传感器与测试技术 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:重庆大学

作者:周传德

出品人:

页数:326

译者:

出版时间:2009-6

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787562448846

丛书系列:

图书标签:

传感器
测试技术
测量技术
仪器仪表
电子技术
自动化
工业控制
信号处理
数据采集
精密仪器

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具体描述

《传感器与测试技术》共分为13章，系统地论述了测试系统及其基本特性；介绍了测试系统中传感器的结构、基本原理和典型应用，以及传感器的发展趋势、选用原则等；讲解了“信号处理”，包括测试系统中的信号调理与数据采集，信号处理和数字信号处理基础等；还专门讲述了“典型测试系统”，包括振动、噪声、机械参量、工业自动化等测试系统的构建与应用。教材从测试系统基本理论与传感器原理、特点及应用领域，信号分析方法物理含义、特点及应用，到典型测试系统的构建、应用与分析进行深入浅出的阐述，力求使读者对测试系统有一个“一体化”的完整理解。

现代光电系统设计与应用作者：李明；王芳出版社：科学技术出版社出版日期： 2023年10月 --- 书籍简介《现代光电系统设计与应用》是一本面向电子工程、光学工程、物理学以及相关跨学科领域的研究人员、工程师和高年级本科生、研究生的专业参考书。本书聚焦于当代光电技术的核心原理、关键器件、系统集成以及在现代工程实践中的前沿应用，旨在系统性地梳理并深入阐述从基础光信号获取到复杂系统实现的完整技术链条。本书严格遵循工程化、实用化的原则，避免了过于冗余的基础物理推导，而是将重点放在如何理解和设计高性能的光电系统。全书内容结构清晰，逻辑严密，涵盖了光电领域最活跃、最具挑战性的几个方向。第一部分：光电基础理论与关键器件本部分为后续系统设计的理论基石，详细介绍了光与物质相互作用的基本规律，并对现代光电系统中不可或缺的核心器件进行了深入剖析。第一章：电磁波理论在光电中的应用本章首先回顾了麦克斯韦方程组在描述光波传播中的应用，重点探讨了光的偏振态、干涉与衍射现象的工程化描述。着重讲解了传输线理论、波导理论（特别是光纤波导和平面光波导）的模式分析，这对于理解信号的传输损耗和色散至关重要。此外，本章还引入了傅里叶光学概念，解释了空间滤波和光学变换在成像系统中的作用。第二章：半导体光电器件的物理与特性作为光电转换的核心，本章详细讨论了PN结、PIN结、雪崩光电二极管（APD）的工作原理。深入分析了不同类型光探测器的响应度、量子效率、暗电流、带宽限制等关键性能指标。对于光源部分，重点阐述了LED、激光二极管（LD）的能带结构、注入效率和阈值特性。特别地，对DFB（分布式反馈）激光器和VCSEL（垂直腔面发射激光器）的结构和调制特性进行了细致的对比分析，为高速通信应用的选择提供理论依据。第三章：光学元件与精密光学设计本章聚焦于实现光束整形、聚焦和传输的物理元件。内容包括各类透镜（球面、非球面、衍射元件）的设计准则、像差理论（球差、彗差、像散、场曲、色差）的量化分析和修正方法。详细介绍了光学镀膜技术（减反射膜、增透膜、高反射膜）的原理及其对系统性能的影响。此外，对精密机械结构（如微动平台、光纤耦合器）的光学对准和稳定性设计提出了具体的要求和经验参数。第二部分：光电系统架构与信号处理本部分将理论知识转化为系统实现的蓝图，探讨了构建完整光电系统的关键环节，包括光路设计、电光信号的有效提取和后处理技术。第四章：光通信系统基础本章系统地介绍了光纤通信的基本链路结构，从光源、调制器到光纤传输和光接收机。详细分析了光纤的损耗机制（瑞利散射、吸收、弯曲损耗）和色散效应（模间色散、材料色散、波导色散），并阐述了色散补偿技术（如色散补偿光纤DCF和电子补偿）。对于高速系统，重点讨论了直接调制、外调制（如Mach-Zehnder调制器）、相干检测技术的原理和优劣势。第五章：光电成像与传感系统设计本章深入探讨了如何设计用于信息获取的成像系统。内容涵盖了经典光学成像的采样定理、MTF（调制传递函数）分析、以及CMOS/CCD图像传感器的噪声模型（如光子散粒噪声、读取噪声、暗电流噪声）。对于先进的成像技术，本章引入了计算成像的概念，如计算全息、计算层析成像（OCT）的原理简介，以及如何利用深度学习优化图像去噪和增强。第六章：光电信号的电子学处理光信号转换为电信号后，后续的电子学处理决定了系统的最终性能。本章详细讲解了低噪声放大器（LNA）的设计，特别是跨阻放大器（TIA）在高速光接收机中的应用。讨论了信号完整性问题，包括阻抗匹配、串扰抑制和PCB布局对高速信号的影响。在数字域，本章介绍了均衡技术（如DFE判决反馈均衡）和前馈均衡的原理，以补偿传输信道引入的码间干扰。第三部分：前沿技术与集成案例本部分聚焦于当前快速发展的交叉学科领域，展示了光电技术如何与其他工程领域深度融合，解决复杂、前沿的工程难题。第七章：集成光子学与微纳光学随着集成化趋势的推进，本章详细介绍了硅光子学（Silicon Photonics）平台的技术现状，包括SOI（绝缘体上硅）波导的限制和集成器件（如集成滤波器、耦合器、调制器）的制造挑战。同时，对表面等离激元（SPP）和光子晶体（PhC）在亚波长光限和传感增强方面的潜力进行了探讨。第八章：激光雷达（LiDAR）系统原理与实现作为自动驾驶和三维测量的核心技术，本章对不同类型的LiDAR系统进行了对比分析：基于时间飞行（ToF）的直接检测、连续波（CW）测距技术以及相干探测LiDAR。重点分析了激光器（尤其是高功率脉冲光纤激光器）的选择、扫描机制（如MEMS扫描镜或非机械扫描）的设计以及点云数据处理的几何校正与三维重建算法。第九章：高精度光电测量与控制本章关注光电技术在精密仪器中的应用。内容包括激光干涉测量技术（如迈克尔逊干涉仪在位移和形变测量中的应用）、光纤布拉格光栅（FBG）传感器的工作原理及其在结构健康监测中的多路复用技术。同时，讨论了如何利用PID控制结合精密伺服系统实现对激光束的快速、精确跟踪和锁定。 --- 本书特色 1. 系统化视角：强调从器件到系统的完整设计流程，而非孤立的理论介绍。 2. 工程实践导向：包含了大量实际工程参数、设计限制和性能评估标准。 3. 前沿覆盖：紧密结合了硅光子集成、计算成像和LiDAR等热点技术。 4. 深度与广度兼备：既有对基本物理的严谨阐述，也有对复杂系统集成的深入探讨。适合读者：从事光通信、光电子器件研发、光学计量、遥感探测、精密仪器设计等领域的工程师和科研人员。

