传感器原理及应用

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出版者: 作者: 出品人: 页数:183 译者: 出版时间:2004-9 价格:16.00元 装帧:简裝本 isbn号码:9787561820353 丛书系列:
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具体描述

《传感器原理及应用(少学时)(修订版)》以非电量电测技术为主要内容,以信息交换与处理为编写体系,主要适用于非自动化、测控技术与仪器以及电气工程与自动化等专业学生选用,学时可安排32学时或28学时(少学时)。

《传感器原理及应用(少学时)(修订版)》共分为11章,除绪论和第1章外,其他各章节均有一定独立性。第1章介绍了有关传感器基本概念,传感器静、动态特性;第2~9章介绍了一些典型传感器变换原理、特性、测量电路及应用;第10章介绍了智能传感器和网络传感器有关内容;第11章介绍了有关信号变换和抗干扰技术。

《传感器原理及应用(少学时)(修订版)》的内容精练实用,深入浅出,便于读者自学,主要适用于少学时有关专业的教学用书,也可供从事传感器应用的工程技术人员参考。

《量子力学导论:从波函数到量子信息》 图书简介 本书旨在为物理、工程及相关领域的学生和研究人员提供一个全面而深入的量子力学基础教程。全书结构严谨,内容涵盖了从经典物理向量子物理过渡的关键概念,直至现代量子信息的前沿应用。我们力求在保持数学严谨性的同时,以清晰直观的物理图像来阐释那些乍看之下反直觉的量子现象。 第一部分:量子力学的基本框架 本书的开篇聚焦于量子力学的基石。首先,我们将回顾经典物理的局限性,特别是黑体辐射和光电效应如何催生了能量量子化的概念。随后,引入波粒二象性,从德布罗意波到电子衍射实验,为理解物质的波动特性奠定基础。 核心章节将详细阐述波函数与薛定谔方程。我们不仅会推导时间依赖和时间无关的薛定谔方程,更会深入探讨波函数 $Psi(mathbf{r}, t)$ 的概率解释(玻恩诠释),强调其作为描述系统状态的数学实体的核心地位。对于势阱、有限高势垒和无限深方势阱等典型的定态问题,我们将进行详尽的求解和物理意义的剖析,清晰展示量子化能级的必然性。 在代数描述方面,本书引入了算符、本征值与本征态的概念。狄拉克符号(Bra-Ket Notation)被系统地介绍和使用,作为描述量子态和进行物理计算的强大工具。我们将深入探讨力学量与算符的对应关系,理解如何通过算符的对易关系来判断哪些物理量可以同时被精确测量(相容可观测量)。 第二部分:三维空间与角动量 过渡到三维空间后,重点转向角动量的量子理论。本书详细推导了中心势场问题,特别是球谐函数的性质及其在描述原子结构中的作用。本书用大量的篇幅来构建和分析角动量的代数理论,包括升降算符的构造、本征值关系,以及球坐标系下的薛定谔方程的求解。 轨道角动量($L^2$ 和 $L_z$)的量子化性质被清晰地展示。随后,本书引入了自旋这一纯粹的量子力学概念,解释了斯特恩-盖拉赫实验的意义,并详细讨论了二分之一自旋粒子的数学描述,为后续的粒子物理和多粒子系统打下基础。 第三部分:多粒子系统与微观结构 在研究原子和分子系统时,全同粒子原理是不可或缺的。本书细致区分了玻色子和费米子,深入探讨了对称性与反对称性在波函数构建中的约束作用。基于此,我们对泡利不相容原理进行了详尽的阐述,并将其直接应用于多电子原子的结构,解释了元素周期表的物理起源,包括电子的排布规则和洪特定律。 对于更复杂的系统,如双原子分子,本书引入了微扰论(时间无关和时间依赖)作为求解复杂薛定谔方程的有效近似方法。我们详细讨论了束缚态微扰、简并微扰,以及时变微扰理论在计算光谱跃迁概率中的应用,特别是半经典辐射理论(费米黄金定则)。 第四部分:散射理论与相对论初步 为了描述粒子间的相互作用过程,本书引入了散射理论。重点讲解了散射截面的物理意义,并系统介绍了波印廷矢量在散射中的应用。我们详述了费希巴赫散射态,特别是部分波分析法,展示了如何利用相移来确定散射势的特性。 在相对论的入口部分,本书简要概述了狭义相对论与量子力学的结合所面临的挑战,并导出了克莱因-戈登方程和狄拉克方程,重点分析了狄拉克方程成功预言反物质的革命性意义,尽管本书不进行深入的量子场论讨论,但为读者指明了进一步研究的方向。 第五部分:量子信息与现代应用前沿 最后一部分将视角转向量子力学的现代应用——量子信息科学。我们引入了量子比特(Qubit)的概念,并使用张量积来描述多量子比特系统。本书详细分析了纠缠现象,特别是贝尔态,并阐释了纠缠在量子计算中的核心作用。 章节内容涵盖了量子门的运算原理,例如Hadamard门、Pauli门和CNOT门,并初步探讨了Shor算法和Grover算法的基本思路。此外,本书还简要介绍了量子密码学中的BB84协议,展示了量子力学原理如何应用于构建绝对安全的通信手段。 目标读者与特色 本书适合高等院校物理学、电子工程、材料科学、计算机科学等专业的高年级本科生和研究生使用。不同于侧重于计算技巧的教材,本书着重于物理图像的建立和概念的深度理解。大量的例题、习题(包括解析和计算题)穿插在正文中,旨在巩固读者的数学功底和物理洞察力。我们相信,掌握本书内容后,读者将能够深刻理解微观世界的运行法则,并为深入研究凝聚态物理、量子光学、粒子物理或量子计算打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书在理论深度和实际应用广度上都达到了一个很好的平衡。我从中学到了很多关于“测量不确定度”和“误差分析”的知识,这对于理解传感器的可靠性和精度至关重要。我希望书中能够进一步探讨如何量化和减小传感器的测量误差,以及如何进行有效的误差传播分析。同时,我也对书中关于“传感器校准”的章节印象深刻。它详细讲解了不同类型的校准方法,以及如何选择合适的校准标准和流程,以确保传感器的测量精度。我希望作者能够进一步分享一些在实际工程中遇到的校准难题和解决方案,例如如何处理非线性传感器,或者如何在现场进行动态标定。这些实用的经验对于我将来的工作非常有价值。此外,书中对“传感器接口设计”的讨论也很到位,如何选择合适的接口芯片和通信协议,以及如何设计高效的硬件接口,是实现传感器系统功能的基础。

