本書首先介紹傳感器的基礎知識,然后分類介紹各種傳感器的工作原理、測量電路和應用實例,包括應變電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器、波式傳感器、濕敏傳感器、化學傳感器和生物傳感器等。 本書以應用為出發(fā)點,踐行理實一體化的教學理念,突出能力培養(yǎng),體系完整,結構合理,層次清楚,難度適中,循序漸進,便于教學。 本書可以作為應用型高校的自動化、電氣工程及其自動化、電氣工程與智能控制、過程裝備與控制工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、智能電網(wǎng)信息工程、軌道交通信號與控制、電子信息工程、信息工程、通信工程、測控技術與儀器等專業(yè)的教材,也可以作為有志于從事測控系統(tǒng)設計、使用、維護的工程技術人員的參考書。
感知技術、通信技術、計算技術是現(xiàn)代信息技術的三大支柱,而傳感器是檢測系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié),是信息的源頭。傳感器位于研究對象與測控系統(tǒng)之間,是感知、獲取與檢測信息的媒介。
本書是工科電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課,在電子信息、計算機應用、精密儀器、測量與控制等多個領域得到了廣泛的應用。以物聯(lián)網(wǎng)為典型代表的第三次信息化浪潮推動著傳感器原理與應用課程建設迅速向前發(fā)展。
本書定位為應用型高校的自動化、電氣工程及其自動化、電氣工程與智能控制、過程裝備與控制工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、智能電網(wǎng)信息工程、軌道交通信號與控制、電子信息工程、信息工程、通信工程、測控技術與儀器等本科專業(yè)的專業(yè)基礎課。通過本書的學習,學生具備了對生產(chǎn)過程中各種電量、非電量的檢測、顯示、控制的能力,同時,本書培養(yǎng)了學生對測量儀器類產(chǎn)品的使用、維護、設計、制造的能力。
按照應用型高校本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程教學大綱的要求,對本書的內(nèi)容和體系結構進行優(yōu)化,使本書內(nèi)容既能展示本課程的核心知識,又能反映本領域的技術,還能使學生廣泛了解各種傳感器的應用場合和應用技術,同時還能使學生比較容易掌握學習規(guī)律和方法,不至于因為傳感器種類眾多而迷失方向。
為此,根據(jù)傳感器的工作原理,對傳感器進行粗略的分類,然后分章節(jié)對各種傳感器進行詳細的介紹。本書包括應變電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器、波式傳感器、濕敏傳感器、化學傳感器和生物傳感器等內(nèi)容。對于每一種傳感器,都首先說明它的基本工作原理,然后給出相應的測量電路,后介紹典型的應用實例。
這種結構安排有助于讀者深刻理解各種傳感器的基本工作原理和理論基礎,學會各種傳感器的應用技術,了解各種傳感器的應用場合。通過本書的系統(tǒng)學習,讀者在面對實際的測控問題時,就可以選擇適當?shù)膫鞲衅,設計相應的測量電路,構建出針對實際應用的測量系統(tǒng),同時,為智能儀器原理與設計等課程奠定堅實的基礎。
本書特色
(1) 內(nèi)容新穎。本書涉及的概念較多,新技術、新思路很多,有不少概念、理論、知識、技術可能是讀者次接觸的。
(2) 涉及學科領域廣泛,學科交叉的內(nèi)容較多。本書涉及傳感器、電工、電子、檢測、控制、計算機、數(shù)據(jù)處理、精密儀器等眾多技術,現(xiàn)代檢測系統(tǒng)通常集光、機、電于一體,軟硬件相結合。
(3) 對基礎要求比較高。本書強調(diào)傳感器的基本理論和應用方法。為了能夠順利學習本書,讀者應該學好普通物理、電路基礎、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、單片機原理與應用、現(xiàn)代通信技術、物聯(lián)網(wǎng)工程概論等先修內(nèi)容。
(4) 應用性強。本書實踐性很強,在學習理論的同時,要求學生通過實驗掌握各類典型傳感器的基本原理和應用場合,掌握常用測量儀器的工作原理和工作性能,能夠合理選用測量儀器和測量電路,根據(jù)測量要求設計各類測量系統(tǒng),對測量結果進行誤差分析和數(shù)據(jù)處理等,達到理論與實踐的統(tǒng)一,突出能力的培養(yǎng)。
配套資源
為便于教與學,本書配有教學課件、教學大綱、教案、教學進度表、習題題庫、考試試卷及答案。讀者可以掃描本書封底的書圈二維碼下載。
適讀人群
本書是作者在多年教學實踐的基礎上,參考許多文獻資料,經(jīng)過多次編寫、反復修改而成的,在正式出版之前,已作為試用教材在本科物聯(lián)網(wǎng)工程、電子信息工程、通信工程、自動化等專業(yè)使用過多次。使用本書的教師和學生一致反映,本書以應用為出發(fā)點,踐行理實一體化的教學理念,突出能力培養(yǎng),體系完整,結構合理,層次清楚,難度適中,循序漸進,便于教學,教學效果良好。
本書可以作為應用型高校的自動化、電氣工程及其自動化、電氣工程與智能控制、過程裝備與控制工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、智能電網(wǎng)信息工程、軌道交通信號與控制、電子信息工程、信息工程、通信工程、測控技術與儀器等專業(yè)的教材,也可以作為有志于從事測控系統(tǒng)設計、使用、維護的工程技術人員的參考書。
致謝
本書的出版得到了安徽省高等學校省級質量工程項目《傳感器原理與應用》一流教材(項目編號: 2020yljc063)的資助,以及安徽文達信息工程學院校級質量工程項目《傳感器原理與應用技術》規(guī)劃教材(項目編號: 2019ghjc01)的資助。在編寫本書的過程中,作者參考了許多的文獻資料,在此向這些文獻的作者致以誠摯的謝意。特別感謝清華大學出版社
的大力支持,使得本書能夠順利出版。
由于作者水平有限,書中錯漏之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
孫寶法
2021年8月