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出版者:兵器工业出版社

作者:全国计算机信息高新技术考试教材编写委员会

出品人:

页数:289

译者:

出版时间:2005-7

价格:26.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787801724007

丛书系列:

图书标签:

• 微型计算机
• 电脑维修
• 安装调试
• 职业技能
• 教程
• 硬件维修
• 软件安装
• 电脑故障
• 计算机应用
• 实操指南

智能制造中的先进传感技术与应用 本书导读： 在当前以工业4.0为核心的智能制造浪潮中，传感器作为信息采集和数据交换的基础单元，其技术水平直接决定了生产系统的智能化程度和运行效率。《智能制造中的先进传感技术与应用》旨在系统、深入地剖析支撑现代工业自动化的前沿传感技术，并结合实际工业场景，探讨这些技术在提升生产力、保障质量控制和实现预测性维护中的关键作用。本书将理论深度与工程实践紧密结合，为读者提供一个全面、前瞻性的技术视角。 --- 第一部分：智能传感器的基础理论与发展脉络 第一章 智能制造对传感器的需求升级 随着物联网（IoT）、大数据分析和人工智能的深度融合，传统传感器面临着数据精度、实时性、功耗、小型化以及自诊断能力的严峻挑战。本章首先界定“智能传感器”的内涵，探讨其与传统传感器在架构和功能上的本质区别。重点分析当前制造业对柔性制造、人机协作（Cobots）以及大规模定制化生产模式下，对传感器提出的新要求，例如对非接触式测量、极端环境适应性以及高密度信息融合能力的需求。 第二章 传感器的工作原理与信号处理基础 本章回顾和深化了微机电系统（MEMS）技术在传感器制造中的核心地位。内容涵盖压电效应、磁致伸缩、光电转换等关键物理效应在传感器设计中的应用。在信号处理层面，本书详细阐述了从模拟信号到数字信号的转换过程，重点讲解了抗干扰技术（如滤波算法、差分测量）和数据预处理技术（如基线漂移校正、线性化补偿），确保采集到的原始数据具有高保真度和可靠性。 第三章 传感器网络与通信协议 智能制造的核心在于数据的流动与共享。本章聚焦于如何构建高效、可靠的传感器网络。详细介绍工业以太网（如PROFINET, EtherCAT）中的时间同步机制（如IEEE 1588 PTP），以及无线低功耗广域网络（LPWAN，如LoRaWAN、NB-IoT）在远程监控和设备状态监测中的部署策略。同时，对OPC UA作为跨平台数据交换标准的互操作性优势进行深入分析。 --- 第二部分：先进传感技术详解与应用场景 第四章 高精度环境与过程控制传感器 本章深入探讨用于精确控制关键工艺参数的先进传感器。 1. 高动态范围光学传感器： 重点解析激光三角测量、共聚焦显微技术在三维形貌测量中的应用，及其在精密装配和表面缺陷检测中的精度极限。 2. 先进压力与流量传感： 介绍陶瓷膜片传感器和基于卡门涡街的流量计，及其在高温高压反应釜状态监测中的应用。特别关注超声波和微波技术在非接触式液位测量中的优势。 3. 化学与气体传感： 探讨用于过程安全和环保监测的金属氧化物半导体（MOS）传感器阵列，以及激光吸收光谱技术在痕量气体分析中的应用。 第五章 工业视觉与三维感知技术 机器视觉是实现工业自动化的“眼睛”。本章系统介绍下一代视觉系统的关键技术。 1. 高分辨率与高速成像： 分析全局快门与卷帘传感器的优劣，以及高帧率工业相机在运动物体识别中的应用。 2. 三维重建技术： 详细对比结构光、飞行时间（ToF）和激光雷达（LiDAR）技术在不同尺度的三维扫描、抓取引导和体积测量中的性能差异。讨论深度学习模型在复杂背景下目标识别和位姿估计中的融合应用。 第六章 状态监测与预测性维护（PdM）传感器 本章的核心在于如何利用传感器数据从被动维修转向主动预测。 1. 振动分析技术： 介绍加速度计的选型，并深入讲解基于FFT（快速傅里叶变换）的时频域分析，用于早期识别轴承、齿轮箱的磨损和不对中故障。 2. 声学发射（AE）与超声波传感器： 探讨利用高频声波检测材料内部裂纹扩展、疲劳损伤的机制，尤其在压力容器和管道完整性监测中的价值。 3. 热成像与状态基线建立： 讨论红外热像仪在检测设备过热点、识别电气连接不良方面的应用，以及如何建立健康状态基线（Health Baseline）以实现异常早期预警。 --- 第三部分：传感器的集成、安全与未来趋势 第七章 边缘计算与数据融合技术 智能传感器不再是单纯的数据采集点，它们正在集成计算能力。本章探讨如何利用边缘计算（Edge Computing）对海量数据进行实时过滤、特征提取和初步决策，以减少对云端带宽的依赖。重点分析多模态传感器数据（如视觉、振动、温度）的信息级融合和决策级融合算法，以提高系统鲁棒性和响应速度。 第八章 传感器系统的可靠性、安全与标准 工业环境的苛刻性要求传感器具备极高的可靠性和安全性。本章讨论针对粉尘、腐蚀、电磁干扰（EMI）的防护设计。深入分析功能安全标准（如IEC 61508）对安全仪表系统（SIS）中传感器的要求，以及数据加密和访问控制在保障工业数据链安全中的作用。 第九章 柔性电子与生物启发式传感器展望 本书的终章着眼于传感技术的未来发展方向。探讨柔性电子基底（如聚合物、织物）在可穿戴设备和异形表面装配中的潜力。介绍磁场传感器、应变传感器的仿生学设计，以及利用AI驱动的自适应传感网络，实现无需人工干预即可优化自身采样率和参数配置的自主感知系统。 --- 本书特色： 本书汇集了多学科的知识体系，不仅涵盖了微电子、信号处理的基础，更紧密结合了工业物联网和高级数据分析的应用需求。通过大量的案例分析和技术对比，帮助读者建立对新一代智能传感器系统的全面认知，为从事智能工厂设计、设备维护优化和自动化系统集成的工程师提供坚实的理论基础和实用的工程指导。

