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杨少春 著

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• 仪器仪表
• 物理学
• 工程技术

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121127236

商品编码：29730376720

包装：平装

出版时间：2011-01-01

基本信息

书名:传感器原理及应用

：23.00元

售价：15.6元,便宜7.4元,折扣67

作者:杨少春

出版社：电子工业出版社

出版日期：2011-01-01

ISBN：9787121127236

字数：330000

页码：195

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

内容提要

本书主要介绍了常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用。主要介绍了力敏传感器、湿度传感器、温度传感器、气体传感器、光电传感器、磁敏传感器、微波和超声波传感器，以及传感器与微处理器接口电路。
　　本书共10个模块，除模块一介绍传感器的基本知识外，各模块均具有相对独立性，以便不同专业、不同学时的教学选用，参考学时为52~60学时。
　　本书由高职和有关企业的领导、专家组成教材编审委员会进行审定，突出高职教育的特点，注重实用技术，可作为应用电子技术、机电应用技术及工业自动化等相关专业高职、高专教材，也可供电大、职大等相关专业作为教材选用。

目录

作者介绍

文摘

序言

《传感器原理及应用》是一本面向广泛读者，涵盖了从基础理论到实际应用的传感器技术。本书旨在为读者构建一个全面、深入的传感器知识体系，使其能够理解传感器的核心原理，掌握各类传感器的特性，并能将其有效地应用于解决实际工程问题。 第一部分：传感器基础理论 在本书的开篇，我们将深入探讨传感器最根本的原理。首先，会详细介绍传感器作为一种信息转换器件的核心概念，它如何将物理世界的各种信息（如温度、压力、光、位移等）转化为电信号，以便于后续的处理和分析。我们将剖析传感器工作机理背后的物理现象，例如压电效应、霍尔效应、光电效应、热敏电阻效应、电容变化、电感变化等，并深入讲解每种效应的物理基础和数学模型。 随后，我们将系统性地阐述传感器的基本组成部分，包括敏感元件、转换电路以及信号处理电路。对于敏感元件，我们会介绍其种类繁多、特性各异的特点，并分析不同材料和结构在敏感元件设计中的作用。转换电路的作用是把敏感元件产生的微弱、非标准信号转化为易于处理的标准信号，我们会讨论放大、滤波、线性化等关键电路设计。信号处理电路则负责对转换后的信号进行进一步处理，如模数转换（ADC）、数字信号处理（DSP）等，以便于计算机或微控制器识别和利用。 本书还会重点讲解传感器的关键性能指标，例如灵敏度、分辨率、精度、线性度、迟滞、重复性、响应时间、稳定性等。每一项指标都会配以详细的数学定义、物理意义以及在实际应用中的重要性，并会通过实例分析如何评估和提高传感器的这些性能。理解这些指标对于选择合适的传感器以及评估其在特定应用中的适用性至关重要。 此外，我们还会探讨传感器的分类方法，从不同的角度对传感器进行划分，例如按被测物理量分类（如温度传感器、压力传感器、位移传感器、力传感器、光传感器、化学传感器等），按工作原理分类（如电阻式、电容式、电感式、压电式、半导体式、光学式等），以及按输出信号类型分类（如模拟量传感器、数字量传感器）。这种多维度的分类有助于读者建立清晰的知识框架，快速定位所需了解的传感器类型。 第二部分：常见传感器详解 在奠定了坚实的理论基础后，本书将进入对各类常用传感器的详细讲解。我们将深入剖析每种传感器的内部结构、工作原理、技术特点、优缺点以及典型的应用场景。 温度传感器： 详细介绍热电偶、热敏电阻（NTC/PTC）、铂电阻（RTD）、半导体温度传感器（如集成温度传感器）等，讲解它们在不同温度范围内的适用性、响应速度和精度。 压力传感器： 涵盖膜盒式、应变片式、压阻式、电容式、压电式等压力传感器，分析它们在测量绝对压力、相对压力、差压等方面的原理和应用。 位移传感器： 讲解线性电位器、LVDT（线性可变差动变压器）、编码器（绝对式和增量式）、光栅尺、超声波位移传感器、激光位移传感器等，分析它们的测量范围、精度和分辨率。 