微型传感器及其应用

微型传感器及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:第1版 (2005年8月1日)
作者:蒋蓁
出品人:
页数:183
译者:
出版时间:2005-8
价格:28.00元
装帧:平装
isbn号码:9787502569723
丛书系列:
图书标签:
  • 传感器
  • 微型传感器
  • 传感器技术
  • MEMS
  • 物联网
  • 智能设备
  • 精密测量
  • 生物医学工程
  • 环境监测
  • 工业自动化
  • 电子工程
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具体描述

本书主要从普及的角度系统地介绍了各类微型传感器的基本原理,包括力与压力微传感器、速度与加速度微传感器、热微传感器、磁微传感器、化学微传感器、生物微传感器、光电微传感器、以及声表面波传感器。内容系统全面、信息量大,涉及机电、光、热、磁、化学、生物等方面,有助于读者对微传感器有一个比较全面的了解。可供从事机械电子、自动控制、仪器仪表、传感器及其应用等有关方面的工程技术人员使用,同时也可供科研院所、设计部门以及大专院校的有关师生参考。

跨越边界:新材料驱动的能源存储与转化技术 图书简介 本书深入探讨了当前能源领域最具前瞻性和颠覆性的研究方向——以先进功能材料为核心驱动力的能源存储与转化技术。在全球对可持续发展和能源结构转型需求日益迫切的背景下,传统能源体系正面临严峻的挑战,而新材料的突破性进展为解决这些难题提供了全新的视角和可行路径。 全书结构严谨,内容涵盖从基础理论到前沿应用的广阔范围,力求为材料学、化学、物理学、能源工程及相关领域的科研人员、工程师和高年级学生提供一份全面而深刻的技术参考手册。 第一部分:理论基石与材料设计原理 本部分着重构建理解现代能源材料体系的理论框架。我们首先回顾了电化学、光电化学和热电化学的基本热力学与动力学原理,重点分析了限制当前主流能源器件性能的关键瓶颈,如界面反应速率、离子/电子传输阻抗、以及结构稳定性问题。 第一章:先进能源材料的结构-性能关系: 详细阐述了晶体结构、缺陷工程、纳米尺度形貌控制如何直接影响材料的电荷载流子迁移率、活性位点数量和催化活性。引入密度泛函理论(DFT)计算在预测新型电极材料和电解质性能中的应用方法。 第二章:界面物理与电荷转移机制: 聚焦于电极/电解质界面、半导体/吸收剂界面的复杂物理化学现象。深入剖析了固态电池中的“死界面”问题,以及燃料电池中催化剂中毒和活性丧失的微观机制,强调了精确控制界面能带匹配的重要性。 第三章:高熵与多功能复合材料设计: 探讨了如何利用非平衡态材料合成技术,如高能球磨、快速烧结和原子层沉积(ALD),来构建具有协同效应的多相复合体系。特别关注了具有多重响应特性的智能材料在传感和储能一体化器件中的潜力。 