具体描述
本书系统地介绍了各类常用传感器的基本概念、工作原理、基本特性、测量电路及典型应用。
全书共分11章：第1章介绍了传感器的定义、组成、分类及特性；第2章至第10章介绍了常见的电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器、光电式传感器、霍尔传感器及超声波传感器；第11章介绍传感器在工程监测中的一些应用。
本书取材广泛，内容丰富，注重知识的系统性和适用性，可作为高等职业院校机电一体化、供用电技术、农业电气化、电气技术、应用电子技术等专业的教学用书，也可作为相关技术人员的参考用书。
《智能时代的触角：无形的感知与无限的可能》 在这个信息爆炸、万物互联的时代，我们正经历着一场前所未有的技术革命。而在这场革命的幕后，一股不可或缺的力量正在悄然改变着我们生活的方方面面，那就是“感知”的能力。从微观世界的粒子波动，到宏观宇宙的星辰大海，从人类自身的生理信号，到工业生产的精密流程，再到环境保护的细微变化，我们无时无刻不被各种“信息”所包围。然而，这些信息往往是无形、无声、甚至肉眼不可见的。如何捕捉、理解、并利用这些信息，就成了 unlocking 智能时代潜力的关键。 《智能时代的触角：无形的感知与无限的可能》这本书，正是带领读者深入探索这一强大而迷人的“感知”世界的向导。它不是一本关于具体“传感器”的枯燥技术手册，也不是一本罗列各种“应用”的案例集。相反，它是一次关于“感知”本质、原理、及其如何构建我们智能未来的深度哲学与技术交响。本书旨在揭示“感知”作为智能系统最基础、最核心的输入端，是如何赋予机器以“眼睛”、“耳朵”、“鼻子”、“触觉”，甚至更超越人类感官的洞察力的。 第一篇：感知的哲学与科学根基 在正式进入技术细节之前，本书将首先回溯“感知”这一概念的源头。我们将探讨人类如何理解和认识世界，从古老的哲学思辨，到现代认知科学的最新发现。我们将审视“感觉”与“感知”的区别，理解大脑如何处理海量的感觉信息，并将其转化为有意义的认知。这一部分旨在为读者建立一个坚实的哲学和心理学基础，理解“感知”并非仅仅是数据的采集，更是一种理解、解读和赋义的过程。 随后，我们将深入探讨“感知”的科学基础。这包括物理学中关于物质运动、能量转换、电磁波、声波、机械波等基本原理的梳理，它们是各种物理量得以被“测量”的基石。我们还将触及化学中的分子识别、物质构成等概念，理解生物体及非生物体如何通过化学反应进行信息传递。此外，生物学中的神经科学、生理学知识将帮助我们理解生命体如何进行感知，以及模拟这些生物感知机制的灵感来源。本书不会深入到复杂的数学公式推导，而是侧重于解释这些科学原理如何为“感知”技术的出现和发展提供了理论支撑。 第二篇：感知技术的内在机制 在理解了感知的根基之后，本书将聚焦于实现“感知”的技术本身。我们并非要列举市面上所有的传感器型号，而是要剖析不同类型感知技术的工作原理和内在机制。 光与电磁波的捕捉： 从可见光到红外、紫外、X射线，乃至无线电波，本书将揭示如何通过光学原理、光电效应、半导体技术等，将不同波段的电磁信号转化为可用的电信号。我们将理解CCD、CMOS等成像传感器的工作方式，以及它们如何构建我们对视觉世界的认知。 声波的聆听与解析： 声音是如何被捕捉并转化为数字信号的？我们将探讨麦克风的结构与原理，理解声学振动如何被转换，以及声波的频率、振幅等信息如何被提取和分析。 温度的测量与控制： 从简单的测温计到高精度的热成像仪，本书将阐述热力学原理在温度测量中的应用，包括电阻温度检测（RTD）、热电偶、红外测温等技术。 机械力的感知： 压力、位移、加速度、角速度……这些物理量的测量是如何实现的？我们将讲解压阻效应、电容效应、霍尔效应、陀螺仪、加速度计等技术，理解它们如何将物理形变或运动转化为电信号。 化学与生物的“嗅觉”与“味觉”： 如何让机器分辨气味？如何监测血液中的葡萄糖水平？本书将介绍化学传感器、气体传感器、生物传感器等技术，它们如何通过特定的化学反应或生物识别机制，实现对特定物质的检测。 