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这份教程的深度和广度，远超我预期的“职业技能培训”范畴，它更像是一本结合了理论深度和海量实战经验的宝典。最让我印象深刻的是它对故障排查部分的论述。很多市面上的书籍往往停留在“更换部件”的层面，但这本书深入挖掘了故障发生的深层原因，并且提供了一套严谨的逻辑诊断流程。例如，在描述电源不稳定导致系统随机重启的问题时，作者不仅列出了万用表测量的关键电压点，还分析了电容老化、纹波过高等难以察觉的潜在因素，甚至提及了电磁兼容性对系统稳定性的影响。这种对细节的极致追求，使得它不仅仅是教会你如何“修好”电脑，更是教会你如何“理解”电脑的工作原理以及如何进行预防性维护。对于有一定基础，想提升自己解决复杂疑难杂症能力的读者来说，这本书提供的分析框架和案例分析，具有极高的参考价值，足以帮助我从“维修工”升级为“系统工程师”。

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这本书真是让人大开眼界，对初学者来说简直是量身定做。我之前对电脑硬件那叫一个一窍不通，拆开机箱就像面对外星科技，感觉无从下手。但这本书的讲解方式非常直观，从最基本的元器件开始，图文并茂地展示了它们在主板、电源乃至显示器中的具体位置和功能。特别是关于安装和调试的部分，作者似乎非常清楚新手在操作中最容易犯的错误，提前给出了非常实用的“避坑指南”。比如，在介绍内存条插槽时，不仅告诉我们插法，还细致地解释了双通道和单通道的区别，以及如何根据主板手册正确插拔。整个阅读过程，我感觉自己就像是跟着一位经验丰富的老技师在身旁，他耐心细致地拆解着每一个复杂的步骤，让我逐渐建立起对计算机硬件系统的整体认知和信心。对于那些希望从零开始，系统性掌握装机技能的朋友来说，这本书绝对是值得信赖的入门砖，它真正做到了将“高深莫测”的电脑技术‘翻译’成日常语言。

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这本书在覆盖范围上展现出了极强的时代性和前瞻性，完全跳出了传统“装机维修”的窠臼，令人耳目一新。它没有沉溺于过时的技术细节，而是大胆地将目光投向了现代计算环境中的关键环节。例如，在软件安装与系统优化的章节中，它不仅仅停留在Windows的安装流程，而是深入探讨了固态硬盘（SSD）的TRIM命令优化、NVMe协议的性能瓶颈分析，乃至一些轻量级Linux发行版在特定嵌入式场景中的应用调试。这种对新技术的接纳和讲解的深入程度，体现了作者团队对行业发展趋势的敏锐洞察力。对于希望在这个快速迭代的行业中保持竞争力的技术人员而言，这本书提供了一个坚实的平台，它不仅能解决当前的硬件问题，更能引导读者思考未来的技术方向，确保所学的知识体系是动态、鲜活且具有前瞻性的，而不是一本很快就会过时的参考指南。

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这本书的编排结构简直是教科书级别的典范，逻辑性极强，脉络清晰得令人赞叹。我特别欣赏作者在章节布局上所下的功夫，它没有采用零散的知识点堆砌，而是采用了一种模块化的学习路径。从最基础的部件识别，过渡到完整的系统组装，再到复杂的操作系统安装与驱动配置，每一步都环环相扣，前一个知识点为后一个知识点的理解打下坚实基础。当我读到关于BIOS/UEFI设置的部分时，那种感觉尤为明显——作者并没有简单地罗列菜单选项，而是结合了不同品牌和不同世代的固件差异，讲解了超频、虚拟化技术（VT-x/AMD-V）的实际应用意义，这对于需要进行专业定制化配置的用户来说，简直是福音。这种层层递进、注重底层逻辑的叙事方式，让学习过程不再是枯燥的记忆，而是一种知识的内化和体系的构建，读完后，我对整个计算机系统的运作机制都有了一种全新的、宏观的认识。

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作为一本职业技能教程，这本书的实用性可谓是做到了极致，它仿佛随时准备被带到维修台前作为参考手册。我尤其赞赏其中对“工具使用规范”的强调。在电子设备维修领域，工具的选择和使用方法直接决定了效率和安全性，这本书在这方面毫不含糊。它详细对比了不同类型螺丝刀（十字、米字、梅花）的使用场景，强调了防静电腕带的正确佩戴方法，甚至提到了硬盘数据恢复现场的物理隔离措施。更难得的是，书中穿插了大量从实际工作中提炼出来的“操作窍门”——比如如何安全地拔插IDE排线而不损坏接口，或者在笔记本电脑拆解中如何辨识隐藏的卡扣位置。这些“口口相传”的经验被系统地记录下来，对于那些想在实际操作中少走弯路、快速提升动手能力的读者来说，这些经验分享的价值，远超书本本身的定价。

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