第二部分:下一代高密度储能技术 本部分聚焦于突破锂离子电池能量密度和安全性的限制,探索新兴的电化学储能系统。 第四章:固态电解质与全固态电池(ASSBs): 深入解析了不同类型固态电解质(聚合物、硫化物、氧化物)的离子电导率、界面接触电阻及机械稳定性。详细比较了锂枝晶的形成机制及其抑制策略,包括采用梯度界面层和原位聚合技术。 第五章:超越锂的主流与非主流电池化学: 详细论述了钠离子电池(NIBs)、钾离子电池(PIBs)的阴阳极材料挑战与机遇,特别是针对大离子半径离子传输的结构优化。此外,对金属-空气电池(如锌-空气、锂-硫电池)的深入剖析,重点分析了硫正极的穿梭效应和金属负极的形貌控制。 第六章:电容与超级电容器的极限突破: 探讨了赝电容材料(如过渡金属氧化物/硫化物)与双电层电容(活性炭)的结合策略。重点介绍了氮掺杂、孔隙工程和石墨烯/碳纳米管复合结构在提升倍率性能和循环寿命方面的应用。 第三部分:高效能源转化与利用系统 本部分着眼于清洁能源的捕获、转化与利用效率的提升,核心围绕光电催化、电催化和热电材料展开。 第七章:光电催化析氢(HER)与氧还原(ORR)材料: 全面梳理了基于钙钛矿、量子点和单原子催化剂(SACs)在光照下驱动水分解制氢的最新进展。针对燃料电池和金属-空气电池的氧还原反应,系统分析了非贵金属催化剂(如Fe-N-C体系)的活性位点调控与机理解析。 第八章:热电转换材料的效率提升: 阐述了热电优值(ZT)的提高策略,包括通过晶格热导率的散射(如引入空位、纳米结构)和电子性能的优化(如能带简并化)。重点介绍了二维材料和拓扑绝缘体在实现高塞贝克系数和低热导率方面的独特优势。 第九章:先进储能与转化器件的集成化: 探讨了如何将高效率的催化剂与高容量的电极材料集成到同一系统中,实现光/热驱动的化学品合成或直接电能输出。分析了微反应器技术在提高多相催化转化效率中的作用。 第四部分:器件制造、表征与智能管理 本部分转向实际工程化应用,关注高性能器件的制备工艺、关键表征手段以及智能化运行管理。 第十章:精密制造工艺与规模化挑战: 详细介绍了真空沉积、溶胶-凝胶法、喷雾干燥等关键材料制备技术在工业放大过程中的工艺控制要点。讨论了柔性电子基底上的电极涂覆技术和三维结构电极的构筑方法。 第十一章:原位/非原位表征技术的前沿应用: 强调了理解材料工作机理的重要性。系统介绍了同步辐射X射线衍射(XRD)、操作电化学-质谱(Operando EC-MS)、以及高分辨透射电镜(HRTEM)在实时监测电极材料相变、界面反应和电解液分解方面的应用案例。 第十二章:系统级优化与智能控制: 探讨了如何通过大数据分析和机器学习模型来优化电池管理系统(BMS)。内容包括状态估计(SOC/SOH)、故障诊断及预测性维护算法,确保大规模能源存储系统的长期稳定运行和安全可靠。 本书旨在揭示新材料如何驱动能源技术跨越现有瓶颈,为构建一个高效、清洁和可持续的未来能源系统奠定坚实的材料科学基础。

