传感器及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:王煜东 编

出品人:

页数:230

译者:

出版时间:2005-7

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787111132813

丛书系列:

图书标签:

• 传感器
• 传感器技术
• 测量技术
• 电子技术
• 自动化
• 仪器仪表
• 物联网
• 智能硬件
• 工业控制
• 应用开发

精密制造工艺与质量控制体系 内容概要： 本书深入探讨了现代精密制造业中的核心技术、先进工艺流程以及贯穿产品生命周期的全面质量管理体系。它不仅是一本理论指导手册，更是一部面向实际操作和工程应用的实用技术宝典，旨在帮助读者构建从设计输入到最终产品交付的全方位质量控制能力。 第一部分：先进制造基础与材料科学 第一章：现代精密制造的基石 本章首先界定了精密制造的范畴、发展历程及其在高端产业中的战略地位。重点阐述了“精密”与“超精密”的技术差异，并分析了当前全球精密制造领域的技术前沿，如微纳加工、增材制造在模具和工装夹具制造中的应用。 1.1 精密加工的物理基础： 深入解析影响加工精度和表面完整性的关键物理因素，包括热变形、刀具磨损、振动与噪声的抑制技术。详细介绍了不同材料在切削、磨削、电火花加工过程中的塑性变形机理和残余应力分布规律。 1.2 高性能工程材料的选择与特性： 详细分类和比较了用于精密零部件制造的各类金属合金（如超高强度钢、高温合金、钛合金）、陶瓷材料及先进复合材料。特别关注了这些材料的微观结构对力学性能和加工性能的影响，以及如何通过热处理工艺来优化其内部晶格结构，以满足严苛的使用环境要求。 第二章：关键精密成形技术 本部分聚焦于那些能直接决定零部件几何精度和表面粗糙度的核心制造方法。 2.1 复杂曲面数控加工技术（CNC）： 探讨了五轴及多轴联动加工的运动学原理、刀具路径规划算法（如等值法、投影法），以及如何通过实时误差补偿模型来提高复杂模具和航空叶片等关键部件的加工精度。详细介绍了刀具路径优化策略以减少颤振和提高表面光洁度。 2.2 超精密磨削与抛光技术： 分析了高效磨粒磨损理论，研究了针对光学元件、硬脆材料和特殊金属的先进磨削工艺。重点介绍了磁流变抛光（MRF）、离子束抛光等非传统超精密表面加工技术，并量化了表面粗糙度（Ra, Rz）与功能性之间的关系。 2.3 增材制造（AM）在模具制造中的应用： 考察了选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）技术在制造具有复杂内部冷却流道的高效模具方面的优势。讨论了增材制造部件的冶金特性、孔隙率控制和后续的热等静压（HIP）处理工艺。 第二部分：质量保证与计量检测体系 第三章：计量学基础与误差分析 本章系统地介绍了现代精密测量的理论框架和实用技术，是确保产品合格性的技术前提。 3.1 测量误差理论与不确定度评定： 详细讲解了系统误差、随机误差和偶然误差的识别与消除方法。依据国际标准（如GUM），系统阐述了测量不确定度的合成、传播和评定方法，强调了在关键尺寸链分析中的应用。 3.2 接触式测量技术： 深入解析了坐标测量机（CMM）的工作原理、误差源分析（如热漂移、周期性误差）和校准技术。