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这本书的讲解逻辑非常清晰,让我能够循序渐进地理解传感器技术。我从中学到了很多关于“传感器噪声”的知识,比如热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等,以及如何通过合理的设计和信号处理来抑制这些噪声。我希望书中能够进一步探讨“传感器选择”的原则,以及如何根据具体的应用需求,从多种传感器中选择最适合的一种。这涉及到对各种传感器的性能指标、成本、功耗、可靠性等方面的综合考量。同时,我也对书中关于“传感器老化”和“漂移”的讨论很感兴趣。在实际应用中,传感器会随着时间的推移而发生性能变化,了解这些变化规律并采取相应的措施进行补偿或调整,是保证系统长期稳定运行的关键。书中是否会介绍一些关于“传感器寿命预测”和“健康管理”的技术?这对于工业领域的传感器应用非常有帮助。

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从这本书中,我不仅学习到了各种传感器的工作原理,更重要的是,我开始思考传感器在更宏观层面的应用和影响。比如,在“环境监测”领域,各种气体传感器、颗粒物传感器、湿度传感器等是如何协同工作的,为我们提供关于空气质量、水质等方面的关键信息。我希望书中能够深入探讨这些传感器在实际环境监测项目中的部署策略、数据采集方法以及数据分析技术。是否会涉及一些关于“传感器故障诊断”的内容?在实际应用中,传感器的可靠性和稳定性是至关重要的,了解如何检测和诊断传感器故障,并采取相应的措施进行维护或更换,能够大大提高系统的整体性能和寿命。我对于书中关于“传感器标定”和“校准”的章节印象深刻。它详细讲解了不同类型的标定方法,以及如何选择合适的标定标准和流程,以确保传感器的测量精度。我希望作者能够进一步分享一些在实际工程中遇到的标定难题和解决方案,例如如何处理非线性传感器,或者如何在现场进行动态标定。这些实用的经验对于我将来的工作非常有价值。

