傳感器原理及應用（第3版） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　在本教材編寫中充分考慮教學規律，突齣專業特點，重點敘述瞭傳感器的結構原理和基本特性，同時每個章節都詳細介紹瞭傳感器的工程應用和使用方法，對各種類型的傳感器都有較為係統和全麵的論述。本書工程應用的特色鮮明，適用性強，實例豐富。為適應傳感器技術的發展，新編傳感器教材突齣瞭新型傳感器的介紹，再版後的教材內容新增瞭生物傳感器、物聯網應用係統介紹，並對部分章節進行修改、刪減與添加。

目錄

前言
第1章　概述1
1.1　傳感器的作用和地位1
1.1.1　什麼是傳感器1
1.1.2　傳感器的作用2
1.2　傳感器現狀和發展趨勢3
1.2.1　傳感器現狀3
1.2.2　傳感器的發展4
1.3　傳感器的定義、組成、分類及圖形符號5
1.3.1　傳感器定義5
1.3.2　傳感器組成6
1.3.3　傳感器分類6
1.3.4　傳感器圖形符號與命名7
思考題8
第2章　傳感器的基本特性9
2.1　傳感器的靜態特性9
2.1.1　綫性度10
2.1.2　遲滯特性11
2.1.3　重復性12
2.1.4　靈敏度12
2.1.5　漂移和穩定性13
2.1.6　分辨率和閾值13
2.2　傳感器的動態特性14
2.2.1　傳感器動態誤差14
2.2.2　傳遞函數15
2.2.3　一階傳感器係統17
2.2.4　二階傳感器係統19
2.3　傳感器的校準21
思考題22
第3章　電阻式傳感器23
3.1　金屬絲電阻應變片23
3.1.1　金屬絲電阻應變片結構和種類23
3.1.2　金屬絲電阻應變片工作原理24
3.1.3　金屬絲電阻應變片的主要特性25
3.2　電阻應變片測量電路27
3.2.1　直流電橋28
3.2.2　交流電橋30
3.2.3　電阻應變儀原理32
3.2.4　相敏檢波電路34
3.3　電阻式傳感器的應用35
3.3.1　測力與稱重傳感器35
3.3.2　膜片式壓力傳感器37
3.3.3　應變式加速度傳感器38
3.3.4　電子秤39
3.4　半導體壓阻式傳感器40
3.4.1　壓阻效應40
3.4.2　壓阻式傳感器41
思考題42
第4章　電容式傳感器44
4.1　電容式傳感器概述44
4.1.1　工作原理44
4.1.2　結構類型44
4.2　電容式傳感器的輸齣特性45
4.2.1　變極距型45
4.2.2　平闆變麵積型47
4.2.3　變介電常數型48
4.3　測量電路49
4.3.1　電容式傳感器等效電路49
4.3.2　轉換電路50
4.4　應用舉例54
4.4.1　壓差式電容壓力傳感器55
4.4.2　電容測厚儀56
4.4.3　電容傳聲器測聲56
4.5　電容式集成傳感器57
4.5.1　矽電容式集成傳感器57
4.5.2　新型電容式指紋傳感器59
思考題62
第5章　電感式傳感器63
5.1　變磁阻式傳感器（自感式）63
5.1.1　工作原理63
5.1.2　輸齣特性64
5.1.3　差動變間隙式傳感器結構原理65
5.1.4　測量轉換電路65
5.1.5　變磁阻式傳感器的應用67
5.2　差動變壓器式傳感器（互感式）68
5.2.1　螺綫管式差動變壓器工作原理68
5.2.2　基本特性69
5.2.3　零點殘餘電壓70
5.2.4　測量電路71
5.2.5　應用舉例72
5.3　電渦流式傳感器73
5.3.1　工作原理73
5.3.2　等效電路分析73
5.3.3　渦流的分布和強度74
5.3.4　測量電路75
5.3.5　電渦流傳感器的應用77
思考題79
第6章　磁電、磁敏式傳感器80
6.1　磁電感應式傳感器（電動式）80
6.1.1　工作原理和結構形式80
6.1.2　基本特性81
6.1.3　測量電路82
6.1.4　應用83
6.2　霍爾傳感器84
6.2.1　霍爾效應85
6.2.2　霍爾元件86
6.2.3　霍爾元件的應用87
6.2.4　集成霍爾傳感器89
6.3　磁敏元件91
6.3.1　磁敏電阻器91
6.3.2　磁敏晶體管95
思考題98
第7章　壓電元件與超聲波傳感器99
7.1　壓電效應99
7.1.1　正壓電效應99
7.1.2　逆壓電效應99
7.2　壓電材料100
7.2.1　石英晶體100
7.2.2　壓電陶瓷101
7.2.3　聚偏氟乙烯壓電材料103
7.3　測量電路103
7.3.1　壓電元件結構103
7.3.2　壓電傳感器等效電路104
7.3.3　壓電傳感器測量電路105
7.4　壓電傳感器的應用107
7.4.1　壓電加速度計傳感器108
7.4.2　壓電式玻璃破碎報警器108
7.4.3　壓電引信108
7.5　超聲波傳感器109
7.5.1　超聲波及其物理性質109
7.5.2　超聲波傳感器結構原理111
7.5.3　超聲波傳感器的應用112
思考題118
第8章　光電效應及光電器件119
8.1　光電效應119
8.1.1　外光電效應119
8.1.2　內光電效應120
8.2　光電器件121
8.2.1　光電管121
8.2.2　光電倍增管121
8.2.3　光敏電阻123
8.2.4　光敏二極管和光敏三極管125
8.2.5　光電池128
8.2.6　其他特性的光電器件130
8.2.7　半導體色敏傳感器131
8.3　光電器件應用實例132
8.3.1　遙控器檢測電路132
8.3.2　光敏電阻脈搏測量計132
8.3.3　光電鼠標133
8.3.4　光電開關用於智能電動小車134
8.3.5　紅外報警器135
8.4　光柵式傳感器136
8.4.1　莫爾條紋136
8.4.2　光柵測量裝置138
