正版 传感与检测技术 耿淬,刘冉冉 北京理工大学出版社【T】 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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耿淬刘冉冉主编 编

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• 传感技术
• 检测技术
• 传感器
• 测量技术
• 仪器仪表
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• 自动化
• 北京理工大学出版社
• 耿淬
• 刘冉冉

店铺： 煜轩图书专营店

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564095277

商品编码：26875070461

丛书名： 传感与检测技术

基本信息

书名:传感与检测技术

：32.00元

作者:耿淬，刘冉冉　主编

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2014-08-01

ISBN：9787564095277

字数：343000

页码：223

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：

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目录

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项目一　认识传感器检测装置
　思考与练习
项目二　参量传感器的使用
　任务一　使用电阻应变式传感器
　任务二　使用热电阻传感器
　任务三　使用压阻式传感器
　任务四　使用气敏电阻传感器
　任务五　使用电容式传感器
　任务六　使用湿敏传感器
　任务七　使用电感式传感器
　任务八　使用电涡流式传感器
　思考与练习
项目三　发电传感器的使用
　任务一　使用压电式传感器
　任务二　使用磁电式传感器
　任务三　使用霍尔式传感器
　任务四　使用光电式传感器
　任务五　使用热电偶传感器
　思考与练习
项目四　脉冲传感器的使用
　任务一　使用光栅
　任务二　使用磁栅传感器
　任务三　使用编码器
　任务四　使用旋转变压器
　任务五　使用感应同步器
　思考与练习
项目五　特殊传感器的使用
　任务一　使用光纤传感器
　任务二　使用红外传感器
　任务三　使用超声波传感器
　思考与练习
参考文献

内容提要

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耿淬、刘冉冉编著的《传感与检测技术(第2版十二五职业教育国家规划教材)》系统全面介绍了传感与检测技术相关知识，本书可作为高等职业院校机电技术专业、数控技术专业、电气自动化专业及其他相关专业的专业教材，也可作为相关行业的岗位培训教材及有关人员的自学用书。