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这本书让我对“智能制造”和“工业自动化”中传感器的应用有了更深刻的理解。从机器视觉传感器在质量检测中的应用,到编码器在位置和速度测量中的应用,再到各种工业级传感器在恶劣环境下的可靠工作,都让我看到了传感器技术的强大力量。我特别希望书中能够详细介绍一些用于“过程控制”的传感器,比如流量传感器、压力传感器、温度传感器在化工、电力、冶金等行业的具体应用。如何通过这些传感器反馈的信号来精确控制生产过程,提高产品质量和生产效率?我还希望书中能够探讨传感器在“预测性维护”中的作用。通过监测设备的振动、温度、压力等参数,提前预测设备可能出现的故障,从而进行有针对性的维护,避免非计划停机。这本书是否会介绍一些与此相关的传感器技术和数据分析方法?这对于我理解工业4.0的核心技术非常有帮助。此外,书中对“传感器集成”的讨论也很到位,如何将多种传感器集成到一个系统中,并实现高效的数据处理和协同工作,是现代智能系统设计的关键。

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这本书的案例分析非常丰富,让我看到了传感器技术如何在各种不同的领域发挥作用。从“医疗健康”领域的生物传感器,比如血糖传感器、心电传感器、脑电传感器,到“消费电子”领域的光传感器、接近传感器、陀螺传感器,书中都提供了详实的介绍。我特别希望书中能够深入探讨“生物传感器”的设计原理和应用。例如,电化学传感器、光学传感器在疾病诊断、药物监测等方面的应用。是否会涉及一些关于“生物相容性”和“长期稳定性”的讨论?这对于医疗级传感器至关重要。同时,我也对书中关于“传感器数据处理”的章节很感兴趣。在实际应用中,采集到的原始数据往往需要经过复杂的处理才能提取有用的信息。我希望了解一些常用的数据处理技术,比如降噪、滤波、特征提取、模式识别等,以及如何利用这些技术来提高传感器的性能和应用效果。书中是否会提供一些关于“传感器融合”的算法示例?例如,卡尔曼滤波、粒子滤波等,如何将多个传感器的信息进行有效的融合,以获得更准确、更鲁棒的估计?

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拿到这本书之后,我首先翻阅了目录,发现它涵盖的范围相当广泛。从基础的传感器类型划分,到具体的物理量测量,再到一些前沿的应用领域,感觉内容安排得非常合理。我尤其关注了书中关于“信号调理”的部分,这通常是传感器应用中一个比较关键但又容易被忽略的环节。传感器输出的原始信号往往比较微弱、含有噪声,需要经过放大、滤波、模数转换等一系列处理才能被后续的系统所用。我希望这本书能够在这方面提供详实的技术细节,例如各种运算放大器电路的原理和设计,滤波器的类型和选择,ADC的原理和精度指标等等。同时,我也对书中可能提及的传感器与微控制器(MCU)的接口方式很感兴趣,比如SPI、I2C、UART等通信协议是如何实现的,以及如何编写驱动程序来读取传感器数据。这本书会不会涉及一些关于传感器校准和标定的方法?这在很多精密测量应用中是必不可少的。我希望书中能够给出一些实用的校准流程和技术,帮助我理解如何提高传感器的测量准确度。而且,我特别希望作者能够分享一些在实际项目开发过程中遇到的典型问题和解决方案,比如传感器在复杂环境下的干扰问题,或者长时间使用后的性能衰减问题,这些经验性的内容对于我这样的初学者来说是极其宝贵的。

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这本书的理论讲解非常扎实,我从中学到了很多关于传感器分类和基本性能参数的知识。例如,对于“电阻传感器”,书中是否详细解释了热敏电阻、应变片、气体传感器等不同类型的电阻变化机制?以及它们在温度测量、力测量、气体浓度监测等方面的具体应用?我对“电容传感器”的介绍也很有收获,特别是它在触摸屏、液位测量、位移检测等方面的应用,以及如何通过电容的变化来量取物理量。这本书给我带来的最大启发在于,它不仅仅是罗列了各种传感器的原理,更重要的是,它展现了这些原理是如何被巧妙地转化为实际可用的技术。我非常希望书中能够提供更多关于“传感器网络”和“分布式传感器系统”的内容。在物联网时代,传感器不再是孤立的个体,而是构成了一个庞大的网络,协同工作以收集和处理信息。我希望了解如何构建和管理这样的传感器网络,以及在网络中如何实现数据的传输、同步和共享。书中是否会介绍一些传感器网络协议,比如MQTT、CoAP等?以及如何设计和部署一个分布式传感器系统,以应对大规模的数据采集和处理需求?这些内容对于我理解物联网架构至关重要。