思考題140
第9章　新型光敏傳感器142
9.1　新型固態光敏傳感器142
9.1.1　普通光敏器件陣列142
9.1.2　PSD光敏位置傳感器144
9.1.3　SSPD自掃描光敏二極管陣列145
9.2　CCD148
9.2.1　CCD工作原理及特性148
9.2.2　CCD器件151
9.2.3　CCD傳感器的應用155
9.3　光縴傳感器157
9.3.1　光縴的結構和傳光原理158
9.3.2　幾個重要參數158
9.3.3　光波調製技術160
9.3.4　光縴傳感器的應用163
思考題166
第10章　半導體式化學傳感器168
10.1　氣敏傳感器168
10.1.1　電阻型半導體氣敏傳感器169
10.1.2　非電阻型半導體氣敏器件172
10.1.3　氣敏傳感器的應用173
10.2　濕敏傳感器176
10.2.1　濕度及其錶示方法176
10.2.2　氯化鋰濕敏電阻177
10.2.3　半導體陶瓷濕敏電阻178
10.2.4　濕度傳感器的特性參數178
10.2.5　濕度傳感器的應用179
10.3　離子敏傳感器181
10.3.1　MOSFET場效應晶體管181
10.3.2　離子敏傳感器工作原理182
10.3.3　離子敏傳感器測量電路182
10.3.4　離子敏傳感器的應用182
思考題183
第11章　射綫式傳感器184
11.1　核輻射物理基礎184
11.1.1　放射性同位素185
11.1.2　核輻射與物質間的相互作用185
11.2　射綫式傳感器186
11.2.1　輻射源187
11.2.2　核輻射探測器187
11.3　射綫式傳感器的應用192
11.3.1　測厚192
11.3.2　物位測量193
11.3.3　煙霧報警器（電離室）193
11.3.4　探傷194
11.3.5　X射綫熒光分析儀194
11.3.6　CT技術195
11.3.7　核子秤197
思考題197
第12章　熱電式傳感器198
12.1　溫度傳感器的分類及溫標198
12.1.1　溫度傳感器分類方法198
12.1.2　溫度單位199
12.2　熱電偶199
12.2.1　工作原理和熱電效應199
12.2.2　熱電偶基本定律202
12.2.3　熱電偶的分類和結構203
12.2.4　熱電偶測量電路及應用204
12.3　熱電阻與熱敏電阻205
12.3.1　熱電阻205
12.3.2　熱敏電阻206
12.3.3　應用舉例207
12.4　集成溫度傳感器208
12.4.1　測溫原理208
12.4.2　PTAT信號輸齣方式209
12.5　紅外傳感器211
12.5.1　紅外輻射211
12.5.2　紅外探測器212
12.5.3　紅外傳感器的應用214
思考題217
第13章　生物傳感器219
13.1　概述219
13.1.1　生物傳感器的工作原理219
13.1.2　生物傳感器的分類221
13.1.3　生物傳感器的特點221
13.2　酶傳感器222
13.2.1　酶的特性222
13.2.2　酶傳感器的結構及原理222
13.2.3　酶的固化技術224
13.2.4　酶傳感器的應用225
13.3　免疫傳感器226
13.3.1　免疫傳感器的基本原理226
13.3.2　抗體的固定228
13.3.3　免疫傳感器的應用229
13.4　微生物傳感器229
13.4.1　微生物傳感器的原理230
13.4.2　微生物的固定化231
13.4.3　微生物傳感器的應用231
13.5　其他常見生物傳感器及應用233
13.5.1　血糖測試儀233
13.5.2　水源監測光縴陣列傳感器235
思考題236
第14章　集成智能傳感器237
14.1　概述237
14.1.1　基本特點237
14.1.2　發展趨勢238
14.1.3　主要産品240
14.2　單片智能溫度傳感器240
14.2.1　基於1-Wire總綫的DS18B20型智能溫度傳感器240
14.2.2　基於SMBus的MAX6654型智能溫度傳感器243
14.3　集成濕度傳感器244
14.3.1　HM1500/HM1520型電壓輸齣式集成濕度傳感器245
14.3.2　SHT10型數字濕度/溫度傳感器247
14.4　單片矽壓力傳感器249
14.4.1　MPX2100/4100/5100/5700係列集成矽壓力傳感器249
14.4.2　ST3000係列智能壓力傳感器251
14.5　單片集成磁場傳感器253
14.5.1　HMC係列集成磁場傳感器253
14.5.2　AD22151型綫性輸齣集成磁場傳感器256
思考題258
第15章　無綫傳感器網絡與物聯網259
15.1　物聯網概述259
15.1.1　物聯網的體係結構259
15.1.2　支持物聯網發展的技術261
15.2　無綫傳感器網絡261
15.2.1　智能傳感器與無綫傳感器262
15.2.2　無綫傳感網絡的概念263
15.2.3　無綫傳感網絡技術264
15.3　典型行業應用的物聯網傳感器266
15.3.1　周界防護物聯網傳感器266
15.3.2　智能傢居物聯網傳感器268
15.3.3　環境監測物聯網傳感器269
15.3.4　PPT係列網絡化智能壓力傳感器269
思考題273
第16章　實驗指南與綜閤練習274
16.1　傳感器實驗274
16.1.1　基本實驗275
16.1.2　設計型實驗287
16.1.3　綜閤性工程實驗291
16.2　綜閤練習299
16.2.1　填空299
16.2.2　選擇填空300
16.2.3　分析與計算301
16.2.4　簡述題303
參考文獻305

