传感器技术及应用

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页数:275
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出版时间:2009-2
价格:27.00元
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isbn号码:9787030239389
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  • 传感器技术
  • 传感器应用
  • 检测技术
  • 自动化
  • 仪器仪表
  • 电子技术
  • 物联网
  • 智能硬件
  • 工业控制
  • 测量技术
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具体描述

《传感器技术及应用》是编者在多年从事“传感器技术及应用”课程教学改革的基础上编写而成的。作者在编写时充分研究了高职高专学生的特点及知识结构、教学规律和培养目标等内容,编写中吸取了部分学校教学改革、教材建设等方面取得的经验。《传感器技术及应用》内容主要包括测量技术概述、参量传感器、发电传感器、物性传感器、数字式传感器、传感器信号处理技术、传感器技术的综合应用等。通过《传感器技术及应用》的学习,学生应能够根据工程需要选用合适的传感器,掌握实用测试系统设计、安装和调试方法。

《传感器技术及应用》可作为高职高专院校电气工程与自动化、机械设计制造及其自动化、电子信息工程、测控技术与仪器等专业的教材,也可供其他相关专业选用,还可供有关工程技术人员参考。

《电子元器件原理与实践》 内容概述: 本书旨在为广大电子爱好者、在校学生以及相关领域从业人员提供一本深入浅出的电子元器件学习指南。全书围绕电子元器件的基本原理、特性分析、实际应用以及电路设计中的选型与集成展开,力求构建起读者对电子世界最基础、最核心的认知。内容涵盖了电阻、电容、电感三大基础无源器件,以及二极管、三极管(包括BJT和MOSFET)、场效应管、集成运放等关键有源器件。 第一部分:基础无源器件的奥秘 电阻(Resistors): 这一章将从电阻的物理本质出发,探讨其在导体材料、几何形状和温度影响下的阻值变化规律。我们将详细介绍不同类型的电阻,如碳膜电阻、金属膜电阻、氧化膜电阻、绕线电阻、精密电阻等,并分析它们各自的优缺点、额定功率、精度、温度系数等关键参数。通过实际电路示例,讲解电阻在分压、限流、负载、信号衰减等方面的作用。还会涉及电阻的寄生参数(如寄生电感和寄生电容)及其对高频电路的影响,以及电阻的串并联计算和贴片电阻(SMD)的焊接与识别。 电容(Capacitors): 电容的原理部分将深入讲解介电材料的特性,以及电容的容量、耐压、漏电流、等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)等重要参数。我们将分类介绍各类电容,包括电解电容(铝电解、钽电解)、陶瓷电容(高频、低频、X7R、C0G等)、薄膜电容(聚酯、聚丙烯)等,阐述它们的适用场合和局限性。通过电路分析,展现电容在滤波、储能、耦合、退耦、计时、振荡等方面的核心功能。此外,还会讨论电容的充放电特性,以及高频应用中的选型考量。 电感(Inductors): 本章将从电磁感应的基本定律出发,剖析电感的电感量、品质因数(Q值)、直流电阻、饱和电流等关键参数。我们将详细介绍不同结构的电感,如空心电感、铁氧体磁芯电感、工字电感、环形电感,并探讨磁芯材料对电感特性的影响。通过典型电路,阐释电感在滤波(LC滤波)、储能(开关电源)、振荡(LC振荡器)、匹配、隔离等电路中的应用。还会涉及电感的串并联计算、寄生电容以及高频特性。 第二部分:核心有源器件的解析 半导体二极管(Semiconductor Diodes): 这一部分将从PN结的形成与特性入手,深入理解二极管的单向导电性、反向击穿、正向压降等基本原理。我们将详细介绍各种类型的二极管,包括整流二极管(硅、锗)、稳压二极管(齐纳管)、肖特基二极管、发光二极管(LED)、光电二极管等,并重点分析它们的伏安特性曲线、工作结温、反向漏电流等参数。通过电路实例,阐述二极管在整流、稳压、信号检波、保护、指示等方面的应用。 