作者简介

目录信息

第1章测试系统的构成 1．1 测试技术的任务和重要性 1．2 测试系统的构成 1．3 测试标准体系习题与思考题第2章测试系统的基本特征 2．1 测试系统的主要特性 2．2 测试系统的静态特性 2．2．1 静态传递方程与定度曲线 2．2．2 灵敏度 2．2．3 线性度 2．2．4 回程误差 2．2．5 稳定性 2．3 测试系统的动态特性 2．3．1 测试系统动态传递特性的时域描述 2．3．2 测试系统动态传递特性的频域描述 2．3．3 测试系统动态特性参数的识别 2．4 测试系统不失真传递信号的条件 2．5 测试系统的抗干扰习题与思考题第3章传感器定义及分类 3．1 传感器的定义 3．2 传感器的组成 3．3 传感器的分类习题与思考题第4章常规传感器原理及应用 4．1 电阻式传感器 4．1．1 电位器式电阻传感器 4．1．2 应变片式电阻传感器 4．2 电感式传感器 4．2．1 自感式传感器 4．2．2 差动变压器式传感器 4．2．3 电涡流式传感器 4．2．4 感应同步器 4．3 电容式传感器 4．3．1 工作原理和结构类型 4．3．2 转换电路 4．3．3 电容式传感器的应用 4．4 压电式传感器 4．4．1 压电效应 4．4．2 压电传感器的等效电路和测量电路 4．4．3 压电式传感器的应用 4．5 磁电式传感器 4．5．1 磁电感应式传感器工作原理 4．5．2 磁电感应式传感器基本特性 4．5．3 磁电感应式传感器的测量电路 4．5．4 磁电感应式传感器的应用 4．6 热电式传感器 4．6．1 热电偶温度传感器 4．6．2 热电阻温度传感器 4．6．3 热敏电阻温度传感器 4．7 光电传感器 4．7．1 光源与光的特性 4．7．2 光电效应 4．7．3 光电式传感器的类型 4．7．4 光电编码器 4．7．5 固态图像传感器(CCD) 4．8 霍尔式传感器 4．8．1 霍尔效应 4．8．2 霍尔元件结构及测量电路 4．8．3 霍尔元件基本特性 4．8．4 霍尔式传感器的应用习题与思考题第5章新型传感器原理及应用 5．1 激光传感器 5．1．1 激光产生的原理 5．1．2 激光的特性 5．1．3 激光器及其特性 5．1．4 激光探测器的应用 5．2 光纤传感器 5．2．1 光纤的结构 5．2．2 传光原理 5．2．3 光纤的种类 5．2．4 光纤传感器分类 5．2．5 光纤传感器的应用 5．2．6 光纤传感器的发展趋势 5．3 智能传感器 5．3．1 概述 5．3．2 智能传感器实现的途径 5．3．3 智能传感器的发展前景 5．4 MEMS传感器习题与思考题第6章传感器的发展趋势及选用原则 6．1 传感器的发展现状 6．2 传感器的发展趋势 6．3 传感器改善性能的途径 6．4 传感器选用原则习题与思考题第7章信号分析基础 7．1 信号的分类 7．1．1 信号的概念及其描述方法 7．1．2 信号分类 7．2 信号分析中的常用函数 7．2．1 正弦信号 7．2．2 单位冲激信号(δ函数) 7．2．3 单位阶跃函数 7．2．4 sinc(t)函数 7．3 信号的时域分析 7．3．1 均值 7．3．2 均方值 7．3．3 方差 7．3．4 波形图 7．4 信号的幅值域分析 7．4．1 概率密度函数 7．4．2 概率分布函数 7．4．3 直方图分析 7．5 信号的频域分析 7．5．1 频域分析中的基本概念 7．5．2 周期信号的频谱 7．5．3 非周期信号的频谱 7．