光电控制系统技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:韩兵 编

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2009-2

价格:35.00元

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isbn号码:9787121080395

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《光电传感与集成技术》 本书全面深入地探讨了现代光电传感器的设计原理、关键技术及其在各类集成系统中的应用。全书分为上、下两篇，上篇侧重于光电传感器的基础理论与核心技术，下篇则着眼于光电传感器的系统集成与实际应用。 上篇：光电传感技术基础与核心元件 第一章 光电传感器的基本原理与分类 本章将首先阐述光电转换的基本物理机制，包括光生伏特效应、光电导效应、光电倍增效应等。在此基础上，系统介绍各类光电传感器的分类方法，如按工作波段（可见光、红外、紫外）、按工作原理（光电二极管、光电晶体管、CCD、CMOS）、按输出信号类型（模拟、数字）等。重点分析不同类型传感器在响应速度、灵敏度、动态范围、光谱响应等方面的特性差异，为读者选择和设计光电传感器提供理论依据。 第二章 光电探测器的关键技术 详细介绍半导体光电探测器的材料选择与制备工艺，包括硅、砷化镓、铟镓砷等常用材料的特性。深入分析影响探测器性能的关键因素，如暗电流、噪声源（热噪声、散粒噪声、闪烁噪声）、响应时间和量子效率。讨论提高探测器性能的技术手段，例如表面钝化、器件结构优化、冷却技术等。同时，也会涉及微波光子学、量子点等前沿探测技术。 第三章 光源技术与调制方法 本章将聚焦于用于光电传感系统的光源，包括发光二极管（LED）、激光二极管（LD）、气体放电灯等。分析不同光源的光谱特性、功率稳定性、调制能力等参数。重点阐述光信号的调制技术，如幅度调制、频率调制、脉冲编码调制等，以及它们的应用场景。特别关注短脉冲激光技术在高速传感和距离测量中的作用。 第四章 光学元件与系统设计 介绍光电传感系统中常用光学元件的设计与选择，包括透镜（折射、衍射）、反射镜、滤光片、光纤等。探讨光学系统的成像原理、像差校正技术以及如何优化光学路径以提高信噪比和空间分辨率。分析不同光路设计方案（如平行光路、聚焦光路、分光系统）在特定应用中的优劣。 第五章 信号处理与放大电路 深入讲解光电信号的采集、放大与预处理技术。介绍低噪声前置放大器的设计原则，包括跨阻放大器（TIA）、电压放大器等。讨论信号调理电路的功能，如滤波（低通、高通、带通）、差分信号处理、基线校准等。分析模数转换器（ADC）的选择原则，包括采样率、分辨率、动态范围等，以及数字信号处理（DSP）在光电信号分析中的应用，如傅里叶变换、小波分析等。 下篇：光电传感器的系统集成与应用 第六章 光电传感器的集成化与微型化 本章重点探讨光电传感器向集成化、微型化发展趋势。介绍微机电系统（MEMS）技术在光电器件制造中的应用，如微透镜阵列、微反射镜、微光栅等。分析硅光子学技术如何实现光学器件与电子器件在同一芯片上的集成，形成光电器件。讨论纳米光电子学在开发新型高灵敏度、高性能光电器件方面的潜力。 第七章 物体识别与成像技术 将光电传感技术应用于物体识别和成像。详细介绍图像采集系统的组成，包括图像传感器、光学镜头、图像控制器等。深入分析各种成像技术，如可见光成像、红外热成像、激光雷达（LiDAR）成像、全息成像等。探讨图像处理算法在特征提取、目标检测、模式识别中的应用，以及在安防监控、自动驾驶、工业自动化等领域的实际案例。 第八章 距离与位移测量技术 详细介绍基于光电传感器的非接触式距离和位移测量方法。深入分析三角测量法、时间飞行法（TOF）、相位测量法、干涉测量法等基本原理。讨论不同测量方法的精度、测量范围、响应速度和适用环境。介绍激光测距仪、激光扫描仪、光学尺等常用测量设备的工作原理和技术指标，并探讨其在工业测量、形变监测、精密定位等领域的应用。 第九章 光谱分析与环境监测 本章将光电传感技术与光谱分析相结合，应用于物质成分分析和环境监测。介绍基于吸收光谱、反射光谱、荧光光谱、拉曼光谱等原理的光谱仪设计。分析不同光谱技术在识别化学物质、监测空气质量、分析水体污染、食品安全检测等方面的应用。重点介绍傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见分光光度计、激光诱导击穿光谱（LIBS）等技术。 第十章 光电传感器在通信与信息技术中的应用 探讨光电传感器在光通信系统中的关键作用。介绍光电探测器在光纤通信中的应用，如接收光信号并将其转换为电信号。分析光电耦合器、光电开关等器件在信息传输和数据处理中的功能。讨论光电传感器在光信息存储、光学传感网络以及新兴的量子通信技术中的发展前景。 第十一章 光电传感器在生物医学工程中的应用 深入研究光电传感器在生物医学领域的创新应用。介绍生物传感器（如葡萄糖传感器、pH传感器）的设计原理，以及如何利用光学方法检测生物分子。探讨光电传感器在医学成像（如内窥镜、X射线探测器）、生物信号监测（如心电图、血氧饱和度）、光动力疗法（PDT）等方面的应用。 第十二章 光电传感器在工业自动化与智能制造中的应用 聚焦光电传感器在工业自动化和智能制造中的广泛应用。介绍用于自动化生产线的视觉检测系统、激光切割与焊接的精确控制、机器人视觉导航、产品质量在线检测等。讨论光电传感器在智能工厂、工业物联网（IIoT）中的角色，以及如何通过数据采集和分析实现生产过程的优化和智能化。 本书适合高等院校电子信息工程、自动化、光学工程、机械工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事光电技术研发、产品设计和系统集成的工程技术人员参考阅读。通过本书的学习，读者能够全面掌握光电传感器的基本原理、核心技术，并能将其灵活应用于各类实际工程问题中。