其他前沿感知技术： 除了传统的感知技术，本书还将简要介绍一些新兴的感知技术，例如量子传感、太赫兹传感、微流控芯片上的生物传感等，展望未来的感知能力边界。 在这一篇中，我们将注重解释这些技术的核心思想，而非冗长的技术参数。目标是让读者能够理解，为什么某种物理现象能够被“感知”，以及它是如何被“量化”的。 第三篇：从感知到智能的桥梁 仅仅拥有“感知”的能力是不够的，关键在于如何利用这些感知信息来构建智能。本书的第三篇将重点探讨“感知”与“智能”之间的桥梁——信号处理与信息融合。 信号的净化与增强： 实际的感知过程往往伴随着噪声和干扰。我们将探讨滤波、降噪、信号放大等信号处理技术，如何从杂乱的数据中提取出有用的信息。 特征提取与模式识别： 如何从原始的感知数据中提取出有代表性的特征？本书将介绍降维、聚类、分类等机器学习技术在特征提取中的应用。例如，如何从图像中识别出人脸，或者从声音中辨别出特定的语音指令。 多源信息的融合： 智能系统往往需要整合来自不同来源的感知信息。本书将讲解传感器融合（Sensor Fusion）的概念和方法，例如利用视觉信息和激光雷达信息来构建更精确的环境地图，或者结合多种生物信号来诊断病情。 推理与决策： 感知到的信息如何被用来进行推理和决策？本书将介绍一些基础的推理算法和决策模型，例如状态机、贝叶斯网络等，以及它们如何基于感知到的信息做出响应。 这一部分将展示，原始的“触角”是如何通过智能化的“大脑”进行思考和判断的。 第四篇：感知智能在各领域的延伸 在理解了感知的原理和智能化的过程后，本书将带领读者走进感知智能在各个领域的广泛应用。我们将看到，这些“无形的触角”是如何渗透到我们生活的方方面面，并创造出无限的可能。 智慧生活： 从智能家居中的语音助手、环境监测，到可穿戴设备中的健康追踪、运动分析，再到自动驾驶汽车中的环境感知、路径规划，我们将看到感知技术如何让我们的生活更加便捷、舒适和安全。 工业生产的智能化升级： 在制造业中，传感器在质量检测、设备状态监测、生产流程优化、机器人协同作业等方面发挥着至关重要的作用。本书将探讨如何利用感知技术实现工业4.0的愿景。 环境保护与可持续发展： 监测空气质量、水质、土壤状况，预测自然灾害，评估生态环境变化……感知技术在环境监测和治理中扮演着不可或缺的角色。 医疗健康领域的革新： 精密的医疗诊断设备、个性化的健康监测系统、远程医疗的实现，都离不开高灵敏度、高精度的感知技术。 科学研究的深化： 在天文学、地质学、材料科学、生命科学等众多科研领域，尖端的感知设备是探索未知、突破瓶颈的利器。 社会治理与公共安全： 智能交通管理、城市监控、应急响应系统等，都受益于强大的感知与分析能力。 在这一部分，本书将强调“应用”背后的“感知”逻辑，而不是简单地列举技术名称。我们将思考，在某个具体的应用场景中，我们需要什么样的“感知”，以及这些“感知”是如何被转化为有价值的“信息”和“行动”的。 结语：通往更智能未来的感知之旅 《智能时代的触角：无形的感知与无限的可能》的最终目标，是为读者构建一个关于“感知”的宏大图景。它不是要教会读者如何去设计和制造一种具体的传感器，也不是要详细讲解某一个应用程序的开发过程。相反，它旨在提升读者对“感知”这一核心能力的理解，认识到“感知”是智能的基石，是连接物理世界与数字世界，乃至连接我们与未知未来的关键。 通过阅读本书，您将： 深刻理解“感知”的本质和重要性， 认识到它不仅仅是技术，更是一种能力，一种理解世界的方式。 掌握不同感知技术的通用原理， 能够更清晰地理解各种智能设备背后的工作逻辑。 洞察“感知”与“智能”之间的内在联系， 理解数据如何通过感知转化为有价值的智能。 拓展对未来智能化的想象空间， 思考感知能力将如何进一步重塑我们的世界。 本书希望成为您在探索智能时代旅程中的一双锐利的“眼睛”，让您能够穿透技术的表象，看到隐藏在智能背后的“触角”——那些默默工作、不断感知、并驱动着我们走向更美好未来的无形力量。让我们一起，打开感知之门，拥抱智能时代的无限可能。
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