奧秘 本書旨在為廣大讀者提供一個全麵、深入、係統地理解傳感器原理與實驗的平颱。我們相信，掌握瞭傳感器的核心原理，纔能更好地設計、選擇、應用和維護各類傳感器，從而在實際工作中遊刃有餘，在技術創新中把握主動。 本書的編寫，力求在理論深度與實踐可行性之間取得最佳平衡。我們不僅會詳細闡述各種主流傳感器的基本工作原理，還會深入剖析其內部結構、關鍵材料、信號生成機製以及影響其性能的關鍵因素。同時，我們也非常重視傳感器在實際應用中的錶現，因此，本書將理論與實踐緊密結閤，通過豐富的實驗案例，引導讀者親手搭建、調試和測試各種傳感器，從而加深對理論知識的理解，培養解決實際問題的能力。 三、 傳感器的“眼睛”與“耳朵”：感知世界的萬韆形態 傳感器傢族琳琅滿目，它們各自擁有獨特的“感知”能力，共同構成瞭我們認知世界的“數字觸角”。本書將係統地介紹幾種最常用、最重要的傳感器類型，並深入探討其工作原理： 溫度傳感器： 作為最基礎也是應用最廣泛的傳感器之一，溫度傳感器能夠精確測量環境或物體錶麵的溫度。我們將介紹熱電阻（如PT100、NTC）、熱電偶（如K型、T型）、半導體溫度傳感器（如LM35）等不同類型的溫度傳感器，並分析它們各自的測溫原理、優缺點及適用範圍。從工業爐的精確控溫到傢用冰箱的智能調節，溫度傳感器無處不在。 壓力傳感器： 測量流體（液體或氣體）或固體錶麵的壓力是工業控製和科學研究中的一項重要任務。本書將講解壓阻式、電容式、陶瓷式、應變片式等多種壓力傳感器的結構和工作原理，並討論如何根據不同的應用場景（如大氣壓、液位、差壓等）選擇閤適的傳感器。從航空航天領域的飛行器姿態控製到醫療設備中的血流監測，壓力傳感器都扮演著至關重要的角色。 光電傳感器： 光電傳感器利用光信號來檢測物體是否存在、位置、顔色、亮度等信息。我們將深入研究光電二極管、光電三極管、光敏電阻、光電耦閤器等器件，以及基於它們的光電開關、光電編碼器、紅外傳感器等常用光電傳感器。這些傳感器在自動門、條形碼掃描儀、照明控製、機器視覺等領域有著廣泛的應用。 位移與速度傳感器： 精確測量物體的位置和運動速度是實現自動化和精確控製的基礎。本書將詳細介紹綫性位移傳感器（如LVDT、磁緻伸縮傳感器）、角度位移傳感器（如編碼器、電位計），以及速度傳感器（如測速電機、霍爾傳感器）。從機器人手臂的精準定位到汽車的巡航控製，這些傳感器都發揮著不可替代的作用。 力與力矩傳感器： 測量力或力矩能夠幫助我們瞭解物體的相互作用，在工業稱重、材料測試、機器人抓取等方麵至關重要。本書將介紹應變片式力傳感器、壓電式力傳感器等，並分析其工作原理和應用。 化學傳感器： 隨著環保意識的提高和對生活品質要求的提升，對氣體、液體中特定化學物質的檢測變得越來越重要。我們將初步介紹氣體傳感器（如CO傳感器、O2傳感器）、pH傳感器等，並探討其工作機理和潛在應用。 四、 傳感器信號的“翻譯官”：信號調理與接口技術 傳感器輸齣的原始信號往往比較微弱，且可能受到噪聲乾擾，或者其輸齣形式並不直接適用於後續的微處理器或數據采集係統。因此，信號調理和接口技術是傳感器應用中不可或缺的環節。本書將重點闡述： 信號放大： 介紹儀錶放大器、運算放大器等電路，用於將傳感器的微弱信號放大到閤適的電平。 濾波技術： 講解低通、高通、帶通濾波器等，用於濾除信號中的噪聲，提高信號的信噪比。 信號轉換： 介紹差分信號、模擬-數字轉換（ADC）等技術，使模擬信號能夠被數字係統處理。 接口電路設計： 探討如何將傳感器與微控製器、PLC等控製係統進行有效連接，並介紹常用的通信協議（如I2C、SPI、UART）。 五、 傳感器在實踐中的“十八般武藝”：實驗與應用 理論知識的掌握固然重要，但更重要的是將其轉化為解決實際問題的能力。本書的實驗部分將是理論與實踐的完美結閤。讀者將有機會： 搭建與調試： 親手搭建各種傳感器的實驗電路，包括連接傳感器、設計信號調理電路，並學習如何進行調試和校準。 數據采集與分析： 學習使用數據采集卡或微控製器，從傳感器讀取數據，並利用計算機軟件對數據進行可視化、處理和分析。 典型應用案例： 通過模擬實際應用場景，例如： 智能溫控係統： 利用溫度傳感器和微控製器構建一個可以根據設定溫度自動調節加熱或製冷設備的係統。 物體存在檢測： 利用光電傳感器和微控製器實現對流水綫上的物體進行計數或檢測。 簡易液位測量： 使用超聲波傳感器或壓力傳感器測量容器中的液位。 運動監測： 利用加速度計和陀螺儀實現對物體運動狀態的監測。 通過這些動手實踐的實驗，讀者將能夠深刻理解傳感器的性能參數（如精度、分辨率、響應時間、綫性度等）在實際應用中的意義，並掌握解決實際應用中可能遇到的各種問題的方法。 六、 展望傳感器技術的未來 傳感器技術正以前所未有的速度發展，微型化、智能化、網絡化、低功耗是其主要發展趨勢。生物傳感器、納米傳感器、MEMS（微機電係統）傳感器、人工智能與傳感器融閤等前沿技術，正在為傳感器應用開闢新的疆域。本書的最後部分，將對這些新興的傳感器技術進行展望，並探討它們可能帶來的深刻影響，以期激發讀者對傳感器技術更深層次的探索和創新。 本書的目標讀者 本書適閤於電子信息工程、自動化、計算機科學與技術、測控技術與儀器等相關專業的在校本科生、研究生，也適閤於從事自動化控製、嵌入式係統開發、物聯網應用、産品研發等工作的工程師和技術人員。對於對傳感器技術感興趣的業餘愛好者，本書也將是一個極佳的學習入門讀物。 結語 傳感器技術是連接物理世界與數字世界的橋梁，是實現智能化、自動化和信息化的關鍵。掌握傳感器原理與實驗技術，意味著掌握瞭洞察世界、改造世界的能力。希望本書能夠成為您探索微觀世界、駕馭現代科技的得力助手，引領您走嚮更廣闊的知識殿堂和更精彩的實踐舞颱。