5．4 随机信号的频谱 7．5．5 频域分析的应用 7．6 信号的相关分析 7．6．1 相关函数 7．6．2 相关函数的性质及物理含义 7．6．3 随机信号的相关函数与其频谱的关系 7．7 卷积及卷积定理 7．7．1 卷积的定义 7．7．2 卷积定理 7．8 时频联合分析方法简介 7．8．1 短时傅里叶变换 7．8．2 小波分析习题与思考题第8章信号调理 8．1 放大电路 8．1．1 反相放大器 8．1．2 同相放大器 8．1．3 差动放大器 8．1．4 交流放大电路 8．1．5 电荷放大器 8．1．6 测量放大器 8．1．7 隔离放大器 8．2 电桥 8．2．1 直流电桥 8．2．2 交流电桥 8．3 调制与解调 8．3．1 调制的类型 8．3．2 调幅及其解调 8．4 滤波器 8．4．1 滤波器的分类 8．4．2 理想滤波器 8．4．3 实际滤波器 8．4．4 无源滤波器 8．4．5 有源滤波器习题与思考题第9章数字信号处理 9．1 数据采集 9．1．1 数据采集系统的基本组成 9．1．2 数据采集系统的主要性能指标 9．1．3 采样过程与采样定理 9．2 离散傅里叶变换 9．2．1 离散傅里叶变换(DFT) 9．2．2 快速傅里叶变换(FFT) 9．3 DFT变换过程中的问题 9．3．1 FFT的谱分析极限 9．3．2 频率混叠现象及其抑制 9．3．3 信号的截断与泄漏 9．3．4 常用窗函数及其特性习题与思考题第10章振动测试 10．1 振动测试方法 10．1．1 振动测试基本方法 10．1．2 测振系统的定度和校准 10．1．3 测试方案的制订和测试系统的选择 10．2 机械阻抗测试系统习题与思考题第11章噪声测试 11．1 噪声测试方法 11．1．1 声学基本概念 11．1．2 噪声的物理度量 11．1．3 多声源噪声级合成、扣除和平均 11．1．4 噪声的频谱分析 11．1．5 噪声的主观评价 11．2 噪声测量仪器及应用 11．2．1 传声器 11．2．2 声压测量仪器 11．2．3 声强测量习题与思考题第12章机械参量测试 12．1 转速、扭矩与功率测试 12．1．1 转速测量 12．1．2 扭矩测量技术 12．1．3 功率测量 12．2 应力应变测试 12．2．1 应变测量技术 12．2．2 应力测量 12．3 流量压力测量 12．3．1 流量测量概述 12．3．2 流量测量传感器 2．3．3 压力测量技术第13章传感器在工业中的应用 13．1 传感器在工业机器人中的应用 13．1．1 零位和极限位置的检测 13．1．2 位移量的检测 13．1．3 速度、加速度的检测 13．1．4 外部信息传感器在电弧焊机器人中的应用 13．2 传感器在CNC机床与加工中心中的应用 13．2．1 传感器在位置反馈系统中的应用 13．2．2 传感器在速度反馈系统中的应用 13．2．3 传感器在位置检测中的应用 13．3 传感器在三坐标测量机中的应用 13．3．1 三坐标测量机的传感检测系统 13．3．2 三坐标测量机的测量探头 13．4 传感器在汽车机电一体化中的应用 13．4．1 汽车用传感器 13．4．2 传感器在发动机中的典型应用 13．4．3 传感器在汽车空调系统中的应用 13．4．4 公路交通用传感器 13．5 传感器在炼钢转炉监测中的应用习题与思考题参考文献
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读后感

