电磁测量原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国矿业大学出版社

作者:殷春浩

出品人:

页数:324

译者:

出版时间:2003-7

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787810707664

丛书系列:

图书标签:

• 电磁测量
• 测量原理
• 电磁学
• 仪器仪表
• 应用技术
• 传感器
• 信号处理
• 电子工程
• 物理学
• 工程技术

《现代光学技术与精密制造》 引言 光学，作为人类探索世界、认知自然的古老而又充满活力的学科，其发展从未停歇。从简单的透镜折射到如今光纤通信、激光加工、全息成像等尖端技术，光学已深深融入现代社会的方方面面。与此同时，精密制造作为支撑高端产业发展的基石，其精度与复杂度的不断提升，也对光学技术的应用提出了前所未有的要求。本书旨在深入探讨现代光学技术的原理，并重点阐述其在精密制造领域的创新应用，为读者提供一个全面、深入的视角，理解光学如何驱动着制造业的革命性进步。 第一篇：现代光学技术基础 第一章：光的基本性质与传播 本章将从光的基本性质出发，为后续章节的学习奠定坚实基础。我们将回顾电磁波理论，详细阐述光的波动性（衍射、干涉）与粒子性（光电效应、光子概念）。在此基础上，我们将深入研究光的传播规律，包括直线传播、反射、折射等几何光学原理，并引入惠更斯原理，理解光的衍射与干涉现象的微观成因。此外，本章还将探讨光的偏振现象，介绍不同类型的偏振光及其产生和检测方法，为理解许多光学测量与成像技术提供必要的理论支撑。 第二章：成像光学系统 成像光学系统是现代光学应用的核心组成部分，其设计与优化直接关系到成像质量和性能。本章将详细解析各类基本成像元件，如球面透镜、柱面透镜、反射镜等的成像特性。我们将深入探讨理想成像条件下，如高斯光学模型，以及实际成像系统中普遍存在的像差，包括球差、像散、彗差、场曲和色差等。针对这些像差，本章将详细介绍校正方法，例如使用复合透镜组、非球面元件等，并引入评价成像质量的重要指标，如分辨率、清晰度、畸变等。最后，本章还将简要介绍一些复杂的光学系统，如显微镜、望远镜、相机镜头等，并分析其设计思路。 第三章：激光技术及其原理 激光，作为20世纪最伟大的发明之一，以其高强度、高方向性、高单色性和高相干性等独特优势，在科学研究、工业生产、医疗保健等领域开辟了全新的应用局面。本章将深入剖析激光器的工作原理，包括受激辐射、粒子数反转、谐振腔等关键概念。我们将介绍不同类型的激光器，如气体激光器（He-Ne激光、CO2激光）、固体激光器（Nd:YAG激光）、半导体激光器等，并分析它们的特点和适用范围。此外，本章还将探讨激光的输出特性，如功率、能量、波长稳定性等，并介绍激光的光束质量及其测量方法。 第四章：光电探测与信号处理 光电探测是将光信号转换为电信号的关键技术，也是光学测量和成像系统的“眼睛”。本章将介绍各种主流的光电探测器，包括光电二极管、光电倍增管、CCD（电荷耦合器件）、CMOS（互补金属氧化物半导体）等，详细分析它们的响应机制、灵敏度、响应速度、探测范围等关键参数。在此基础上，本章将深入探讨光信号的噪声来源，如散粒噪声、热噪声、读出噪声等，并介绍降低噪声、提高信噪比的常用方法。同时，本章还将简要介绍与光电探测紧密相关的信号处理技术，如放大、滤波、模数转换等，为后续的图像处理和数据分析打下基础。 第五章：光学测量方法 光学测量方法以其高精度、高效率、非接触性等优点，在现代科学技术中扮演着至关重要的角色。本章将系统介绍多种经典和现代的光学测量技术。