前言/序言

　　當今世界已經進入信息時代，傳感器技術、通信技術、計算機技術是構成現代信息技術的三大支柱，它們在信息係統中分彆起到“感官”、“神經”和“大腦”的作用。我們在利用信息的過程中首先要獲取信息，傳感器是獲取信息的主要途徑和手段。傳感器技術是多學科交叉的知識匯集，它涉及物理、機械、電子、材料、化工、生物、環境、地質、核技術等多方麵的知識，是定量認知自然現象不可缺少的一種技術手段。
　　自工業革命以來，為提高和改善機器的性能，傳感器發揮瞭巨大的作用。而現代傳感器利用新材料以及半導體集成加工工藝，使傳感器技術越來越成熟，種類越來越多。除瞭使用半導體材料、陶瓷材料外，納米材料、光縴以及超導材料的發展也為傳感器集成化和小型化的發展提供瞭物質基礎。目前，現代傳感器正從傳統的分立式朝著集成化、智能化、數字化、係統化、多功能化、網絡化、光機電一體化、無維護化並嚮著微功耗、高精度、高可靠性、高信噪比、寬量程的方嚮發展。另外，物聯網技術被認為是繼計算機、互聯網之後的又一次産業浪潮，而傳感器作為物聯網應用係統的核心産品，將成為這一新興産業優先發展的關鍵器件。
　　成都理工大學核技術與自動化工程學院的教師在長期教學、科研工作中，積纍瞭豐富的教學和實踐經驗，精心編寫齣這本教材，並在第1版和第2版的基礎上再次完善與修改。本教材在編寫中充分考慮教學規律，突齣專業特點，重點敘述瞭傳感器的結構原理和基本特性，同時每個章節都詳細介紹瞭傳感器的工程應用和使用方法，對各種類型的傳感器都有較為係統和全麵的論述。本書特色鮮明，適用性強，實例豐富。為適應傳感器技術的發展，新編傳感器教材突齣瞭新型傳感器的介紹，再版後的教材內容新增瞭生物傳感器、物聯網應用係統介紹，並對部分章節進行修改、刪減與補充。
　　本書第3版共分16章，新增兩章，其中，第13章由彭穎老師編寫，第15章由覃章健老師編寫，其他章節由吳建平老師編寫、修改，甘媛、吳旖旎老師參與瞭第3版的部分編寫和修改工作。本教材可使用學時在80學時以上，部分章節可以作為選修或自學內容。為方便教學，將傳感器部分實驗內容和綜閤練習編入教材，可為相關專業的傳感器實踐教學和教學質量評估提供參考內容。教材配有高質量的PowerPoint多媒體課件。在多媒體課件製作過程中，注重現代教學手段和方法的運用，注意教學效果和提高學生學習興趣，課件內容有生動的模擬動畫設計，尤其是課堂練習可方便教師授課並檢驗理論教學效果。教材中每章附有思考題，可輔助學生鞏固所學內容。
　　參與編寫、修改、整理第3版教材的人員還包括成都理工大學相關專業部分青年教師、研究生，在此錶示衷心感謝！由於作者水平有限，難免有錯誤和不妥之處，懇請專傢和廣大讀者批評指正。
　　編　者2015年11月於成都

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