文摘

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作者介绍

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《现代传感器与智能测控系统》 一、 概述 《现代传感器与智能测控系统》是一本面向高等院校工科专业学生的综合性教材，同时也可作为相关领域工程技术人员的参考书。本书旨在系统介绍传感器与检测技术的基本原理、关键技术、应用领域以及与智能测控系统的集成方法，帮助读者建立起对现代传感技术和自动化控制系统之间深刻的理解。全书内容严谨，理论联系实际，图文并茂，力求在有限的篇幅内，清晰、全面地展现传感器与智能测控领域的广阔图景。 本书的编写遵循了“基础性、先进性、系统性、实用性”的原则。首先，系统地梳理了传感器和检测技术的核心概念，从物理原理到信号处理，层层深入，为读者打下坚实的理论基础。其次，引入了当前传感器技术和智能测控领域的前沿发展，包括微机电系统（MEMS）传感器、物联网（IoT）相关的传感器技术、以及人工智能在测控系统中的应用等方面，展现了行业的最新动态。第三，强调了传感器与测控系统的集成，论证了单个传感器如何通过信号调理、数据采集、处理与控制，最终构成一个完整的智能测控系统。最后，通过丰富的实例和应用场景，突显了本书的实用价值，使读者能够更好地将所学知识应用于实际工程问题。 二、 内容详细介绍 第一部分：传感器基础理论与分类 1. 传感器基本概念与工作原理 传感器定义与功能： 详细阐述了传感器的定义，即能够感受、测量、响应特定物理量并将其转换为可识别信号的器件。介绍其在信息采集、监测、控制等环节中的核心作用。 传感器的工作原理分类： 从能量转换的角度，将传感器的工作原理分为七大类，并逐一进行深入剖析： 电阻式传感器： 介绍电阻随外界物理量变化而变化的原理，包括应变片、热敏电阻、湿敏电阻等。重点讲解应变片的工作原理、材料选择、以及电桥电路的应用。 电容式传感器： 阐述电容容量随介质变化、极板距离变化或重叠面积变化而变化的原理。介绍其在位移、压力、液位测量中的应用，并提及如何通过电容测量电路提取信号。 电感式传感器： 讲解电感量随磁芯位置、截面积或气隙变化而变化的原理。介绍其在位移、速度、角度测量中的应用，并讨论电感耦合效应。 压电式传感器： 阐述某些晶体材料在受力时产生电荷，或施加电压时产生形变的压电效应。介绍其在压力、加速度、声波测量中的应用，以及正压电效应和逆压电效应。 光电式传感器： 讲解光敏材料对光的响应特性，包括光电导效应、光生伏特效应、光电倍增效应等。介绍光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光电耦合器等器件，以及它们在光强、颜色、位置检测中的应用。 热电式传感器： 介绍温差电效应（塞贝克效应）以及利用温差电动势测量温度的原理。重点讲解热电偶的工作原理、材料选择、分度号以及冷端补偿技术。 半导体传感器： 阐述半导体材料的导电特性或PN结特性随环境参数变化的原理。介绍气体传感器（如氧化物半导体气体传感器）、湿度传感器（如电容式或电阻式半导体湿度传感器）等。 传感器性能指标： 详细介绍评价传感器性能的关键指标，包括： 灵敏度： 传感器输出量与输入量之比。 线性度： 实际输出特性曲线与理想直线之间的偏差。 迟滞： 相同输入量在增加和减小过程中，输出量产生的差异。 重复性： 在相同条件下，多次测量同一输入量时，输出量的一致性。 分辨率： 传感器能够区分的最小输入量变化。 响应时间： 传感器输出量响应输入量变化的延迟。 稳定性： 传感器在长期工作条件下，性能参数保持不变的能力。 动态范围： 传感器能够测量的输入量变化范围。 抗干扰能力： 传感器抵抗外界干扰（如电磁干扰、温度漂移）的能力。 2. 常用传感器的原理与应用 位移传感器： 介绍接触式和非接触式位移传感器的原理，包括电位计式、LVDT（线性可变差动变压器）、霍尔效应传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器等，并讨论其在工业自动化、机器人领域的应用。 力传感器： 讲解应变片式测力传感器、压电式测力传感器、电容式力传感器的工作原理，并介绍其在称重、力反馈控制中的应用。 压力传感器： 详细介绍膜片式、波纹管式、应变片式、压阻式、电容式压力传感器的工作原理，以及其在工业过程控制、航空航天、医疗器械等领域的广泛应用。 温度传感器： 深入分析热电偶、热电阻（RTD）、半导体温度传感器（如LM35、DS18B20）、红外测温传感器的工作原理，并讨论其在工业、环境监测、食品安全等方面的应用。 流量传感器： 介绍差压式（孔板、文丘里管）、涡轮式、电磁式、超声波式、质量流量计等流量传感器的测量原理，以及在能源、化工、给排水等行业的应用。 液位传感器： 讲解浮球式、电容式、超声波式、雷达式、磁翻板式液位传感器的原理，并讨论其在储罐监测、过程控制中的应用。 加速度传感器： 介绍压电式、电容式、MEMS加速度传感器的结构与工作原理，以及其在振动监测、姿态感知、惯性导航等领域的应用。 气体传感器： 重点介绍氧化物半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器的原理，以及其在环境监测、安全预警、空气质量检测中的应用。 第二部分：信号调理与数据采集 1. 传感器信号的特点与预处理 传感器输出信号的类型： 分析传感器输出信号的线性、非线性、直流、交流、高阻、低阻等特性。 