具体描述
《安徽省高等学校十一五省级规划教材·电工电子技术实验与实训》是高等专科院校机电专业类实验与实训教学用书。全书包括电工电子实验与实训的基础知识、电工技术实验与实训、模拟电子技术实验与实训、数字电路的实验与实训、电子元器件的安装和焊接技术。全书以理论为基础，实践为重点，具有实践性和可操作性。
《安徽省高等学校十一五省级规划教材·电工电子技术实验与实训》可供高职高专院校的自动化、计算机、电子信息、电气工程、应用电子、机械工程、机电一体化、质量管理和物业管理等专业使用，也可供相关专业的工程技术人员参考。
《现代传感器原理与应用》 ——深入探索信息捕获与处理的基石 第一部分：传感器技术的基础理论与发展脉络 本书旨在为工程技术人员、科研工作者以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的传感器技术学习资源。我们着重于构建坚实的理论基础，同时紧密结合当前工业、医疗和环境监测领域的实际应用需求，勾勒出信息捕获技术未来的发展蓝图。 第一章：传感器的基本概念、分类与特性 本章首先界定了“传感器”在信息科学中的核心地位，阐述了其作为信息采集前端的不可替代性。我们详细解析了传感器的工作机理，包括敏感元件、转换元件和信号处理电路之间的关系。分类体系上，我们不仅涵盖了传统的按物理量、化学量划分，更引入了基于信号输出（有源/无源）、工作原理（物理/化学/生物）以及智能化程度（传统/智能）的现代多维度分类法。 关键的特性分析是本章的重点。我们深入探讨了静态特性（如灵敏度、精度、线性度、迟滞、漂移）和动态特性（如频率响应、时间常数、上升时间）的量化评估方法。对于读者而言，理解这些参数的物理意义及其对系统性能的影响至关重要，这直接决定了传感器选型是否合理。此外，本章还对传感器的可靠性、环境适应性（如温度、湿度、振动影响）进行了初步的讨论。 第二章：信号调理与数据预处理 传感器输出的原始信号往往是微弱、含有噪声且非标准化的，因此，信号调理是连接物理世界与数字处理系统的桥梁。本章系统介绍了信号调理电路的各个组成部分。 我们详细讲解了放大技术，包括精密仪表放大器在低电平信号捕获中的应用、噪声抑制技术（如共模抑制比CMRR的优化）。在滤波方面，从基础的一阶、二阶RC滤波器到更复杂的有源滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫设计），并结合噪声特性和信号带宽，指导读者如何选择合适的截止频率和拓扑结构。 电荷放大器在电荷型传感器（如某些类型的加速度计和压力传感器）中的应用，以及阻抗匹配技术在最大功率传输中的重要性，均有详尽的推导和实例分析。最后，本章引入了模数转换器（ADC）的原理，包括采样定理、量化误差、不同类型ADC（逐次逼近、双积分、Σ-Δ）的优缺点及其在低功耗和高精度应用中的选择策略。 第二部分：核心物理量传感器的原理与实现 本部分聚焦于对自然界中最基本、最常见物理量进行精确测量的各类先进传感器。 第三章：力、压力与应变测量技术 应变片作为最经典的传感器之一，本章对其材料学基础（如敏感材料的电阻率变化、泊松比）、粘贴技术、以及惠斯通电桥的平衡与不平衡工作模式进行了细致的论述。针对不同应用场景，我们对比了金属应变片、半导体应变片和光纤光栅应变传感器的性能差异。 压力传感器部分，重点剖析了基于压电效应（如压电薄膜）、压阻效应（如硅膜片集成技术）和电容式压力传感器的结构设计。我们特别关注了微机电系统（MEMS）压力传感器的制造工艺，及其在绝对压力、表压和差压测量中的应用优势。 第四章：温度测量与热电效应 温度传感器是工业控制的基石。本章全面覆盖了接触式和非接触式温度测量技术。接触式方面，我们深入探讨了热电偶（塞贝克效应的非线性补偿）、电阻温度检测器（RTD，重点分析了铂电阻Pt100/Pt1000的标准规范与线性化处理）以及热敏电阻（NTC/PTC的非线性特性拟合）。 非接触式测量则聚焦于红外辐射定律，详细分析了热电堆和焦平面阵列（FPA）红外传感器的原理、视场角（FOV）控制以及发射率对测量结果的影响。本章还包括了新型量子点温度传感器和光纤布拉格光栅（FBG）温度传感器的介绍。 第五章：位移、速度与振动测量 位移测量是实现精确控制的前提。本章从宏观到微观，系统介绍了变阻式、电容式、电感式（如LVDT/RVDT）位移传感器的数学模型和误差来源。 对于高精度和非接触测量，激光多普勒测速仪和光电编码器（线性和旋转）的原理与抗干扰设计是讨论的重点。振动测量部分，我们深入剖析了加速度计的惯性原理，重点区分了压电式、电容式MEMS加速度计在低频/高频响应上的适用性。 第六章：光电传感与图像采集 本章探讨了光信号的产生、传输与转换。从基础的光电导效应和光伏效应出发，我们详细分析了光敏电阻、光电二极管和光电三极管的响应曲线和动态特性。 图像传感技术是本章的重头戏。CCD和CMOS图像传感器的像素结构、电荷转移机制、量子效率（QE）和噪声源（暗电流、固定模式噪声FPN）进行了深入的对比。此外，本章还涵盖了新型的ToF（Time-of-Flight）传感器在三维环境感知中的突破性应用。 第三部分：前沿与智能传感技术 本部分着眼于传感器系统的智能化、网络化和多功能化发展趋势。 第七章：化学与生物传感器 化学传感器关注物质组分和浓度的测量。我们详述了电化学传感器（如pH计的玻璃电极、离子选择性电极ISFET）、光学化学传感器（如光纤二氧化碳传感器）的工作原理。生物传感器部分，重点介绍了酶学传感器、抗体免疫传感器以及基于DNA探针的生物芯片技术，突出了其在快速诊断和环境监测中的潜力。 第八章：智能传感器与集成化 智能传感器不仅仅是信息捕获单元，它集成了信号处理、数据存储和通信能力。本章阐述了智能传感器系统的架构，包括内置微处理器、A/D转换和串行通信接口（如I2C, SPI）。我们详细讨论了自补偿、自校准算法在提高长期稳定性和精度方面的作用。无线传感器网络（WSN）的构建，特别是能量采集技术（如光伏、热电、振动能收集）在延长节点寿命中的关键作用，是本章的实践性亮点。 第九章：传感器系统的设计与误差分析 本章是实践指导的核心。我们将传感器的选型提升到系统工程的高度。内容包括：系统指标的分解与分配、跨域误差的耦合分析（如温度漂移对压力测量的影响）、以及系统级的校准与标定流程设计。通过对多个真实案例的解析，读者将掌握如何从需求定义到最终产品实现的完整设计方法论，确保所设计的测量系统满足严苛的工程标准。 结语： 本书不仅是理论的集合，更是工程实践的指南。通过严谨的数学推导、清晰的物理图像以及丰富的工程实例，我们期望读者能够跨越从“知道原理”到“设计可靠系统”的鸿沟，真正掌握现代信息捕获与转换的核心技术。
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