傳感器技術手冊

前言

　　傳感器是現(xiàn)代控制系統(tǒng)的重要部件，幾乎任何電子設備都少不了它。傳感器能將力、溫度、位移、加速度、濕度、磁通等各種非電學物理量轉換為電信號以便處理，因此種類繁多、層出不窮。特別是近年來數(shù)字信號處理技術、微型制造技術的蓬勃發(fā)展，促使傳感器向著微型化、一體化方向快速革新。本書與時俱進地介紹了傳感器方面的最新技術，涵蓋了適用于機電工程、物理學、化學和生物學等領域的各類傳感器。本書從實際應用出發(fā)，深入淺出地介紹了各類傳感器的基本原理、接口設計及信號調理等方面的知識，是廣大電氣工程師的理想?yún)⒖紩！　”緯啥辔还I(yè)界和學術界的專家共同撰寫，他們長期從事傳感器相關技術的研究工作，具有深厚的理論功底和實踐經驗，書中介紹的設計方法都經過了多年的實踐檢驗，實用性很強。書中采用的電路實例大多是作者的原創(chuàng)成果，既有完整的理論分析，也包含珍貴的應用技巧，這在其他相關圖書中是很難見到的。 盡管本書涉及的內容有些龐雜，但是經過作者的精心組織，很方便閱讀。全書共分為兩大部分，第一部分包括第1章～第4章，主要介紹傳感器原理和應用技術基礎。系統(tǒng)地介紹了傳感器的指標和使用注意事項，深入探討了接口電路設計，這些內容是各種傳感器應用中都面臨的共性問題，也是任何從事電子工程和電路設計領域工作的人們不可或缺的基礎知識，需要仔細地閱讀、認真地領悟。第二部分由第5章～第22章組成，廣泛討論了各種類型傳感器的基本原理及設計方法，內容涉及機械位移測量、加速度測量、振動測量、磁場測量、生物和化學檢測、流量和液位檢測、力和載荷測量、應變力檢測、溫度測量、人體檢測、光與輻射檢測以及聲學測量，并介紹了最新的納米傳感器和無線傳感器網絡。這部分各章的內容是相互獨立的。每章在介紹檢測原理時都盡可能地簡化理論，因此即使沒有相關背景知識也很容易閱讀。每章幾乎都用電路實例講述傳感器的接口電路，既有電路分析，也有性能測試，還有使用技巧。讀者可以根據(jù)自己的需要和興趣進行有選擇的閱讀。值得一提的是，本書還介紹了各類傳感器的適用工業(yè)標準以及生產廠家，極大地方便了工程化設計?！　∶鎸σ徊坑⑽牡膶I(yè)工具書的翻譯工作，首先就是力求準確、避免出現(xiàn)外行話。本書涉及的領域極為廣泛，原書就是由多位各領域專家合著而成，因此在組織翻譯時，我們也聯(lián)合了各個對口專業(yè)的多位譯者共同完成。即便如此，很多“新鮮”的詞匯由于國內還沒有統(tǒng)一稱謂，因此我們遵從了主流叫法。

內容概要

　　本書從實用角度出發(fā)，全面講述各類傳感器的工作原理和設計應用。本書內容涉及機電工程、物理學、化學和生物學等領域的數(shù)十種傳感器，對于每一種傳感器，重點介紹它的應用方法和接口設計，既有具體的電路實例，又有完整的理論分析，還包括許多珍貴的使用技巧?！　”緯鴥热菰攲?，圖表豐富，既是廣大電子電氣設計師案頭必備的實踐參考手冊，也適合大學教師和高年級本科生、研究生閱讀。

作者簡介

Jon S.Wilson，資深傳感器技術專家?，F(xiàn)任Dynamic咨詢公司首席咨詢師。在儀表工業(yè)界工作超過40年，具有豐富的實踐經驗。他也是Sensor Magazine雜志的特約顧問。

書籍目錄

第1章　傳感器基礎　第2章　應用上的考慮　第3章　測量問題和測量準則　第4章　傳感器信號調理　第5章　加速度、沖擊與振動傳感器　第6章　生物傳感器　第7章　化學傳感器　第8章　電容式和電感式位移傳感器　第9章　傳感技術中的電磁學　第10章　流量和液位傳感器　第11章　力、稱重和重量傳感器　第12章　濕度傳感器　第13章　機械振動監(jiān)測傳感器　第14章　光學和輻射傳感器　第15章　位置和運動傳感器　第16章　壓力傳感器　第17章　機械沖擊傳感器　第18章　測試與測量傳聲器　第19章　應變計　第20章　溫度傳感器　第21章　納米技術傳感器：可能性、現(xiàn)實性與應用　第22章　無線傳感器網絡：原理及應用　附錄A　傳感器壽命成本分析與計算　附錄B　智能傳感器和傳感器電子數(shù)據(jù)表（TEDS）問答　附錄C　單位和換算　附錄D　物理常量　附錄E　介電常數(shù)　附錄F　折射率　附錄G　工程材料性質　附錄H　發(fā)射源電阻系數(shù)　附錄I　一些典型液體的物理性質　附錄J　不同介質中的聲速　附錄K　電池　附錄L　溫度　傳感器供應商　