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读后感

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用户评价

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作为一名在光学领域摸爬滚打多年的研究人员,我带着一种审视和挑剔的态度来阅读这本《微型传感器及其应用》。我原本关注点更多在光学成像方面,但这本书的广博视野让我对跨学科的融合有了更深的认识。它对光电集成传感器的论述,特别是涉及光子晶体和表面等离子体激元共振(SPR)技术的微型化方案,非常具有启发性。书中不仅描述了理论基础,还详细对比了不同集成工艺的优劣,例如LIGA、深反应离子刻蚀(DRIE)等,并结合了实际的良率和成本考量。这说明作者的背景绝非单一学科限制,而是涵盖了材料、制造和系统工程的复合型知识体系。对于我们这些需要将光信号转化为电信号并进行数字化处理的科研人员来说,理解传感器前端的物理限制和集成潜力至关重要。这本书提供了一个极佳的平台,让我能迅速了解其他领域的技术进展,从而思考如何将这些微型技术融入到我们自己的光学系统中,实现更小、更快、更灵敏的测量方案。

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说实话,我原本以为这本书会是那种枯燥乏味的教科书,充斥着密密麻麻的公式和晦涩的专业术语,毕竟“微型传感器”听起来就非常硬核。然而,当我翻开它时,惊喜地发现作者在结构编排上花了大心思。它似乎遵循了一种从宏观到微观,再到实际应用的逻辑链条。在介绍完基础的压电效应和电容传感原理后,作者立刻转入了对新兴柔性传感器和可穿戴设备的讨论。这种快速的、与时俱进的反馈机制,极大地提高了阅读的积极性。比如,书中对生物电信号采集的章节,描述了如何利用纳米级别的电极阵列来放大微弱的心电或脑电信号,这种对细节的精准捕捉,体现了作者对前沿科研动态的紧密跟踪。我尤其欣赏作者在每章末尾设置的“案例分析”部分,它们清晰地展示了理论是如何转化为实际产品和解决方案的,这种知行合一的叙述方式,让抽象的技术原理变得具体可感,极大地提升了知识的转化效率。

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这本书带给我的感受,更像是一次对未来世界生活方式的预演。我不是技术专家,只是一个对科技进步充满期待的普通读者,这本书没有让我感到任何门槛。它用非常生动的语言,描绘了“万物互联”的基石——那些看不见的、无处不在的微小眼睛和耳朵。从智能农业中监测土壤湿度的纳米探针,到工厂流水线上进行无损检测的微型超声波换能器,这本书系统地梳理了这些技术在各个垂直行业的落地实践。我尤其被书中关于能量采集(Energy Harvesting)的那部分内容所吸引,即如何让这些微小的传感器自我供能,摆脱电池的束缚。作者探讨了热电效应、振动发电等技术,这解决了微型设备长期部署的最大痛点。阅读这本书的过程,我不再只是关注最终的智能手机或智能手表,而是开始关注支撑这些设备运行的、那些藏在幕后的微小但强大的技术单元。它让我对“微小即强大”这句话有了更深刻的理解,是一本极具前瞻性和实用价值的优秀读物。

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我最近在做一个关于智能家居环境监测的课题,急需一本能系统介绍各类微小传感器的权威参考书,最终选择了这本《微型传感器及其应用》。坦白说,这本书的深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅停留在对传感器的基本介绍,而是深入到了制造工艺、信号处理以及最终集成到复杂系统中的挑战。我特别留意了关于射频识别(RFID)和环境气体传感器的那几部分内容,作者详细阐述了不同材料对特定气体的响应特性曲线,并配有大量的实验数据图表,这对于进行实际系统设计的人来说,无疑是极其宝贵的参考资料。书中对“可靠性与寿命”的探讨也极其到位,毕竟微型设备一旦部署,维修成本是非常高的,如何保证它们在极端环境下长期稳定工作,是工程上的核心难题,这本书提供了一些非常实用的设计指导方针。阅读过程中,我感觉自己仿佛置身于一个顶尖的传感器研发实验室,每天都在和最新的技术难题打交道。对于从事电子工程、材料科学或仪器仪表领域的专业人士,这本书绝对称得上是一部不可或缺的案头工具书。

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这本《微型传感器及其应用》的书,光是标题就让人觉得非常贴近现代科技的前沿。我手里捧着这本书的时候,立刻被那种厚实感和专业性所吸引。我是一个对新兴技术充满好奇的业余爱好者,尤其对那些能改变我们生活的小物件很感兴趣。这本书的排版和图示都非常精良,即便是像我这样并非科班出身的人,也能大致领略到微型传感器在物联网、医疗诊断等领域所扮演的关键角色。书中对不同类型传感器的原理剖析,比如MEMS技术,虽然涉及一些物理和工程学的知识,但作者的叙述方式相当平易近人,没有过多地陷入晦涩难懂的数学推导,而是侧重于解释它们“如何工作”以及“能做什么”。特别是关于生物医学应用的那几个章节,简直是打开了新世界的大门,想象一下,未来可以在体内植入微小的“哨兵”来实时监测健康数据,这不再是科幻小说了,而是这本书描绘的现实蓝图。我尤其欣赏作者对于未来发展趋势的展望,那些对功耗、尺寸和成本的权衡分析,显示了作者深厚的行业洞察力。总而言之,这本书成功地将一个高精尖的领域,用一种既严谨又不失趣味的方式呈现给了大众读者。

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