具体描述
好的，以下是一份针对“电工技术实训”这本书的、不包含其内容的详细图书简介： 《新时代智能制造中的先进传感器技术与应用》 内容简介 一、 书籍定位与背景 本书旨在为新时代背景下的智能制造、工业自动化和物联网（IoT）领域的从业人员、技术工程师以及高年级本科生提供一套全面而深入的先进传感器技术理论与实践指南。随着“工业4.0”和“中国制造2025”战略的推进，传感器已不再是简单的信号采集元件，而是构成智能系统的“五官”，其性能直接决定了生产过程的精确性、效率与柔性。本书紧密围绕当前制造业对高精度、高可靠性、多功能集成化传感器的迫切需求，系统梳理了从基础物理原理到前沿交叉应用的全过程。 二、 核心知识体系架构 本书内容结构设计遵循“理论—技术—应用”的逻辑递进关系，共分为六大部分，涵盖了超过三十个核心知识模块。 第一部分：智能传感器的基础理论与材料科学 本部分首先回顾了信号转换的基本定律和传感器的工作原理，重点聚焦于新型敏感材料对传感器性能的决定性影响。内容包括压电效应、磁致伸缩、光电导效应等经典机理的深入解析，并详细探讨了纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）在提高传感器灵敏度和响应速度方面的应用潜力。此外，对传感器信号的漂移、噪声抑制及环境适应性（耐高低温、抗腐蚀）的设计方法进行了详尽阐述。 第二部分：光学与成像传感技术 光学传感器在非接触测量领域占据核心地位。本部分深入讲解了激光测距技术（TOF、相位差法）的精度优化，机器视觉系统的基础构成（CMOS/CCD传感器选择、图像处理基础），以及红外热成像技术在设备状态监测中的应用。特别引入了光谱分析技术在在线成分检测中的前沿进展，如近红外（NIR）和拉曼光谱在化工过程中的实时监控实例。 第三部分：物理量的高精度测量技术 本部分集中于压力、温度、位移和力矩的精密测量方案。在压力测量方面，详细对比了电阻应变式、电容式和光纤布拉格光栅（FBG）传感器的优缺点及适用场景。温度测量部分不仅涵盖了热电偶、热敏电阻的标准应用，更侧重于分布式光纤测温（DTS）在大型基础设施安全监测中的部署与数据解译。位移测量则侧重于电涡流传感器和LVDT的抗干扰设计。 第四部分：化学与生物传感器的集成化 随着工艺过程对环境和产品质量要求的提高，化学传感器的发展成为热点。本部分深入探讨了气体传感器（如MEMS半导体气体传感器、电化学式传感器）的选择与校准，重点分析了它们在有毒有害气体泄漏检测中的可靠性提升方法。在生物传感方面，阐述了生物识别技术在食品安全和医疗诊断中的快速检测平台构建，包括生物电化学传感器和表面等离子共振（SPR）技术的基本原理。 第五部分：无线传感网络（WSN）与数据融合 现代传感器必须具备联网和自组织能力。本部分详细介绍了WSN的架构、通信协议（如LoRaWAN、ZigBee）的选择标准以及能源管理策略，以确保远程监测系统的长期稳定运行。核心章节在于数据融合技术，包括卡尔曼滤波、贝叶斯网络在处理来自不同类型传感器（如振动传感器与声学传感器）异构数据时的应用，以实现对设备故障的早期、准确诊断。 第六部分：前沿技术与案例分析 本部分展望了传感技术在未来制造业中的发展方向。内容包括基于人工智能的传感器数据智能解译（深度学习在异常模式识别中的应用）、柔性与可穿戴传感器的制造工艺，以及应用于增材制造过程中的原位监测技术。书末附有多个行业实际案例分析，涵盖了风力发电机状态监测、精密机床主轴健康评估、以及智慧农业环境参数采集等综合项目。 三、 本书特色 1. 理论与实践紧密结合： 每章节均设计有“思考与设计”环节，引导读者将理论知识转化为可行的工程解决方案。 2. 前沿性与时效性： 内容紧跟传感器技术在材料科学、微纳制造、信息物理系统（CPS）中的最新进展，避免了传统教材的滞后性。 3. 工程化视角： 强调传感器的选型标准、系统集成、可靠性设计及故障排查，注重培养读者的工程实践能力，而非纯理论推导。 4. 丰富的图表和案例： 配备大量系统架构图、原理剖面图和实际应用案例截图，增强了内容的直观性和可读性。 四、 适用对象 本书适合于工业自动化、测控技术、机械工程、电子工程、材料科学等相关专业的本科高年级学生、研究生，以及从事自动化生产线设计、设备状态监测、物联网系统集成和产品研发的工程师和技术人员。掌握本书内容，将使读者能够独立完成复杂工业场景下传感系统的设计、部署与维护工作。
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