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出版者:

作者:安子军

出品人:

页数:285

译者:

出版时间:2003-7

价格:21.00元

装帧:

isbn号码:9787111121787

丛书系列:

图书标签:

• 机械原理
• 机械设计
• 机械工程
• 机械基础
• 传动学
• 机构学
• 机械制图
• 工程力学
• 高等教育
• 教材

好的，以下是根据您的要求，为一本名为《机械原理教程》的图书撰写的，不包含其内容的详细图书简介，力求自然、专业，避免痕迹。 --- 《光电传感技术与应用》 内容简介 第一部分：光电传感基础理论与元件 本书系统地阐述了光电传感技术的基本原理、关键元件特性及其在现代工程领域中的广泛应用。全书结构严谨，内容涵盖了从基础物理光学到复杂系统集成的各个层面，旨在为读者提供一个全面而深入的知识框架。 第一章：光电效应与基本原理 本章从光与物质相互作用的基本物理学原理入手，深入剖析了光电转换的本质。详细介绍了光电效应的类型，包括内光电效应和外光电效应，并对光子与电子的能量传递过程进行了量化分析。重点阐述了光功率、光照度、光谱响应度等核心光度学参数的定义、测量方法及其在不同传感环境下的物理意义。此外，本章还探讨了光信号的衰减、散射和衍射现象，为后续的传感器设计和优化奠定理论基础。 第二章：关键光电传感器件 本章聚焦于构成光电传感系统的核心元件。首先，对光敏电阻（LDR）的材料特性、电阻随光照变化的规律进行了详尽的建模与分析。其次，详细介绍了光电二极管（PD）和光电三极管（PT）的PN结结构、工作模式（光导/光伏）及其频率响应特性。针对高速、高灵敏度应用，本章深入讨论了雪崩光电二极管（APD）的工作原理、增益机制及噪声源分析。在光源部分，系统比较了白炽灯、卤素灯、LED、激光二极管（LD）的辐射特性、光束质量和寿命差异，并给出了不同应用场景下的光源选择指南。 第三章：光电转换电路设计与信号调理 本章侧重于将微弱的光信号转化为可供处理的电信号所需的电子电路技术。详细介绍了跨阻放大器（TIA）的设计与优化，重点讨论了如何通过反馈电阻和补偿电容来平衡带宽、噪声和稳定性。探讨了光电探测器的偏置电路设计，包括恒流源和恒压源在不同工作状态下的应用。此外，本章还覆盖了信号滤波技术，如低通、高通和陷波滤波器在去除环境噪声和电源干扰中的应用，并引入了锁相放大器（Lock-in Amplifier）的基本原理及其在极微弱信号检测中的优势。 第二部分：先进光电传感技术 本部分着眼于当前和未来工业、医疗及环境监测领域中的尖端光电传感技术及其集成方法。 第四章：成像与机器视觉基础 本章详细解析了光电成像系统的核心组件——电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器的工作原理、量子效率（QE）和动态范围。对比分析了CCD与CMOS在速度、噪声、功耗和全局/滚动快门机制上的优劣。针对机器视觉应用，本章讲解了光学镜头的设计基础，包括焦距、光圈、景深的概念，以及畸变校正的基本算法。内容延伸至色彩空间（如RGB、HSV）的转换与量化，为后续的图像处理奠定基础。 第五章：光谱传感与分析 本章探讨了基于光吸收、发射和散射原理的光谱传感技术。系统介绍了分光元件，如光栅和棱镜的设计理论，以及单色仪的光谱分辨率计算。重点讲解了傅里叶变换红外光谱（FTIR）的基本原理，及其在分子结构识别中的应用。针对气体检测和过程分析，本章深入分析了不同气体在特定波段的吸收谱线特征，并结合朗伯-比尔定律（Beer-Lambert Law）阐述了浓度反演的数学模型。 第六章：光纤传感技术 本章将光导原理与传感功能相结合，系统介绍了光纤传感器的分类（基于强度、相位、频率和波长调制）及关键技术。详细阐述了基于瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射的光纤分布式传感技术，特别是它们在长距离、高精度温度和应力监测中的应用。对于局部传感，重点分析了基于光纤布拉格光栅（FBG）的传感原理，包括其灵敏度矩阵的推导和解调技术（如扫频激光源和解调滤波器）。 第三部分：系统集成与应用实例 第七章：光电系统集成与误差分析 本章从系统工程的角度审视光电传感器的设计流程。讲解了系统指标的定义与传递，包括信噪比（SNR）的系统级预算分析。重点讨论了影响最终测量精度的主要误差源，如环境温度漂移、光源稳定性波动、元件老化和电路非线性。提供了误差补偿和校准的标准流程，包括零点漂移校正和线性化处理技术。 第八章：工业与环境监测中的应用 本章通过一系列具体案例，展示光电传感技术在实际工程中的部署。内容涵盖了：非接触式测振与位移测量系统（如激光多普勒测速仪）；高精度流量计中的光电编码轮原理；工业过程中的液位和颗粒物浓度监测方案；以及环境空气质量监测中特定污染物的光吸收检测方法。这些案例将理论知识与工程实践紧密结合，突显了光电技术在实现自动化和精确控制中的核心价值。 第九章：前沿技术与未来展望 本章对光电传感技术的发展趋势进行了展望。探讨了量子点（Quantum Dots）在提高传感器灵敏度方面的潜力；介绍了微纳光子学（Nanophotonics）在集成传感器芯片（SoC）上的应用进展；并对基于深度学习的光电信号解调与图像识别技术进行了初步介绍，预示了该领域未来的发展方向。 --- 读者对象： 本书适合高等院校电子工程、光电信息科学与工程、自动化、应用物理等专业的高年级本科生、研究生作为教材或参考书，也可作为相关领域工程技术人员深入学习和解决实际问题的参考手册。 本书特点： 理论深度与工程实用性并重，强调从物理机制到电路实现的全过程贯通，配备了大量的图表和工程实例，有助于读者构建扎实的理论基础和解决实际问题的能力。

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