我们将从干涉测量入手，深入讲解迈克尔逊干涉仪、萨奈克干涉仪等在表面形貌测量、折射率测量中的应用。接着，我们将探讨衍射测量，如光栅衍射在波长测量、角度测量中的原理。此外，本章还将重点介绍激光干涉测量技术，包括激光测距、激光三维扫描等，以及全息术在记录和再现物体三维信息中的原理和应用。最后，本章还将触及一些新兴的光学测量技术，如结构光测量、相位测量等。 第二篇：光学技术在精密制造中的应用 第六章：激光加工技术 激光作为一种强大的加工工具，在精密制造领域展现出无与伦比的优势。本章将重点介绍激光在材料加工方面的各种应用。我们将详细阐述激光焊接的原理，分析不同激光源（光纤激光、CO2激光）在焊接性能上的差异，以及如何通过控制激光参数（功率、速度、焦点）实现高精度、高质量的焊接。接着，我们将深入研究激光切割技术，包括激光切割的机理、不同材料的切割特性，以及影响切割质量的关键因素。此外，本章还将介绍激光打标、激光烧蚀、激光表面处理（如淬火、熔覆）等加工工艺，并探讨它们在微细加工、表面改性等方面的应用。 第七章：微纳制造与光刻技术 微纳制造是实现高科技产品小型化、高性能化的关键。本章将聚焦于微纳制造中的核心技术——光刻技术。我们将详细介绍光刻的工艺流程，包括光刻胶的涂覆、曝光、显影等步骤。重点将放在曝光环节，深入解析不同类型的曝光技术，如接触式光刻、接近式光刻、投影式光刻（包括深紫外光刻、极紫外光刻），并分析它们的优缺点和适用范围。本章还将探讨掩模版（光罩）的制造与检测技术，以及光刻过程中可能出现的关键问题，如衍射效应、景深效应等，并介绍相应的解决方案。 第八章：光学检测与质量控制 在精密制造过程中，光学检测技术是保证产品质量、提高生产效率的重要手段。本章将详细介绍各种光学检测方法在尺寸测量、表面缺陷检测、形貌分析等方面的应用。我们将回顾第五章介绍的干涉测量、衍射测量等技术，并重点关注它们在精密零件尺寸测量、表面粗糙度评价等方面的实际应用。此外，本章还将介绍机器视觉技术，包括图像采集、图像处理、目标识别等，以及其在自动化检测、尺寸测量、形状分析、表面缺陷检测等方面的广泛应用。最后，本章还将探讨一些专业的计量仪器，如三坐标测量机（CMM）的光学探头、光学扫描仪等。 第九章：三维测量与数字建模 三维测量技术能够获取物体的三维几何信息，是数字制造、逆向工程、产品检测等领域不可或缺的环节。本章将深入探讨各种三维测量技术，包括前面提到的激光扫描、结构光测量、立体视觉等。我们将详细分析这些技术的原理、测量精度、测量速度、适用范围，并比较它们的优劣。在本章的后半部分，我们将重点介绍如何利用这些三维测量数据构建高精度的三维数字模型，并探讨这些数字模型在产品设计、仿真分析、工艺规划、质量追溯等方面的应用。 第十章：光学在先进制造中的展望 本章将对光学技术在精密制造领域的未来发展进行展望。我们将探讨新兴的光学技术，如超表面（Metasurface）在光学元件小型化、功能集成化方面的潜力；飞秒激光等超快激光技术在精密加工、材料改性方面的新进展；以及AI与光学技术的融合，在智能检测、自适应光学系统等方面的可能应用。此外，本章还将讨论光学技术如何与增材制造（3D打印）、智能制造等前沿领域深度结合，共同推动制造业向更高精度、更高效率、更可持续的方向发展。 结语 《现代光学技术与精密制造》力求为读者提供一个清晰、系统、深入的知识体系，帮助理解光学原理的精妙，感受光学技术在推动精密制造发展中的强大力量。本书内容涵盖了光学基础理论、关键技术以及在制造领域的广泛应用，希望能激发读者对光学和精密制造领域进一步探索的兴趣，为相关从业人员和研究者提供有价值的参考。