探讨了球坐标系与机床坐标系之间的转换及高精度测头系统的选择与补偿策略。 3.3 非接触式快速测量系统： 全面介绍了激光扫描、结构光、白光干涉测量技术在三维形貌采集中的应用。重点分析了点云数据处理流程、噪声去除算法以及如何将采集到的实际几何数据与CAD模型进行偏差分析和报告生成。 第四章：质量控制与过程监控 本部分侧重于如何建立一套预防性、系统性的质量管理体系，而非仅仅依赖最终检验。 4.1 统计过程控制（SPC）的深入应用： 不仅限于传统的Shewhart控制图，本章引入了更先进的EWMA（指数加权移动平均）图和CUSUM（累积和）图，用于早期检测微小、持续的过程漂移。详细讲解了过程能力指数（$C_p$, $C_{pk}$）和过程表现指数（$P_p$, $P_{pk}$）的计算与解释，并指导读者进行过程改进的决策。 4.2 先进质量规划工具（APQP与PPAP）： 详细剖析了面向新产品导入的APQP流程，包括设计失效模式与影响分析（DFMEA）和过程失效模式与影响分析（PFMEA）的系统化构建方法。强调了生产件批准程序（PPAP）在供应链质量控制中的关键作用。 4.3 在线过程质量监控技术： 探讨了集成在机床内部的实时监控技术，如声发射（AE）监测刀具磨损、力传感器反馈闭环控制切削参数。分析了如何利用工业物联网（IIoT）和边缘计算技术，实现对生产线上数百个关键参数的同步采集、存储与分析，从而实现预测性维护和零缺陷制造。 第三部分：可靠性工程与表面完整性 第五章：零部件的失效分析与可靠性设计 本章将质量控制延伸至产品的使用寿命周期，关注如何设计出更能抵抗疲劳、蠕变和腐蚀的精密部件。 5.1 疲劳与断裂力学基础： 讲解了S-N曲线、Basquin方程在低周/高周疲劳寿命预测中的应用。重点分析了表面状态（如加工刀痕、残余应力）对疲劳萌生寿命的决定性影响。介绍了疲劳寿命的加速测试方法和威布尔（Weibull）分布在可靠性数据分析中的应用。 5.2 表面完整性控制： 探讨了加工过程中由热、力、化学作用引起的表面损伤，包括塑性变形层、白层（Smear Layer）的形成机制。阐述了如何通过优化冷却液使用和后处理工艺（如滚光、喷丸强化）来有效控制和改善表面微观结构，从而大幅提升零部件的抗疲劳性能。 5.3 环境适应性与寿命预测： 分析了腐蚀疲劳、应力腐蚀开裂（SCC）等复杂失效模式。介绍了加速老化试验的设计原则，并结合有限元分析（FEA）模拟零件在实际载荷和环境条件下的寿命预测模型。 第六章：洁净度与装配精度控制 精密部件的最终性能往往受到装配环境和零部件洁净度的制约。 6.1 洁净室技术与颗粒物控制： 详细介绍了ISO 14644标准下的洁净室等级划分、气流组织（单向流、混合流）设计和空气过滤系统（HEPA/ULPA）的维护要求。阐述了针对微电子和光学元件的清洗工艺，如超声波清洗、超临界流体清洗的机理与参数控制。 6.2 互换性与精密装配： 阐述了公差配合理论、几何尺寸与公差（GD&T）在复杂装配体中的应用。重点分析了如何利用公差链分析法来确保关键功能（如轴承间隙、光学对准精度）的实现。讨论了激光跟踪仪、视觉引导系统在自动化高精度装配中的应用策略。 本书内容严谨，理论与实践相结合，是机械工程、材料科学、质量管理等领域工程师和研究人员不可或缺的参考资料。