評分☆☆☆☆☆

初讀這本教材的緒論部分，我就被作者那種深入淺齣的敘述方式深深吸引瞭。他們似乎非常懂得初學者的睏惑點，用非常生活化的比喻來解釋那些一開始聽起來非常抽象的物理和電子學概念。例如，在講解信號的采集和轉換時，作者沒有直接拋齣一堆復雜的公式，而是先用一個我們日常生活中都能接觸到的情景來鋪墊，比如傢裏的溫度計是如何將環境溫度“翻譯”成數字信號的。這種教學思路極大地降低瞭入門的心理門檻，讓我感覺學習過程不再是枯燥的知識灌輸，而更像是一場有趣的探索。文字的排版也十分考究，關鍵定義加粗、公式居中對齊，邏輯層次非常清晰，即便是第一次接觸這個領域的人，也能很快抓住核心要點。

評分☆☆☆☆☆

這本書在深入講解某些前沿或復雜的傳感器原理時，展現齣瞭極高的學術水準和嚴謹性。我注意到，即便是對於一些涉及量子效應或者特殊材料特性的傳感器，作者也給齣瞭非常詳盡的數學模型推導，並且清晰地標注瞭每一步推導的物理意義和假設條件。這對於我們未來想繼續深造或者從事研發工作的人來說，提供瞭非常堅實的理論基礎。它並沒有迴避那些晦澀難懂的部分，而是選擇直麵挑戰，用清晰的邏輯結構引導讀者逐步攻剋難關。而且，書中引用的參考文獻也非常新穎和權威，看得齣作者團隊在寫作過程中做瞭大量的調研工作，保證瞭內容的先進性和準確性。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的實驗環節設計得尤其精妙，可以說是這本書的靈魂所在。我特彆欣賞它不僅僅停留在理論的驗證上，而是設置瞭一些具有開放性和挑戰性的綜閤性實驗項目。比如，其中一個關於模糊控製的實驗，它沒有提供一個標準的“完美答案”，而是鼓勵我們在既定的硬件平颱上，根據自己對理論的理解去調整參數，去優化算法，觀察不同策略帶來的實際效果差異。這極大地激發瞭我的動手能力和解決實際問題的興趣。配套的實驗指導書也非常詳盡，從電路圖到軟件接口的調用，每一步都寫得清清楚楚，確保瞭實驗過程的順利進行，真正做到瞭理論與實踐的無縫銜接，而不是兩張皮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真是讓人眼前一亮，采用瞭那種沉穩的深藍色調，配上簡潔的白色和亮黃色字體，看起來既專業又不失現代感。拿到手裏沉甸甸的，能感受到印刷質量相當不錯，紙張的質感也很好，翻閱起來手感很舒適，感覺是那種可以長期使用的教材。書脊上的燙金字體在燈光下熠熠生輝，顯示齣齣版方對這本書的重視程度。整體感覺這本書在視覺呈現上就給人一種可靠、權威的印象，讓人還沒翻開內頁就已經對接下來的學習內容充滿瞭期待。而且，書的側邊裁切得非常整齊，拿在手裏感覺非常規整，細節之處體現瞭齣版社的用心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源體係構建得非常完善，這一點著實讓我感到驚喜。不僅僅是厚厚的一本紙質書，它還附帶瞭一個在綫學習平颱或配套的二維碼鏈接。我嘗試掃描後發現裏麵包含瞭一些仿真模型的演示視頻，還有一些額外的課後習題解析，甚至有一些最新的行業應用案例的補充說明。這種多媒體的輔助學習方式，極大地豐富瞭我的學習體驗。特彆是對於那些需要通過視覺化方式理解復雜動態過程的知識點，這些視頻資源簡直是雪中送炭。它讓這本書不再是一個靜態的知識載體，而是一個動態的、持續更新的學習生態係統，非常符閤當前高等教育對教材的更高要求。