晶体三极管(Bipolar Junction Transistors - BJTs): 本章将聚焦于BJT的PNP和NPN结构,深入剖析其基极、集电极、发射极之间的工作原理。我们将详细介绍共射、共集、共基三种基本放大组态,并讲解电流放大系数(β)、截止区、放大区、饱和区的特性。内容包括BJT的静态工作点设置、动态参数(如输入电阻、输出电阻、电压增益、电流增益)、以及不同类型BJT(如硅管、锗管、达林顿管)的特性比较。通过电路分析,展现BJT在电流放大、开关控制、信号耦合等方面的应用。 场效应管(Field-Effect Transistors - FETs): 这一章节将重点讲解JFET(结型场效应管)和MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)。对于MOSFET,我们将区分N沟道和P沟道,增强型和耗尽型,深入分析其栅极、漏极、源极的工作机制,以及阈值电压(Vth)、漏极电流(Id)与栅源电压(Vgs)的关系。我们将阐述FET的高输入阻抗特性,并讲解其在电压放大、开关控制、电流源、功率驱动等方面的应用。还将对比BJT和FET在电路设计中的选择依据。 运算放大器(Operational Amplifiers - Op-amps): 作为集成电路的代表,本章将详细解析运算放大器的基本结构、虚短、虚断等理想模型特性。我们将讲解运算放大器在反相放大、同相放大、差分放大、加法器、减法器、积分器、微分器等基本电路中的应用。还会深入探讨开环增益、带宽、压摆率、输入失调电压、输入偏置电流等实际参数对电路性能的影响。通过具体电路设计实例,展示运算放大器在信号处理、滤波器设计、波形发生等领域的强大功能。 第三部分:实际应用与电路设计考量 元器件的识别与检测: 这一部分将教授读者如何读取元器件的型号、参数、封装,例如如何识别贴片元器件的编码,如何辨别不同颜色的电解电容。还将介绍常用的元器件检测方法和工具,如万用表(电阻、电容、二极管档位的使用)、晶体管测试仪、示波器等,帮助读者在实际操作中判断元器件的好坏。 电路设计中的选型原则: 本章将提升读者在实际电路设计中的元器件选型能力。我们将讨论功率、频率、精度、成本、环境适应性等因素如何影响元器件的选择。通过分析典型应用场景,如电源电路、音频放大电路、数字逻辑电路等,讲解在不同电路中选择合适的电阻、电容、电感、二极管和三极管的策略。 PCB布局与焊接技巧: 了解元器件的特性后,还需要掌握如何在印刷电路板(PCB)上进行合理的布局,以避免信号干扰、串扰、寄生效应。本章将介绍高频电路PCB布局的注意事项,电源和地线的处理,以及模拟和数字电路的隔离。同时,还将提供手工焊接和热风枪等工具的焊接技巧,重点讲解贴片元件(SMD)的焊接方法,以提高焊接成功率和可靠性。 学习价值: 本书的编写遵循循序渐进的原则,从基础概念入手,逐步深入到元器件的原理、特性和应用。通过大量的图示和电路示例,使抽象的电子理论变得具体可感。本书不仅适合初学者建立扎实的电子元器件基础,也能为有一定经验的工程师提供参考,帮助其更深入地理解元器件的内在规律,并在实际工程中做出更优的选型和设计决策。阅读本书,将能够让读者逐步掌握“看懂电路图”、“分析电路工作原理”、“正确选配元器件”、“焊接与调试电路”等核心技能,为进一步学习更复杂的电子系统打下坚实基础。

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用户评价

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这本书的装帧设计着实吸引人,那种深邃的蓝色调配上简洁的银色字体,一下子就给人一种专业、前沿的感觉。我拿到手的时候,首先翻阅的是目录,结构安排得非常清晰,从基础概念的铺陈到复杂系统的集成,逻辑链条一气呵成。我特别留意了其中关于“智能感知网络”那一章节的引言,作者的切入点很新颖,没有停留在老生常谈的理论堆砌上,而是着重强调了数据驱动下的感知范式转变,这对我正在进行的项目——一个基于环境温湿度变化的能源管理系统——提供了非常及时的启发。虽然书中对具体的算法推导略显保守,但其对前沿技术趋势的把握和对实际工程应用的指导性思考,确实是市面上少有的。例如,它对低功耗广域网(LPWAN)在物联网场景下的局限性分析,就比我之前参考的几本经典教材要深刻和贴近实际操作中的痛点。总的来说,这本书更像是一位经验丰富的老工程师在分享他的实践心得和对未来趋势的洞察,而不是一本冷冰冰的教科书,这让我对接下来的深入阅读充满了期待。