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这本书的排版和图文质量给我留下了深刻的印象，印刷清晰，公式标注规范，这在技术书籍中是难能可贵的，阅读体验相当舒适。我关注的重点在于光电信号的可靠传输和抗干扰能力，尤其是在户外和强电磁环境下的应用，比如在无人机载荷或远程监测设备中。书中关于光纤传输的特性以及如何设计光电隔离电路的部分，确实体现了作者丰富的工程经验，很多细节的处理，比如接地设计、屏蔽层的选择，都是教科书上不常提及但至关重要的实践技巧。这部分内容极大地帮助我优化了我们现有户外监测设备的鲁棒性设计。然而，当我翻阅到关于固态激光器和LED光源的寿命预测与热管理章节时，我感觉深度不够。在长期运行的大型系统中，光源的老化是影响系统稳定性的关键因素之一。我期待看到更多关于热循环对光电耦合效率影响的量化模型，以及如何通过主动冷却或脉冲驱动策略来延长光源有效工作时间的实际案例分析。总的来说，这本书在基础硬件连接和信号调理方面提供了教科书级别的标准答案，但在面对极端环境下的长期可靠性与老化预测这一前沿工程挑战时，显得略微保守和浅尝辄止，留下了进一步探索的空间。

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我是一个业余的电子爱好者，对搭建小型自动化设备充满热情。我买这本书并非为了应付考试，而是想自己动手做一个基于视觉识别的小型分拣机器人。我对这本书的期望是它能提供清晰的、可复制的电路图和程序结构示例。这本书的理论部分讲得非常严谨，但坦白说，对于一个没有深厚数学基础的爱好者来说，某些章节的微分方程和拉普拉斯变换的推导显得有些“劝退”。我花了大量时间去消化那些关于噪声模型和频谱分析的内容，感觉这些知识点对于我目前仅仅需要实现一个简单的目标检测和机械臂动作的场景来说，知识的密度过高，实用性转化路径不够直接。我更希望看到一个清晰的“从输入到输出”的完整项目流程，哪怕只是一个简化版：比如用一个常见的CMOS传感器，如何配置其寄存器，如何用一个标准的微控制器（如STM32或树莓派）进行数据捕获和处理，最后如何驱动步进电机。这本书在硬件选型和参数匹配方面的指导性非常强，但它更像是一本面向专业实验室的参考手册，而不是一本面向创客的实践指南。对于初学者来说，它可能需要配套一本更侧重于“动手做”的项目手册才能发挥出最大的价值。