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用户评价

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在阅读过程中，我发现这本书在结构编排上做到了出类拔萃的平衡。它不像某些学术著作那样，将所有内容一股脑地抛给读者，而是采用了循序渐进的方式。每章的知识点都经过精心组织，前置章节的知识是后续章节理解的基础，这种层层递进的结构，极大地降低了学习的认知负荷。当我遇到一些比较难啃的章节时，会发现前面几章的内容正好提供了理解这些难点所需的铺垫。此外，书后的习题和思考题设计得非常巧妙，它们并非简单的知识点重复，而是引导读者进行综合运用和创新性思考。完成这些题目后，我对整个知识体系的掌握程度有了质的飞跃，真正做到了融会贯通，而不是死记硬背。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常鲜明，夹杂着一种严谨的学术气息，但又不失探讨问题时的那种热情和探索欲。作者在阐述复杂概念时，总是能找到最贴切的比喻或者最简洁的数学表达，让人在敬佩其专业能力的同时，也感受到作者希望读者能够真正理解的良苦用心。特别是一些前沿技术的介绍部分，作者的观点非常独到且富有洞察力，似乎在暗示未来的发展方向。阅读这些章节时，我常常会停下来，反复琢磨其中的深层含义，甚至会引发我对当前研究领域的一些新思考。这本书不仅传授了既有的知识体系，更重要的是，它激发了作为一名学习者应有的批判性思维和创新精神。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期。我原本以为它会集中在某个特定领域进行深入探讨，但没想到它提供了一个非常全面的知识框架。从最基础的物理原理到复杂的算法实现，作者几乎没有遗漏任何关键环节。尤其值得称道的是，它不仅仅停留在“是什么”的层面，更深入地探讨了“为什么”和“如何做”。书中有大量的实际工程案例作为支撑，这些案例的背景介绍详尽，遇到的问题分析透彻，解决方案的推导过程逻辑严密，让人不得不佩服作者深厚的实践经验。这种理论与实践紧密结合的写作方式，极大地提升了这本书的实用价值，让它不仅仅是一本教科书，更像是一本实战手册。对于希望将所学知识应用于实际工作中的工程师来说，这本书的价值简直无法估量。

评分☆☆☆☆☆

我关注到这本书在细节处理上体现出的匠心。例如，书中的术语表做得非常详尽和规范，这对于理解跨学科内容至关重要。许多关键公式旁边都附有清晰的符号说明，避免了读者在查阅过程中产生歧义。更让我惊喜的是，作者似乎预料到了读者在学习过程中可能遇到的常见误区，并在正文中设置了专门的“注意”或“陷阱”提示框。这些提示往往能帮助我避开一些耗费大量时间去自我修正的错误理解。这本书的校对工作也做得极其出色，我通读了数百页，几乎没有发现任何印刷或文字上的错误，这充分体现了出版方对这部专业性著作应有的尊重与投入，使得阅读体验极为顺畅和高效。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，给人一种专业可靠的印象。我本来对这类技术书籍有点望而却步，总觉得会充斥着晦涩难懂的公式和枯燥的理论。然而，这本书的开篇就展现出了极高的可读性。作者似乎很懂得如何引导读者进入一个全新的知识领域，用通俗易懂的语言解释了许多基础概念，让我这个初学者也能很快抓住重点。特别是其中关于数据采集和信号处理的章节，讲解得非常细致入微，图文并茂的案例分析让我仿佛置身于一个实际的实验场景中。书中的插图清晰明了，即便是一些复杂的系统架构图，也能通过巧妙的布局和标注，让人一目了然。总的来说，这本书的排版和整体视觉呈现都体现了出版方对专业书籍质量的严格把控，读起来赏心悦目，让人愿意沉下心去深入学习。

评分☆☆☆☆☆