具体描述
《电机及拖动基础》是根据高职高专教育的现状和发展趋势，按照高职自动化类“电机及拖动基础”教学大纲编写的。《电机及拖动基础》主要讲述直流电机、变压器和三相异步电动机的运行原理和工作特性；着重分析直流电动机和三相异步电动机的机械特性及其启动、制动和调速的方法、原理、特点及应用，其中还介绍了三相异步电动机的新技术一一软启动；简要分析单相异步电动机、直线异步电动机、同步电动机的工作原理及应用；简要分析常用控制电机的结构特点、工作原理和特性；简要介绍电动机的选择、使用、维护等应用知识。
《电机及拖动基础》在总体框架上体现了高职高专教学改革的特点，突出理论知识的应用和实践能力的培养，以“必需、够用”为度，以“应用”为目的，加强实用性；在阐述方法上深入浅出、通俗易懂，降低了理论的难度。 《电机及拖动基础》可作为高职高专类院校的电气自动化技术、机电一体化技术、自动控制电气类专业的教材，也可供有关工程技术人员参考。
现代传感器技术原理与应用 内容提要： 本书系统阐述了现代传感器技术的基础理论、关键技术、各类传感器的详细工作原理、关键性能指标分析以及在工业、医疗、环境监测等领域的典型应用。全书内容涵盖从传感器物理效应的微观机制到复杂系统集成的宏观实现，旨在为工程技术人员、科研工作者以及相关专业学生提供一本全面、深入且具有实践指导意义的专业参考书。 第一章 传感器基础理论与发展脉络 本章首先界定了“传感器”的概念，明确了其在信息获取链中的核心地位。详细讨论了传感器的基本组成结构，包括敏感元件、转换元件、信号处理单元等。深入探讨了传感器的基本特性参数，如灵敏度、精度、线性度、迟滞、重复性、漂移、动态响应范围等，并分析了这些参数如何影响传感器在实际工程中的选择与应用。 接着，追溯了传感器技术的发展历程，从早期的机械式、电磁式传感器，到热敏电阻、应变片等电阻式传感器的兴起，再到半导体集成技术和微纳加工技术推动下的MEMS（微机电系统）传感器的崛起。重点分析了智能传感器和网络化传感器的前沿趋势，探讨了传感器技术如何与物联网（IoT）、人工智能（AI）深度融合，以实现更高级别的数据采集与决策支持。本章强调了信息论在传感器性能评估中的作用，为后续章节的深入学习奠定理论基础。 第二章 敏感材料与物理效应 传感器的性能优劣很大程度上取决于其敏感材料的选择和所利用的物理效应。本章将这些效应分类讲解： 2.1 电学效应类： 详细介绍了电阻、电容、电感变化型传感器的原理。重点分析了压阻效应（Piezo-resistive Effect）在压力和应变测量中的应用，如硅材料的晶向依赖性；介电常数变化效应（Capacitive Effect），用于湿度、液位和位移测量，分析了平行板电容器的几何尺寸变化与介质变化对电容的影响；电磁感应效应，如线性可变差动变压器（LVDT）在精密位移测量中的优势。 2.2 能量转换效应类： 阐述了热电效应（Seebeck Effect）在热电偶温度测量中的应用，包括冷端补偿的必要性；光电效应（Photoelectric Effect），包括光导、光伏和光电倍增管的机制，及其在光强、光谱分析中的作用；压电效应（Piezoelectric Effect），分析了其在力、加速度和声波测量中的正逆向应用。 2.3 现代与新兴效应： 深入探讨了磁阻效应（如巨磁阻GMR和隧道磁阻TMR）在磁场传感和非接触式读写中的突破性进展。此外，还包括了化学传感器和生物传感器中依赖于分子识别和界面反应的效应，如离子选择性场效应晶体管（ISFET）的工作机理。 第三章 关键传感器类型详解 本章是全书的实践核心，对主流传感器的设计理念和工程实现进行细致剖析。 