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这本书给我的感觉是,它非常注重“工程美学”。作者的文字中透露出一种对细节的偏执和对效率的追求。比如在讨论数据采集系统的精度校准时,书中提供了一套基于多点回归分析的自适应线性化方法,这种方法既避免了繁琐的硬件补偿,又极大地提高了中低端传感器的输出线性度。我尝试用书中的思路对几块旧的压力传感器板卡进行了重新标定,效果立竿见影,精度提升了近15%。更令人惊喜的是,这本书的参考文献列表非常权威和全面,许多引用都指向了近五年的顶级期刊论文,这为读者提供了进一步深挖特定技术细节的可靠路径。阅读这本书的过程,就像是跟随一位经验丰富的项目经理在梳理一个复杂的项目架构,每一步都有理有据,每一步都指向实际的价值产出,让人感到踏实且充满力量。

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从一个纯粹学习者的角度来看,这本书的知识体系构建得极为宏大而又细致入微。它不只是罗列了各种传感器的工作原理,更重要的是,它构建了一个完整的“信息获取-传输-处理-决策”的闭环思维模型。我特别欣赏作者在介绍不同传感模态(如光学、声学、电化学)时,总是能将它们置于一个更广阔的系统背景下去审视,强调它们的互补性和冗余设计的重要性。例如,书中对“多源异构数据融合算法”的介绍,不仅限于卡尔曼滤波这种基础方法,还深入探讨了基于深度学习的特征级融合策略,并给出了选择不同融合层次的决策树。这种层次分明的讲解方式,使得初学者可以循序渐进地掌握核心,而有经验的工程师也能从中找到可以深化研究的方向。它成功地架起了从基础物理到前沿AI应用之间的鸿沟。

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我向来对那些只谈理论不谈落地的技术书籍持保留态度,但这本书成功地扭转了我的看法。它的魅力在于那种强烈的“可操作性”。随便翻开一页,你都能找到针对特定工业场景的最佳实践方案。我个人对其中关于“MEMS器件的可靠性与封装”的讨论非常感兴趣,作者并没有停留在理想模型上,而是详细列举了温度循环、湿度侵蚀等环境因素对微机械结构寿命的具体影响曲线,并且给出了几种常用的应力缓冲和密封材料的对比数据。这对于我们设计长期暴露在户外环境的传感节点至关重要。这本书的排版设计也值得称赞,图表清晰,注释详尽,阅读起来非常流畅,不会因为查找某个公式或参数而打断思路。它更像是一本工具书和理论指导书的完美结合体,我估计未来很长一段时间内,它都会摆在我工作台的显眼位置,随时可以查阅。

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坦率地说,这本书的深度和广度超出了我的初步预期。我原本以为它会是那种偏向于半导体器件原理和信号处理基础的入门读物,但读进去才发现,它更像是一部系统工程的蓝图。最让我印象深刻的是其中关于“非接触式传感与成像技术”的章节,它详细剖析了微波雷达在恶劣天气条件下保持高稳定性的关键技术路径,并且还配有大量的仿真图例和实际部署的案例分析,这对于我们团队目前面临的室外安防监控难题简直是雪中送炭。文字的叙述风格非常严谨,但绝不晦涩,作者似乎很擅长将复杂的物理原理用直观的类比来阐释,比如他用“水波纹扩散”来解释电磁波在不同介质中的衰减特性,一下子就让概念变得鲜活起来。唯一的遗憾是,对于一些最新的量子传感技术,篇幅稍显不足,可能受限于出版周期,但瑕不掩瑜,对于理解当前主流应用场景,这本书的价值是毋庸置疑的。

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