传感器、执行器及接口原理与应用（原书第2版）（上册）
传感器和执行器被广泛应用于科学和工程领域的各个方面———从基础科学到工业生产、资源开发、航空航天、生物工程、智慧医疗、自动驾驶、物联网等，以确保拥有更准确、更可靠的工作流程和更安全的环境。许多具有工程和科学背景的学生和年轻工程师通常具备电路和编程技能，但对传感器、传感策略及其接口的了解不够。 在此背景下，为了让读者更好地理解众多传感器、执行器等的通用原理，本书作者将所有设备分为三类：传感器、执行器和处理器（接口）。传感器是为系统提供输入的设备，执行器是作为输出的设备。在它们之间，处理器起到连接、接口、处理和驱动的作用。换句话说，作者主张的观点是一种普遍的感知和驱动，并使其独立于学科，以满足广大读者的需求。 《传感器、执行器及接口原理与应用》是传感器、执行器及接口原理与应用领域的经典著作，英文版已更新至第2版。中文版根据理解上的难易程度将英文版拆分为上、下册出版，当前这本为上册，主要涵盖绪论、传感器和执行器的性能特征，以及温度（热）、光、电、磁、机械和声学领域的传感器、执行器相关基础知识；下册则覆盖化学与生物传感器和执行器、辐射传感器和执行器、MEMS、智能传感器和执行器以及接口方法和电路、微处理器接口的相关内容。上下两册均配有完整的附录和对应章节的习题解答。
目录
●译者序
前言
出版商致谢
第1章绪论/1
1.1引言/2
1.2相关历史简录/3
1.3定义/4
1.4传感器和执行器的分类/12
1.5接口的一般要求/15
1.6单位/17
1.6.1基本SI单位/17
1.6.2派生单位/18
1.6.3补充单位/19
1.6.4常用单位/19
1.6.5前缀/20
1.6.6其他单位和度量/21
1.6.7单位使用惯例/23
1.7习题/24
参考文献/26
第2章传感器和执行器的性能特征/27
2.1引言/27
2.2输入/输出特性/28
2.2.1传递函数/28
2.2.2阻抗和阻抗匹配/30
2.2.3范围、量程、输入和输出满量程、分辨率，以及动态范围/33
2.2.4准确度、误差和重复性/36
2.2.5灵敏度和灵敏度分析/38
2.2.6迟滞、非线性和饱和度/44
2.2.7频率响应、响应时间和带宽/48
2.2.8校准/50
2.2.9激励/51
2.2.10死区/51
2.2.11可靠性/51
2.3仿真/52
2.4习题/53
第3章温度传感器和热执行器/60
3.1引言/60
3.2热阻式传感器/62
3.2.1电阻温度探测器/62
3.2.2硅电阻传感器/71
3.2.3热敏电阻/73
3.3热电式传感器/76
3.3.1实际考虑/82
3.3.2半导体热电偶/87
3.3.3热电堆和热传导发电机/88
3.4PN结温度传感器/90
3.5其他温度传感器/93
3.5.1光学和声学传感器/93
3.5.2热机械传感器和执行器/94
3.6习题/101
第4章光学传感器和执行器/111
4.1引言/112
4.2光学单位/113
4.3材料/114
4.4光辐射的影响/114
4.4.1热效应/114
4.4.2量子效应/114
4.5基于量子的光学传感器/118
4.5.1光导传感器/119
4.5.2光电二极管/123
4.5.3光伏二极管/127
4.5.4光电晶体管/130
4.6光电传感器/132
4.6.1光电传感器原理/132
4.6.2光电倍增管/132
4.7电荷耦合传感器和探测器/134
4.8基于热量的光学传感器/137
4.9有源远红外传感器/143
4.10光学执行器/144
4.11习题/145
第5章电磁传感器和执行器/153
5.1引言/153
5.2单位/154
5.3电场：电容传感器和执行器/156
5.3.1电容式位置、接近度和位移传感器/158
5.3.2电容式液位传感器/162
5.3.3电容执行器/164
5.4磁场：传感器和执行器/168
5.4.1电感传感器/173
5.4.2霍尔效应传感器/182
5.5磁流体力学传感器和执行器/188
5.5.1磁流体力学发生器或传感器/188
5.5.2磁流体力学泵或执行器/189
5.6磁阻效应和磁阻传感器/191
5.7磁阻传感器和磁致伸缩执行器/193
5.8磁力计/198
5.8.1线圈磁力计/198
5.8.2磁通门磁力计/200
5.8.3超导量子干涉仪/202
5.9磁执行器/203
5.9.1音圈执行器/204
5.9.2作为执行器的电动机/207
5.9.3磁螺线管执行器和电磁阀/222
5.10电压和电流传感器/224
5.10.1电压检测/225
5.10.2电流检测/227
5.10.3电阻传感器/230
5.11习题/232
第6章机械传感器和执行器/247
6.1引言/247
6.2一些定义和单位/248
6.3力传感器/249
6.3.1应变计/249
6.3.2半导体应变计/252
6.3.3其他应变计/257
6.3.4力和触觉传感器/257
6.4加速度计/262
6.4.1电容式加速度计/262
6.4.2应变计加速度计/264
6.4.3电磁加速度计/264
6.4.4其他加速度计/266
6.5压力传感器/268
6.5.1机械压力传感器/268
6.5.2压阻式压力传感器/272
6.5.3电容式压力传感器/275
6.5.4电磁压力传感器/275
6.6速度感知/276
6.7惯性传感器：陀螺仪/280
6.7.1机械或转子陀螺仪/280
6.7.2光学陀螺仪/282
6.8习题/284
第7章声学传感器和执行器/295
7.1引言/295
7.2单位和定义/296
7.3弹性波及其性质/299
7.3.1纵波/300
7.3.2剪切波/306
7.3.3表面波/306
7.3.4兰姆波/307
7.4麦克风/307
7.4.1碳麦克风/307
7.4.2磁性麦克风/308
7.4.3带状麦克风/309
7.4.4电容式麦克风/310
7.5压电效应/312
7.5.1电致伸缩/315
7.5.2压电传感器/315
7.6声学执行器/317
7.6.1扬声器/317
7.6.2耳机和蜂鸣器/321
7.7超声波传感器和执行器：换能器/324
7.7.1脉冲回波操作/327
7.7.2磁致伸缩换能器/330
7.8压电执行器/330
7.9压电谐振器和声表面波器件/334
7.10习题/338
附录/347
附录A最小二乘多项式与数据拟合/347
附录B热电参考表/350
附录C微处理器上的计算/365
参考答案/373
元素周期表/382
内容介绍
完全版（即英文原版）共12章，首先揭示了感知和驱动的一般性和问题，并根据检测领域详细介绍了七大类传感器、执行器的感知和执行原理，同时涵盖微机电系统、智能传感器的相关内容，以及接口和接口所需的电路，最后重点介绍了作为通用控制器的微处理器。中文版将完全版分为上、下册出版，上册对应完全版第1~7章，下册对应第8~12章。本书为上册，主要涵盖绪论、传感器和执行器的性能特征、温度传感器和热执行器、光学传感器和执行器、电磁传感器和执行器、机械传感器和执行器以及声学传感器和执行器的相关内容，并提供完整的附录和对应章节习题的参考答案等。
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