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这本书的排版和结构设计也十分考究，让人在长时间阅读后也不会感到视觉疲劳。它采用了大量的实例和案例研究来支撑理论，这使得抽象的物理规律变得鲜活起来。举个例子，当讲解涡流检测技术时，作者并没有简单地给出麦克斯韦方程组的特解，而是紧接着分析了一个实际的金属探伤案例，如何通过改变激励频率和接收线圈的布局来区分材料的微小缺陷。这种“理论—实践—再深化”的叙事方式，极大地增强了知识的吸收效率。我发现，每看完一个章节，我脑子里都能清晰地勾勒出一个应用场景，而不是仅仅记住了一堆公式。对于那些希望将所学知识迅速转化为生产力的人来说，这种注重实用性和工程落地性的内容组织，绝对是一个巨大的加分项。

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老实说，这本书的深度和广度超出了我的预期，它并不是那种只停留在理论介绍层面的教科书。让我印象特别深刻的是第三部分，专门讨论了现代电磁测量中的抗干扰技术和不确定度评定。在实际的工业现场或者科研环境中，信号的微弱和环境噪声的复杂性常常是测量准确性的最大敌人。这本书没有回避这些现实难题，而是提供了非常实用的解决方案。它详细介绍了屏蔽技术、滤波器的设计原则，甚至还探讨了时域反射计（TDR）在电缆故障定位中的应用，这已经是相当前沿和实用的工程内容了。对于我这种需要处理实际数据并对测量结果负责的人来说，书中关于系统误差和随机误差如何量化和控制的章节，简直就是一本操作手册。它教会我的不仅是如何读懂测量数据，更是如何批判性地审视测量过程本身，确保最终结果的可靠性和可追溯性，这对于提升我的专业素养至关重要。

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这本书，**《电磁测量原理及应用》**，我刚翻了几页，真是感觉打开了一个新世界的大门。里面的内容详实得让人惊叹，对于初学者来说，它就像一位耐心十足的导师，从最基础的电磁场理论讲起，层层递进，毫不含糊。我尤其欣赏作者在讲解一些复杂的概念时，那种化繁为简的功力。比如，当涉及到交变磁场下的感应电动势计算时，那些原本在其他教材里晦涩难懂的矢量分析和复数运算，在这里被拆解成了清晰可辨的步骤，配上直观的图示，即便是第一次接触这些知识点的人，也能迅速抓住核心要害。更不用说，书中对各种经典测量仪器的原理分析，比如霍尔效应传感器、电磁流量计的工作机制，描述得极其到位，不仅告诉你“是什么”，更深入地剖析了“为什么”和“如何优化”。读完这些部分，我感觉自己对如何设计和校准高精度电磁设备有了一种全新的、扎实的认识基础，这绝不是那种泛泛而谈的科普读物能比拟的，它实实在在地为你打下了坚实的工程学地基。

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总的来说，这本书的价值远远超过了其装帧所能体现的厚度。它更像是一部工具箱，里面塞满了解决电磁测量领域核心挑战的钥匙。我特别欣赏它在最后几章对新兴技术，如基于光纤的磁场传感和纳米尺度的电磁成像技术所做的前瞻性探讨。这表明作者不仅沉淀了经典理论，更紧跟时代脉搏，指引读者关注未来的发展方向。阅读过程中，我感觉自己像是被一股强大的知识流裹挟着向前，不断地拓宽对“测量”二字的理解边界。它不仅教会了我如何精确地量化电磁现象，更启发我去思考，如何用更智慧、更高效的方式去感知和控制我们周围的物理世界，对于任何从事电子、物理或相关工程领域的专业人士而言，这本书都是案头必备的参考资料。

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关于这本书的阅读体验，我必须提一下它的语言风格，它非常“工程师化”，直截了当，逻辑严密，没有多余的文学修饰，这正是我所偏爱的。它不像某些学术著作那样动辄引用大量晦涩难懂的文献，而是侧重于提供清晰、可操作的知识体系。我特别欣赏作者在阐述一些国际标准和行业规范时，那种严谨的态度。比如，在介绍电磁兼容性（EMC）测试方法时，书中不仅列出了标准的测试步骤，还精确引用了相关的国际电工委员会（IEC）标准编号和测试限值曲线，这种对细节的坚持，体现了作者深厚的行业背景和对专业准确性的极致追求。它仿佛在告诉我：“这不是纸上谈兵，这是你明天工作时必须遵守的规则。”

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