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这本《传感器及应用》实在是让人爱不释手，内容之丰富，简直超出了我的预期。我本来以为这只是一本枯燥的技术手册，没想到作者用一种非常生活化的方式，把那些复杂的理论和原理讲得清晰透彻。特别是关于MEMS传感器的那一章，我记得我之前看了好几本相关的书都云里雾里，但这本书里通过几个巧妙的例子，比如智能手机里的陀螺仪和加速度计是如何工作的，让我一下子就明白了其中的奥妙。作者似乎很懂读者的痛点，总能在关键的地方给出深入浅出的解释，让人感觉自己不是在啃技术书，而是在听一位经验丰富的工程师娓娓道来。我对这本书印象最深的是它对各种传感器在实际工业场景中应用的探讨。比如在环境监测领域，不同类型的气体传感器如何协同工作，实现对空气质量的实时、精确监控，这种理论与实践的紧密结合，对于我们这些想把技术落地的人来说，简直是太有价值了。而且，书中对于数据处理和信号调制的介绍也非常到位，没有停留在简单的“采集”层面，而是深入到了如何将原始信号转化为可靠的数字信息的关键步骤。总之，这本书的知识密度和实用性都非常高，绝对是值得反复阅读的宝典。

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初次翻开这本书时，我其实有点犹豫，因为我对传感器的了解仅限于皮毛，担心里面的内容会过于晦涩难懂。然而，事实证明我的担忧是多余的。这本书的叙事节奏把握得极好，它并没有急于抛出高深的数学模型，而是从传感器的基本概念——“感知”开始，一步步构建起知识体系。我特别欣赏作者在讲解不同传感器类型时所采取的类比手法。例如，描述压力传感器的工作原理时，作者将其比作一个被轻柔按压的鼓面，不同的形变对应着不同的电信号输出，这种形象的比喻让抽象的物理变化变得触手可及。更难能可贵的是，它没有将应用场景局限于传统的工业自动化，而是涉及到了生物医学、智能穿戴等新兴领域，展现了传感器技术跨界融合的巨大潜力。书中对于噪声抑制和线性化处理的章节，简直是教科书级别的示范，它教会我的不仅仅是“如何测量”，更是“如何保证测量的准确性与可靠性”。读完后，我感觉自己对“万物互联”背后的基础技术有了更坚实、更系统的认识，不再是零散的知识点，而是一个完整的知识网络。

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老实说，市面上关于传感器技术的书籍汗牛充栋，大多是侧重于某一特定领域或者某一类器件的深度挖掘。但《传感器及应用》的博大精深之处在于它的“广度”和“系统性”。它仿佛搭建了一个传感器的“百科全书式”的框架，从电阻式、电容式到电感式、光电式，各种主流和非主流的传感器原理都被囊括其中，并且在介绍完基本原理后，都会紧接着讨论其优缺点、适用环境以及封装方式。让我感到惊喜的是，作者在讨论集成化趋势时，对ASIC设计与传感器前端电路的整合进行了深入的剖析，这表明这本书的视野跟上了最新的技术前沿。这种将基础物理、电子工程与系统集成紧密结合的视角，是很多同类书籍所欠缺的。阅读过程中，我常常会停下来，思考如何将书中提到的某个特定传感器（比如霍尔效应传感器）应用到我目前手头正在进行的项目中去，这种即时的知识迁移和启发，是衡量一本技术书籍是否真正优秀的重要标准。这本书真正做到了将“应用”二字落到实处。

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这本书的排版和图示设计，不得不提一下，它们极大地提升了阅读体验。在阅读技术类书籍时，我最怕的就是那种密密麻麻的文字和模糊不清的电路图，很容易让人产生阅读疲劳。但《传感器及应用》在这方面做得非常出色，几乎每一页都有精心绘制的结构图、原理示意图，甚至是典型的工作流程图。这些图表不仅清晰地展示了传感器的物理结构，更重要的是，它们直观地揭示了能量转换的过程。我尤其喜欢它在讨论非电量测量（如温度、光照）时，如何通过不同的换能机制将物理量转化为电信号的详细解析。书中对误差分析的探讨也极其细致，它没有回避实际应用中各种不可避免的误差源，反而教会我们如何去量化、补偿和最小化这些误差，这对于追求高精度测量的工程师来说，无疑是金玉良言。这本书的深度适中，既能满足专业人士对细节的钻研，也能引导初学者进行系统学习，体现了作者深厚的学术功底和出色的教学智慧。

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我是一个更偏向于实践操作的学习者，对那些空洞的理论阐述总是提不起兴趣。然而，这本书成功地激发了我对“如何制造”的浓厚兴趣。它不仅仅停留在“是什么”和“为什么”，更是详尽地描述了“如何做”。特别是关于传感器标定的章节，作者提供了一套近乎标准化的操作流程，从环境条件的控制到数据采集的规范，再到曲线拟合的数学方法，每一个步骤都写得清晰明了，仿佛手把手教你操作一般。我尝试按照书中的指导对实验室里一个老旧的温度传感器进行了重新标定，结果发现其精度比之前提高了近乎一个数量级，这极大地增强了我对本书内容可靠性的信心。此外，书中关于传感器网络和低功耗设计的讨论，也非常贴合当前物联网（IoT）对电池寿命的严苛要求。作者对能量采集（Energy Harvesting）技术的介绍，更是令人耳目一新，为未来无线传感器的部署提供了新的思路。这本书的价值，在于它不仅传授了知识，更培养了解决实际工程问题的思维方式，是技术人员不可多得的良师益友。

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