力传感器与称重传感器： 深入探讨应变片式力传感器、压电式力传感器、电容式力传感器等，以及基于这些原理的称重传感器，分析其在测量静态力和动态力方面的应用。 光传感器： 涵盖光敏电阻、光电二极管、光电三极管、CCD/CMOS图像传感器等，介绍它们在光照度测量、物体检测、图像采集等方面的原理和应用。 接近传感器与开关： 介绍电感式接近传感器、电容式接近传感器、光电开关、超声波接近传感器等，分析其在非接触式物体检测和位置开关方面的应用。 气体传感器： 讲解半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器等，分析它们在环境监测、气体泄漏检测等方面的原理和应用。 湿度传感器： 介绍电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器等，分析其在环境湿度测量、工业控制等方面的应用。 加速度传感器与陀螺仪： 重点讲解MEMS（微机电系统）加速度传感器和陀螺仪，分析其在姿态检测、运动追踪、惯性导航等领域的原理和应用。 生物传感器： 简要介绍生物传感器的工作原理，包括酶传感器、抗体传感器、DNA传感器等，以及它们在医疗诊断、食品安全等领域的潜在应用。 在讲解每种传感器时，本书都会强调其关键参数的含义、选择时需要考虑的因素，以及与其他类型传感器的比较优势。 第三部分：传感器应用系统设计 本书的第三部分将重点放在传感器在实际系统中的应用。我们将从系统整体的角度出发，讲解如何将选择的传感器集成到具体的应用场景中。 传感器接口电路设计： 详细讨论如何设计匹配传感器输出信号的接口电路，包括放大电路、滤波电路、信号调理电路等，以确保信号的准确采集和传输。我们会深入分析如何克服噪声干扰、提高信噪比。 模数转换与数字信号处理： 讲解模数转换器的原理、选择和使用，以及数字信号处理技术（如滤波、去噪、特征提取、校准等）在提升传感器数据质量和提取有用信息方面的作用。 嵌入式系统集成： 探讨如何将传感器与微控制器（MCU）或嵌入式系统进行集成，包括硬件连接、软件编程（如传感器驱动程序的编写、数据采集与处理算法的实现）等。 传感器网络与物联网（IoT）应用： 介绍传感器网络的基本概念、拓扑结构以及在物联网中的作用。我们将分析如何构建基于传感器的智能系统，实现数据的远程采集、传输、存储和分析，例如智能家居、智慧农业、工业自动化监控等。 传感器在典型领域的应用实例： 提供多个详细的实际应用案例，覆盖工业自动化、医疗健康、汽车电子、环境监测、智能仪器仪表等多个领域。例如，在工业自动化领域，会讲解如何利用压力传感器和温度传感器实现反应釜的精确控制；在医疗健康领域，会分析如何应用心率传感器和血氧传感器实现远程监护；在汽车电子领域，会讨论胎压监测系统（TPMS）和电子稳定控制系统（ESC）中传感器的工作原理。 传感器系统的故障诊断与维护： 探讨传感器系统常见的故障原因，以及如何进行故障诊断和排除。同时，也会介绍传感器系统的维护策略，以保证系统的长期稳定运行。 第四部分：前沿技术与发展趋势 本书的最后部分将展望传感器技术的发展方向，介绍一些前沿的传感器技术和新兴的应用领域。 MEMS技术在传感器领域的应用： 深入探讨MEMS技术如何推动传感器的小型化、集成化和低功耗化，以及其在惯性传感器、压力传感器、生物传感器等方面的突破。 新型传感材料与技术： 介绍石墨烯、纳米材料、智能材料等在传感器领域的应用潜力，以及它们如何带来更高灵敏度、更快响应速度和更强鲁棒性的新型传感器。 智能化与自适应传感器： 探讨如何赋予传感器智能化，使其具备一定的自主学习和决策能力，以及自适应补偿和校准能力。 无线传感器网络（WSN）与物联网（IoT）的深度融合： 讨论WSN如何与IoT平台更紧密地结合，实现更广泛、更深入的智能化应用。 传感器在新兴领域的应用： 展望传感器在机器人技术、无人驾驶、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）、可穿戴设备、智能穿戴设备等领域的未来发展。 本书力求理论与实践相结合，通过丰富的图示、实例和表格，帮助读者清晰地理解每一个概念。无论是对传感器初学者，还是有一定基础的工程技术人员，本书都将是一本极具价值的参考资料。通过阅读本书，读者将能够深刻理解传感器的奥秘，掌握将其应用于实际工程问题的能力，并能更好地把握传感器技术发展的脉搏。