信号的干扰与噪声： 讨论传感器信号在传输过程中容易受到哪些干扰（如电磁干扰EMI、射频干扰RFI、共模干扰、差模干扰）和噪声（如热噪声、散粒噪声），以及这些干扰和噪声对测量精度的影响。 信号调理电路的作用： 阐述信号调理电路在放大、滤波、隔离、线性化、阻抗匹配等方面的作用，是连接传感器与数据采集系统的关键桥梁。 2. 信号调理电路设计 放大电路： 同相放大器与反相放大器： 介绍运算放大器（Op-amp）的基本原理，以及同相和反相放大器的电路结构、增益计算及应用。 仪表放大器： 讲解仪表放大器在高共模抑制比（CMRR）要求下的应用，特别是对差分信号的精确放大，如应变片电桥信号的测量。 跨阻放大器： 介绍其用于将电流信号转换为电压信号，适用于光电二极管等输出电流的传感器。 滤波电路： 低通滤波器： 消除高频噪声，平滑信号。介绍RC低通滤波器和有源低通滤波器。 高通滤波器： 消除低频噪声或直流分量，适用于检测信号变化。介绍RC高通滤波器和有源高通滤波器。 带通滤波器： 仅允许特定频率范围内的信号通过，用于选择性检测。 陷波滤波器： 消除特定频率的干扰，如工频干扰。 信号的线性化与补偿： 数学补偿方法： 基于传感器非线性特性的数学模型，进行软件或硬件上的线性化处理。 硬件线性化电路： 利用非线性元件（如二极管）或分段逼近方法实现线性化。 温度补偿： 讨论由于温度变化引起的传感器参数漂移，并介绍冷端补偿、软件补偿等方法。 隔离技术： 介绍光电隔离器、变压器隔离、电容隔离等技术，用于实现传感器与控制系统之间的电气隔离，防止共模电压损坏设备，提高系统的安全性。 3. 数据采集系统（DAS） 模数转换器（ADC）： ADC的工作原理： 详细介绍ADC将模拟信号转换为数字信号的过程。 ADC的类型： 讲解逐次逼近型ADC、双积分型ADC、Σ-Δ（Sigma-Delta）ADC、流水线型ADC等不同类型ADC的原理、特点、优缺点及适用场合。 ADC的关键参数： 分辨率、采样速率、量化误差、非线性度等。 采样定理： 阐述奈奎斯特-香农采样定理，以及采样频率与信号带宽的关系。 数据采集卡/模块： 介绍工业数据采集卡、USB数据采集模块等硬件设备，以及它们在多通道采集、同步采样等方面的功能。 数字信号处理（DSP）： 介绍数字滤波、FFT（快速傅里叶变换）、统计分析等在传感器信号处理中的应用。 第三部分：智能测控系统集成 1. 微控制器（MCU）与嵌入式系统 MCU的基本结构与工作原理： 介绍CPU、存储器（RAM、ROM/Flash）、I/O端口、定时器、中断控制器等核心组成部分，以及指令执行流程。 常见MCU系列： 简要介绍AVR、ARM、PIC等主流MCU系列及其特点。 嵌入式系统开发： 讨论嵌入式系统的软件开发流程、交叉编译、调试工具等。 实时操作系统（RTOS）： 介绍RTOS在任务调度、资源管理、中断处理等方面的作用，以及多任务并发执行的机制。 2. 传感器与MCU的接口技术 并行接口： 介绍通用I/O端口（GPIO）的应用，用于简单的开关量或数字量信号的输入输出。 串行通信接口： UART（通用异步收发传输器）： 介绍其在点对点通信中的应用，如连接GPS模块、蓝牙模块等。 SPI（串行外设接口）： 讲解其全双工、主从模式的特点，常用于连接ADC、DAC、EEPROM等外设。 I2C（Inter-Integrated Circuit）： 介绍其总线结构、地址寻址机制，广泛用于连接多种传感器（如温湿度传感器、气压传感器）。 总线接口： CAN（Controller Area Network）： 介绍其在汽车电子、工业自动化中的高可靠性、多主站通信能力。 Ethernet（以太网）： 讨论其在工业物联网、远程监控中的应用。 3. 智能测控系统的设计与实现 系统架构设计： 讲解从传感器选型、信号调理、数据采集到数据处理、决策控制、执行输出的整个系统流程设计。 传感器网络与物联网（IoT）： 无线传感器网络（WSN）： 介绍Zigbee、LoRa、NB-IoT等低功耗广域网（LPWAN）技术在传感器网络中的应用。 IoT平台与云服务： 讨论如何将传感器数据上传至云平台进行存储、分析和远程控制。 人工智能在测控系统中的应用： 机器学习与深度学习： 介绍如何利用机器学习算法对传感器数据进行模式识别、故障诊断、预测性维护。 模糊逻辑与专家系统： 讨论其在处理不确定性和复杂逻辑推理中的应用。 案例分析： 智能家居环境监测系统： 整合温湿度、光照、CO2传感器，通过MCU实现数据采集、显示及联动控制（如空调、新风系统）。 工业过程控制系统： 以某生产线为例，讲解如何通过压力、温度、流量传感器，结合PLC或嵌入式系统实现精确控制和故障预警。 车辆状态监测系统： 利用加速度传感器、GPS模块、OBD接口数据，实现车辆的行驶状态监测、故障诊断。 第四部分：前沿技术与发展趋势 1. 微机电系统（MEMS）传感器 MEMS技术概述： 介绍MEMS的制造工艺（光刻、刻蚀、薄膜沉积等）和微纳尺度器件的特点。 MEMS传感器优势： 体积小、功耗低、集成度高、成本低等。 MEMS传感器种类： MEMS加速度计、陀螺仪、压力传感器、麦克风、惯性测量单元（IMU）等。 MEMS传感器应用： 智能手机、汽车电子、可穿戴设备、医疗健康等。 2. 生物传感器与化学传感器 生物传感器原理： 结合生物识别元件（酶、抗体、核酸等）和换能器，实现对生物分子或生理信号的检测。 化学传感器原理： 利用化学反应或物理吸附，检测特定化学物质的浓度。 