3.1 温度传感器： 覆盖了电阻温度检测器（RTD，特别是Pt100/Pt1000）、热敏电阻（NTC/PTC）的非线性特性补偿，以及半导体集成温度传感器（如LM35系列）的工作模式。重点讨论了高温环境下（如燃气轮机、冶金过程）的辐射温度测量技术（红外热像仪）。 3.2 压力与力传感器： 详细分析了应变计的工作原理、粘贴工艺及桥路连接方式（如全桥、半桥）对测量精度的影响。深入研究了基于MEMS技术的硅压力传感器（如平面结构和悬梁结构），探讨了封装应力对标定的影响。对于力传感器，重点介绍了电阻应变式称重传感器和压电式力传感器在动态和静态测量中的适用性。 3.3 位移、速度与加速度传感器： 包括了LVDT、电涡流传感器在精密位移测量中的应用。速度测量方面，分析了多普勒效应在激光多普勒测速仪（LDV）中的原理。加速度传感器（加速度计）方面，重点阐述了MEMS陀螺仪和加速度计（包括压阻式和电容式）的结构设计，以及它们在姿态和惯性导航系统（INS）中的误差来源与补偿方法。 3.4 气体与化学传感器： 重点讲解了电化学气体传感器（如氧气、一氧化碳传感）的工作电化学池原理。对于半导体型气体传感器（MOS传感器），分析了敏感层材料的导电性如何受吸附/脱附气体分子影响。此外，还包括了湿度传感器（电容式和电阻式）的选择标准。 第四章 信号调理与数据处理技术 传感器输出的原始信号往往微弱、含有噪声，且形式多样，必须经过正确的信号调理才能被数字化系统有效利用。 4.1 信号放大与滤波： 讲解了低噪声放大器（LNA）的选择，以及如何根据传感器特性设计合适的反馈电路。详细介绍了各类滤波器（有源/无源、低通/高通/带通）在去除工频干扰和高频噪声中的应用，并讨论了数字滤波技术（如FIR、IIR）的优势。 4.2 信号调理电路： 重点讨论了应变计桥路信号的激励电路设计、冷端补偿电路的实现。对于容抗式和感抗式传感器，阐述了如何使用振荡电路或电桥平衡电路将其转化为可测量的电压或频率信号。 4.3 数据采集与数字化： 介绍了模数转换器（ADC）的类型（如SAR、Sigma-Delta），关键指标（分辨率、采样率）的选择依据。讨论了过采样技术、量化噪声整形在提高测量精度中的作用。还包括了时间同步与多传感器数据融合的基础方法。 第五章 传感器系统集成与应用实例 本章将理论与工程实践相结合，探讨传感器系统设计的复杂性和集成化趋势。 5.1 传感器系统的误差分析与标定： 阐述了系统误差（如交叉灵敏度、环境漂移）和随机误差的统计学处理方法。详细介绍了传感器静态标定和动态标定的流程，包括多点线性拟合、多项式拟合以及使用标准参考源进行校准的方法。 5.2 工业自动化中的应用： 以过程控制为例，分析了如何选择和布置压力、流量、温度传感器，以及如何利用变频驱动器（VFD）中的电流和转速传感器实现闭环控制。 5.3 环境监测与医疗健康： 探讨了用于空气质量监测的PM2.5激光散射传感器和挥发性有机物（VOCs）传感器的集成方案。在生物医学领域，分析了植入式生物传感器（如连续血糖监测CGM）在生物相容性、微型化和长期稳定性方面的挑战与解决方案。 5.4 智能传感器的实现： 讨论了如何将微处理器或FPGA集成到传感器模块中，实现信号的预处理、线性化补偿、温度漂移自动校正以及基于CAN/Ethernet等总线的数字通信。 本书结构清晰，理论深度适中，注重工程应用细节，是深入理解和掌握现代传感器技术及其系统集成的必备参考资料。
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