章節(jié)摘錄

　　1.1.2 傳感器性能特征定義　　下面是一些較重要的傳感器性能特征?！　?.傳遞函數(shù)　　傳遞函數(shù)表示物理輸入信號與電輸出信號之間的函數(shù)關系。通常，這種關系以輸入輸出信號關系圖來表示，具體的關系構成了對傳感器性能特點的完整描述。對需逐個較準、價格昂貴的傳感器，可以采用廠方出具的校準曲線形式。　　2.靈敏度　　靈敏度按照輸入物理信號與輸出電信號之間的關系定義。通常，它就是電信號微小變化量與物理信號微小變化量之比。這樣，靈敏度可以用傳遞函數(shù)關于物理信號的導數(shù)表示。靈敏度單位通常為伏特／開爾文、毫伏／千帕等。對于溫度計而言，如果較小的溫度變化能夠帶來較大的電壓輸出，則稱其靈敏度高?！　?.量程或動態(tài)測量范圍　　量程（動態(tài)測量范圍）是指能夠被傳感器轉換成電信號的輸入物理信號范圍。該范圍外的信號可能會帶來難以接受的、很大的不精確性。當超出傳感器供應商允許的傳感器動態(tài)測量范圍時，則需要參考傳感器數(shù)據(jù)手冊中的專門說明。單位通常為開爾文、帕斯卡和牛頓等。　　4.精度或不確定度　　不確定度一般定義為實際信號與理想輸出信號之間的最大期望誤差。單位通常為開爾文。有時，不確定度以滿量程輸出（Full Scale Output，F(xiàn)SO）的分數(shù)或者讀數(shù)的分數(shù)表示。例如，溫度計的輸出應確保精確到滿量程輸出的5％之內。計量學家一般把精度看作定性的術語，而把不確定度看作定量的術語。舉例來說，若兩個傳感器的不確定度分別為1％和3％，那么前者可能具有更高的精度?！　?.遲滯　　某些傳感器在輸入激勵周期性變化時，不同周期中相同的激勵對應的輸出值并不相同。遲滯定義為被測量的期望誤差的寬度范圍。單位通常為開爾文或滿量程輸出的百分比?！　?.非線性度　　非線性度（又常稱線性度）指在某一特定的動態(tài)范圍內，傳感器實際傳遞函數(shù)相對于某一線性傳遞函數(shù)的最大偏離程度。對該偏離誤差的幾種衡量方法中，最常見的是把實際傳遞函數(shù)與這樣一條“最佳直線”比較，該直線位于能夠包圍傳感器量程內傳遞函數(shù)的兩條平行線的中間。這種比較方法能使大部分傳感器的性能達到最優(yōu)，因而較為流行。另外也可能采用其他參考直線，因此用戶在使用相同的參考直線時需仔細比較。

媒體關注與評論

　　“最全面的傳感器工具書，涵蓋幾乎所有類型傳感器，不可或缺。”　　——Sensor Magazine　　“本書內容包羅萬象，既有平實的介紹，也有深入的設計技巧，對電子工程師和相關專業(yè)高校學生都是絕佳的參考書?！薄　　猄arah Miller，伊利諾伊大學

編輯推薦

　　《傳感器技術手冊》融會了多方的智慧，參與編寫的既有傳感器領域領先的公司，又有業(yè)界知名的工程技術專家。內容全面新穎，很好地兼顧了理論和實踐，將有力地填補這一空白。書中除了傳感器技術、測量和數(shù)據(jù)采集的背景知識之外，還提供了各類傳感器技術的詳細信息，包括技術基礎、各類傳感器的優(yōu)缺點、廠商、適用標準、軟硬件接口信息、實例和設計技巧、新應用和未來發(fā)展，其中許多內容都是以前很難找到的寶貴技術資料，為選擇和使用傳感器進行系統(tǒng)設計提供了權威指導。　　傳感器是電子系統(tǒng)與真實世界之間的接口，其重要性不言而喻。近年來傳感器的發(fā)展非常迅速。智能傳感器、無線傳感器、微機電和納米等技術正在極大地改變系統(tǒng)設計的面貌。然而。與此不相適應的是，傳感器方面的技術資料一直比較缺乏。

圖書封面

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