汽车常见故障的诊断与排除 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:彭标兴

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:1998-9-1

价格:10.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787118018509

丛书系列:

图书标签:

• 汽车维修
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现代光学传感器的原理、设计与应用 内容提要： 本书系统阐述了现代光学传感器的基本原理、关键技术、器件设计以及在多个高新技术领域的应用。全书分为六个主要部分，涵盖了从基础理论到前沿实践的广阔范围，旨在为光学工程、电子信息、精密仪器等相关专业的研究人员、工程师和高年级本科生提供一本全面且深入的参考著作。 第一部分：光学传感基础理论（约 300 字） 本部分首先回顾了电磁波理论在光波范围内的应用，重点解析了光的产生、传播、调制与解调的基本物理机制。深入探讨了光与物质相互作用的各种基本光学现象，包括吸收、散射、折射、反射和衍射，并从量子力学角度阐述了光子与物质相互作用的能量转换过程。随后，详细介绍了光信号的量化与噪声理论，包括散粒噪声、热噪声、散射噪声等，为理解传感器的性能极限奠定了理论基础。重点讲解了傅里叶光学、相干性理论在成像与传感中的应用，为后续的干涉测量和全息传感打下坚实基础。此外，还涉及了光纤光学的基础知识，包括模态理论、损耗机制以及色散效应，为光纤传感器的设计提供必要的背景知识。 第二部分：关键光学传感元件与器件（约 350 字） 本章聚焦于构成现代光学传感器的核心元件。详细介绍了各类光电探测器的性能参数和工作原理，包括光电二极管（PIN、雪崩光电二极管APD）、光敏电阻、CCD/CMOS图像传感器的工作机制、量子效率（QE）、响应速度和动态范围。在光源方面，系统阐述了半导体激光器（如DFB、VCSEL）和LED的特性、驱动电路设计及光谱控制技术。特别关注了光学滤波器的设计，包括介质膜滤光片、光栅（如布拉格光栅FBG）的制造工艺和光谱选择特性。此外，对微纳光学元件，如微透镜阵列、光子晶体结构在光束整形和耦合中的应用进行了深入分析，阐明了这些器件如何影响传感系统的灵敏度和空间分辨率。对非线性光学晶体在频率转换和超快测量中的作用也进行了初步介绍。 第三部分：主流光学传感技术原理（约 400 字） 本部分是全书的核心，系统梳理了当前应用最广泛的几种光学传感技术。 1. 干涉测量技术： 详细阐述了马赫-曾德尔干涉仪、萨尼亚克陀螺仪和法布里-珀罗（FP）干涉仪的工作原理，重点分析了如何利用相位变化实现对微小位移、振动、应变和折射率变化的精确测量。讨论了相干噪声对干涉测量精度的影响及相移解调技术（如三相法、四相法）。 2. 光栅传感技术： 重点讲解了基于光纤布拉格光栅（FBG）和长周期光栅（LPG）的传感原理，包括其对温度、应变、压力、化学物质的敏感机制。分析了FBG阵列的解调技术，如光谱扫描法和基于窄带滤波器的解调方法。 3. 光学成像与光谱传感： 讨论了传统光学成像系统的像差校正技术，如自适应光学系统的工作流程。在光谱传感方面，深入分析了傅里叶变换光谱仪（FTS）和色散棱镜/光栅光谱仪的原理，以及如何利用高光谱分辨率进行材料识别和环境监测。 4. 激光雷达与测距： 讲解了时间飞行（ToF）激光雷达、连续波（CW）激光雷达（如FMCW）的测距原理、调制深度对测量精度的影响，以及多普勒效应在速度测量中的应用。 第四部分：传感器系统集成与信号处理（约 250 字） 本部分关注如何将基础光学器件整合成高性能的传感系统。详细讨论了光路设计中的误差来源与抑制方法，包括机械稳定性、热稳定性设计。重点介绍了传感器数据采集和预处理电路的设计，如高精度模数转换器（ADC）的选择标准、同步采样技术。在信号处理方面，深入探讨了数字滤波（卡尔曼滤波、自适应滤波）在去除环境噪声和提高信噪比中的应用。此外，还涵盖了数据传输协议、嵌入式系统在现场数据处理中的作用，以及如何利用机器学习算法对复杂传感数据进行模式识别和故障诊断。 第五部分：前沿与特种光学传感技术（约 150 字） 本章介绍了一些新兴和特定环境下的光学传感技术。包括基于表面等离子体共振（SPR）的生物化学传感器设计、光声成像（PAI）技术在无损检测中的潜力、以及在极端环境（高温、高压、强电磁干扰）下使用的特种光纤传感器。讨论了量子传感领域中，利用量子纠缠或压缩态光来突破传统测量精度的理论模型。 第六部分：应用实例与案例分析（约 50 字） 最后一部分通过多个工程实例，展示了光学传感器在航空航天结构健康监测（SHM）、生物医学诊断（如血糖、血氧监测）、工业过程控制（如在线成分分析）、以及自动驾驶环境感知等领域的实际部署与性能评估。 总结： 本书内容翔实，理论与实践相结合，特别侧重于现代光电子技术与精密测量的交叉领域。读者在阅读本书后，将能掌握设计、评估和优化复杂光学传感系统的核心能力。

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