应用领域： 医疗诊断、食品安全、环境监测、生物技术等。 3. 智能传感器与自适应测量 智能传感器的定义： 集成微处理器、存储器和通信接口，具备数据处理、自校准、自诊断、通信等功能的传感器。 自适应测量： 传感器能够根据被测对象的特性和环境变化，自动调整测量参数，优化测量过程。 4. 传感器技术的发展趋势 高精度、高灵敏度化。 小型化、集成化、微型化。 低功耗、长寿命。 智能化、网络化。 多功能集成化。 柔性、可穿戴传感器。 与大数据、人工智能深度融合。 三、 结语 《现代传感器与智能测控系统》的编写旨在为读者提供一个全面、深入的知识体系，帮助他们理解传感器在现代科技和工业生产中的重要作用，掌握构建和优化智能测控系统的关键技术。通过理论学习与案例分析相结合，读者将能够更好地应对实际工程挑战，为推动自动化、智能化技术的发展贡献力量。本书内容涵盖了传感器技术的基础理论、关键器件、信号处理、系统集成以及前沿发展，力求为读者提供一套完整而实用的学习资源。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在校学生，我深知掌握扎实的理论基础对于未来职业发展的重要性。在阅读《正版 传感与检测技术》的过程中，我深深感受到了编写者的严谨和用心。书中对传感器物理基础的讲解非常到位，从材料特性到量子效应，层层递进，逻辑清晰。我曾对某些传感器的响应机制感到困惑，但在书中找到了详尽的解释，仿佛打开了新世界的大门。 书中提供的丰富图示和表格，极大地增强了学习的直观性。复杂的原理通过图解变得易于理解，各种传感器的参数对比也一目了然。我曾经花费大量时间去查阅零散的资料，试图弄清楚不同传感器的优劣势，而这本书整合了这些信息，节省了我宝贵的时间。尤其是在介绍传感器误差分析和校准方法的部分，写得非常详实，这对于需要进行精密测量的科研工作者来说，无疑是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对这本书的期望并不高，以为又是一本枯燥的技术手册。但事实证明，我的想法完全错了！《正版 传感与检测技术》的编写风格非常独特，它不像我之前读过的任何一本技术类书籍。作者们用一种非常生动活泼的语言，将复杂的传感技术娓娓道来，读起来一点也不费劲，甚至还有点趣味性。 书中还穿插了一些关于传感器发展史的小故事和行业内的趣闻轶事，让我对这项技术产生了更深的感情。我尤其喜欢其中对一些前沿传感器技术的介绍，比如微纳传感器、生物传感器等，它们展现了传感技术无限的可能性。这本书让我觉得，学习技术不再是一件枯燥乏味的事情，而是一场充满惊喜的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本《正版 传感与检测技术》就像一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我探索传感与检测技术的广阔天地。我是一名刚入职场的工程师，在实际工作中经常会遇到各种与传感器相关的难题，之前总是觉得知识体系不够完善，遇到问题时无从下手。这本书正好填补了我的知识空白。 它不仅仅是教科书，更像是一本实用的工具书。书中详细介绍了各种传感器的选型依据、接口设计和集成方法，并且提供了很多实用的工程经验和注意事项，比如如何避免共模干扰、如何进行防水防尘处理等，这些细节在理论书籍中是很难找到的。我尤其喜欢书中关于传感器网络和物联网应用的部分，这让我对未来传感技术的发展趋势有了更深刻的理解，也为我今后的工作方向提供了新的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本《正版 传感与检测技术》简直是为我量身定做的！我一直对各种传感器的工作原理和应用场景充满好奇，但市面上很多书籍要么过于理论化，要么内容零散，难以形成系统的认知。这本教材的出现，彻底改变了我的学习体验。书中深入浅出地讲解了不同类型传感器的基本构造、核心技术和性能指标，让我对热敏、光敏、力敏、气敏等各类传感器都有了非常清晰的认识。更重要的是，它不仅仅停留在理论层面，还结合了大量的实际应用案例，比如在工业自动化、环境保护、医疗健康等领域的具体实现，让我看到了理论知识在现实世界中的强大生命力。 我特别欣赏书中对信号处理和数据分析的详尽阐述。传感器采集到的原始信号往往充满噪声和干扰，如何有效地提取有效信息是关键。书中系统地介绍了滤波、放大、模数转换等信号调理技术，并对时域和频域的分析方法进行了详细讲解，还提及了智能传感器中的一些高级算法，这对于我理解和处理实际采集到的数据非常有帮助。此外，书中还对传感器的集成和系统设计进行了探讨，让我了解了如何将多个传感器组合起来，构建更复杂、更智能的检测系统，这对于我未来的项目开发有着极大的启发意义。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对技术充满热情的研究生，我一直在寻找一本能够深入解读传感与检测技术核心奥秘的书籍。《正版 传感与检测技术》以其严谨的学术态度和前瞻性的视野，完美地满足了我的需求。本书的深度和广度都令人印象深刻。 它不仅涵盖了经典的传感原理，还对最新的研究进展进行了详尽的介绍，比如纳米材料在传感器中的应用、基于机器学习的传感器数据融合技术等，这些内容极大地拓宽了我的学术视野。书中对实验方法和数据验证的论述也非常严谨，这对于我进行科研项目设计和论文撰写至关重要。我从中学习到了如何设计合理的实验方案，如何有效地进行数据分析，以及如何批判性地评估实验结果，这些都是我宝贵的学术财富。