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这本书的排版和插图是我非常欣赏的一点。清晰的图表和生动的示意图,让原本可能枯燥的原理变得更加易于理解。我特别喜欢书中关于“MEMS传感器”的部分。MEMS(微机电系统)传感器是当前传感器技术发展的一个重要方向,比如在惯性测量单元(IMU)中的应用,包括加速度计和陀螺仪。我希望这本书能够深入剖析MEMS传感器的制造工艺,例如微加工技术,以及它们的工作原理,如压电效应、热效应、静电效应等。此外,书中关于“光学传感器”的介绍也引起了我的兴趣。CCD和CMOS图像传感器的工作原理,以及它们在摄像头、扫描仪等设备中的应用,是我一直想要深入了解的。我还希望书中能够涉及一些新兴的光学传感器技术,比如激光雷达(LiDAR)和光纤传感器,它们在自动驾驶、通信等领域有着越来越重要的地位。除了硬件原理,我也希望书中能够探讨传感器的数据融合技术。在很多复杂的应用场景中,需要集成多个不同类型的传感器,然后通过算法将它们的数据进行融合,以获得更准确、更鲁棒的测量结果。例如,将GPS、IMU和轮速传感器的数据融合,可以实现更精准的定位和导航。这本书是否会提供这方面的理论基础和算法介绍?这将对我理解现代智能系统的核心技术非常有帮助。

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这本书为我打开了通往更广阔的传感器应用世界的大门。我从中学到了很多关于“传感器网络通信协议”的知识,比如Zigbee、LoRa、NB-IoT等,以及它们在不同物联网场景下的应用。我希望书中能够进一步探讨“传感器数据安全”和“隐私保护”的问题。在物联网时代,海量传感器数据如何进行安全存储、传输和处理,以防止数据泄露和滥用,是亟待解决的关键问题。书中是否会介绍一些关于“数据加密”和“访问控制”的技术?这对于理解物联网安全架构至关重要。此外,我对书中关于“传感器应用开发平台”的讨论也很感兴趣。如何利用现有的开发平台和工具,快速高效地实现传感器应用的开发和部署,是当前物联网开发的一个重要方向。

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这本书,说实话,我最初是被它的封面和书名所吸引。那种简洁大气的设计,加上“传感器原理及应用”这样直接明了的标题,让我立刻联想到许多关于智能家居、物联网、甚至是工业自动化控制的场景。我是一名电子工程专业的学生,正好在学习过程中对传感器这块儿非常感兴趣,总觉得这是连接物理世界和数字世界最关键的桥梁。我希望这本书能够带我深入了解各种传感器的基本工作原理,比如电阻式、电容式、压电式、霍尔效应传感器等等,以及它们是如何将物理量(如温度、压力、光照、位移等)转化为电信号的。当然,光知道原理是不够的,我更期待的是书中能够详细介绍这些传感器在实际工程中的应用案例。是怎样在智能手机里感知我们的指纹?又是如何在汽车里监测胎压?甚至是在医疗设备中测量我们的心率和血氧?这些都是我非常好奇的。我希望书中能够提供清晰的电路图、原理图,以及相应的软件接口说明,最好还能有一些简单的代码示例,能够让我把学到的知识和实际操作联系起来。另外,对于传感器的性能指标,比如灵敏度、精度、响应时间、工作温度范围等,我也希望这本书能有深入的讲解,帮助我理解不同传感器之间的优劣,以及如何根据具体的应用场景来选择最合适的传感器。总而言之,我期待的是一本既有深度又不失广度的传感器入门到进阶的学习资料,能够为我未来的项目开发打下坚实的基础,也能够拓宽我对传感器技术的认知边界。

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