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这本书我是在准备一个关于智能制造产线升级的项目时购买的。我们面临的核心问题是提高产品在线检测的速度和精度，减少停机时间。我主要关注的是光栅尺和激光位移传感器的选型以及它们如何与高速运动控制器进行有效耦合。这本书在介绍位移测量技术时，对不同类型传感器的分辨率、漂移特性和抗干扰能力做了细致的对比，这一点非常实用，帮助我们淘汰了一些不适合高动态环境的方案。作者对系统集成层面的描述，例如如何处理多轴同步控制中的时间延迟和相位补偿，也给我们的软件工程师提供了很多思考方向。然而，我注意到书中对“光电控制”的“控制”部分的讨论，似乎更多地集中在反馈调节回路的设计上，比如PID参数的整定和稳定性分析。对于现代控制理论中更复杂的模型预测控制（MPC）或自适应控制在光电系统中的应用探讨得不够深入。在如今的数字化工厂里，系统的自学习和自我优化能力越来越重要，我希望能看到更多关于如何将机器学习算法融入到光电反馈回路中的实例，而不是仅仅停留在经典反馈控制的优化上。总体来说，它为我们打通了从传感器到底层控制器的物理通路，但在软件和智能算法层面的深度上，还有待加强。

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这本《光电控制系统技术与应用》的书，我买回来主要是想深入学习一下现代工业自动化领域中光电器件的集成应用。我个人的工作背景偏向于传统机械设计，对于光学传感器和复杂的数字信号处理算法接触不多，所以希望能找到一本既有扎实的理论基础，又能贴近实际工程案例的教材。首先，我得说这本书的理论部分讲解得相当透彻，特别是关于半导体光电器件的工作原理，无论是光敏电阻、光电二极管还是APD，作者都用很清晰的图示和数学模型进行了阐述。它没有仅仅停留在概念层面，而是深入到了材料特性和物理机制，这对于理解为什么某些器件在高频响应或特定波长下表现优异至关重要。然而，在实际应用案例的深度上，我感觉略有不足。例如，在介绍机器视觉系统的集成时，书中对照明均匀性和镜头畸变校正的讨论比较简略，而这些恰恰是现场调试中最头疼的问题。我期望看到更多关于如何利用软件算法弥补硬件缺陷的实例分析，比如更复杂的图像处理流水线设计或者嵌入式系统中实时数据融合的策略。总的来说，它为打下坚实的理论基础提供了极佳的蓝图，但对于一个想快速上手解决复杂工程难题的工程师来说，可能还需要搭配阅读一些专门针对特定行业（如精密测量或机器人导航）的应用手册。我特别欣赏作者在公式推导中保持的严谨性，这使得书中的结论具有很高的可信度。

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我是一名在读的研究生，主要研究方向是新能源汽车的电池管理系统（BMS）。我挑选这本书的初衷是想看看光电技术能否在电池的非接触式状态监测方面提供新的思路，比如用光纤传感器来监测电芯内部的温度梯度变化，或者用光谱分析来评估电解液的健康状态。这本书开篇对光电效应和传感器原理的梳理非常到位，特别是对噪声抑制和信号放大电路的分析，对于设计高灵敏度系统非常有启发性。书中的一部分内容详细描述了如何将光信号转化为可用的电信号，这部分对我理解如何设计前端采集电路很有帮助。但是，让我感到有些遗憾的是，它在“应用”这个词的诠释上，似乎更侧重于传统的工业控制和自动化领域，比如PLC接口、开关量检测这些。对于前沿的、跨学科的应用，比如生物医学成像或者我正在关注的电池安全监测，这本书的覆盖面就显得比较窄了。例如，如果能增加一章专门探讨如何将光纤技术与高压、强电磁干扰环境下的电子系统安全隔离设计相结合，那将极大地拓宽这本书的适用范围。整体而言，它的基础知识体系是完备的，但缺乏面向未来技术交叉点的探索性内容，感觉更像是一本面向传统机电控制专业本科生的优秀教材，而非面向尖端研究的参考书。

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