评分☆☆☆☆☆

这本书，嗯，拿到手里感觉挺厚实的，封面设计嘛，倒是中规中矩，没什么让人眼前一亮的设计感，但总体来说还算专业。我本来是想找一本关于现代信息技术，特别是物联网和云计算结合的书籍，想看看最近几年这个领域有什么突破性的进展，或者至少是扎实的理论基础。翻开目录，发现它更偏向于传统的电子工程和物理学的范畴，各种关于信号采集、噪声处理的章节占据了很大的比重。虽然这些基础知识在任何技术领域都是不可或缺的，但对于我这种更关注上层应用和系统集成的读者来说，显得有些“硬核”了。我特别留意了关于数据融合和边缘计算的部分，希望能找到一些前沿的实践案例或者新的算法框架，但似乎书中对这些新兴领域的探讨还停留在比较基础的介绍层面，缺乏深入的剖析和代码示例。总体感觉，它更像是一本面向电气工程专业本科生的教材，强调的是“如何把数据准确地量化和传输”，而不是“如何利用这些数据创造价值”。如果对底层硬件接口、模拟电路设计有浓厚兴趣，这本书或许能提供很详尽的参考，但对于想快速了解行业趋势和高阶应用架构的人来说，可能需要配合其他更侧重软件和系统的书籍一起阅读。它给我的第一印象是“扎实但略显陈旧”，信息密度很高，但“新鲜度”稍有欠缺。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性评估，很大程度上取决于读者对“应用”的定义。如果“应用”指的是在实验室环境中验证基本原理的实验步骤和标准化的数据处理流程，那么这本书无疑是提供了足够详尽的参考手册。但如果“应用”指的是在真实、动态、充满不确定性的工程现场解决问题的能力，这本书的指导价值就相对有限了。我发现，书中对实际项目实施中常常遇到的“灰色地带”——比如电磁兼容性（EMC）干扰的现场排查、不同品牌和批次设备间参数的微小差异、以及软件驱动层面的兼容性问题——几乎没有涉及。它完美地展示了理想条件下的系统应该如何运行，但现实世界往往充满了“不理想”的因素。比如，在讨论抗干扰措施时，它给出的都是教科书式的滤波器设计，缺乏在实际电磁噪声环境中进行迭代优化和容错设计的经验总结。对于一个刚踏入工程领域，需要从零开始搭建系统的工程师来说，这本书提供了基础公式，但缺乏“过来人”的经验传授，让你在面对实际工程难题时，可能依然会感到无从下手，需要花费大量时间去弥补这种理论与实践之间的鸿沟。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷是希望它能提供一个跨学科的视角，探讨如何将生物医学领域的微弱信号采集技术与强大的计算能力相结合，比如开发出下一代非侵入式健康监测设备。然而，这本书的视角似乎被限制在了传统的工业自动化和过程控制领域，里面的案例多集中在温度、压力、流量等宏观物理量的测量上。对于生物电信号、化学成分分析这类需要极高灵敏度和极低功耗要求的领域，书中提到的技术几乎是点到为止，没有深入展开。例如，关于高精度ADC（模数转换器）的选择，书中提供的标准工业级参数远不能满足微伏级生物信号采集的苛刻要求。我尤其希望能看到关于低噪声放大器设计在生物信号前端的应用，但这部分内容要么被一笔带过，要么就是使用了过于简化的理想模型。这本书给我的感觉是，它很好地覆盖了“大而全”的传统测量科学，但在面对现代生命科学和可穿戴设备对“小而精”的极致追求时，显得力不从心。它像是一辆性能强劲的重型卡车，在为柏油马路设计，但你要它去跑崎岖的山路，它就显得力不从心了。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的排版和插图质量让我有点失望。虽然内容本身应该是非常技术性的，但图表的清晰度和现代感却有待提高。很多流程图看起来像是上世纪末的设计稿，线条密集，标注拥挤，初次接触这些复杂概念的读者很可能会被这些“视觉噪音”所干扰。例如，在描述多级反馈控制系统的工作原理时，原图看起来就像是一团缠绕的毛线球，我不得不对照着文字反复对照，才能勉强理清信号的流向。更令人遗憾的是，书中缺乏高质量的彩色插图和三维模型展示，这对于理解物理世界中各种传感器的空间布局和工作环境至关重要。在谈到光电效应或者超声波传播路径时，一个生动的、现代化的图形化解释，远胜过几页枯燥的文字描述。这本书似乎更注重理论的完整性，而忽略了作为一本现代技术读物在可视化呈现上的责任。我更期待看到的是类似于顶尖学术期刊中那种简洁、高对比度、信息密度适中的图表，而不是这种略显过时的印刷品风格。对于需要通过图像辅助理解复杂物理过程的读者来说，这无疑是一个不小的障碍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格极其严谨，几乎每一页都充斥着大量的数学公式和复杂的推导过程，阅读起来像是在啃一本学术专著，需要极高的专注度和扎实的微积分基础。我本期望能找到一些关于人工智能如何赋能复杂系统状态监测的章节，比如深度学习在异常模式识别上的最新应用，但书里更多的是对傅里叶变换、卡尔曼滤波这些经典信号处理工具的详尽论述。每一个概念的提出都伴随着严密的逻辑链条和大量的公式推导，这对于理解原理的来龙去脉是极其有益的，但说实话，阅读体验并不轻松。我尝试去寻找一些实际工业场景中的“黑科技”应用案例，比如在航空航天或者精密制造领域的突破，书中虽然提到了应用，但大多是通过一个简化的数学模型来阐述其工作原理，缺乏对实际工程实现中遇到的非线性问题、成本考量以及系统集成复杂性的真实描述。因此，如果你是那种喜欢“知其所以然”并愿意投入大量时间去钻研数学本质的读者，这本书的深度会让你满意；但如果你的目标是快速掌握某类应用的“最佳实践”或者最新的技术栈，这本书可能就显得有些“慢热”了。它更像是给一个初级研究人员打地基用的砖头，而不是已经搭好的框架。