传感器与自动检测

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页数:233
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出版时间:2009-4
价格:24.00元
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isbn号码:9787121085581
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  • 传感器
  • 自动检测
  • 检测技术
  • 自动化
  • 仪器仪表
  • 电子技术
  • 工业控制
  • 测量技术
  • 信号处理
  • 智能传感器
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具体描述

《传感器与自动检测》主要介绍了检测技术的基本知识,工业、生活等领域常用传感器和一些新型传感器的工作原理、基本结构和安装使用方法,检测系统的信号处理和抗干扰技术,传感器的综合应用、综合实训和综合设计等。《传感器与自动检测》以实用性、操作性、创新性为特色,以项目为载体,采用任务驱动的教学方式,突出了各种常用传感器的单项和综合应用内容;同时设置了传感器综合实训和设计项目,以加强对传感器实际应用能力的培养和提高。

《传感器与自动检测》可作为高职院校、成人学校及本科院校开办的二级职业技术学院电气自动化、生产过程自动化、应用电子技术、机电一体化、数控技术和计算机控制技术等相关专业的教材,也可供在企业生产一线从事技术、管理、运行等工作的相关技术人员参考使用。

《现代光学成像技术与应用》 书籍简介 本书深入探讨了当代光学成像领域的前沿技术、核心原理及其在各个学科中的广泛应用。在信息爆炸的时代,如何高效、精确地获取和解析信息成为关键挑战。光学成像技术作为信息获取的重要窗口,正经历着由传统衍射极限向超分辨、多维、智能化方向的深刻变革。本书旨在为光学工程、物理学、生物医学工程以及相关领域的专业人士和高年级本科生提供一份详尽而系统的理论指导与实践参考。 第一部分:光学成像的基本原理与系统构建 本部分首先回顾了经典光学成像的基础理论,包括光与物质的相互作用、成像系统的几何光学与波动光学基础,以及傅里叶光学在图像形成中的核心作用。我们详细分析了传统显微镜和望远镜的局限性,特别是衍射极限对分辨率的根本制约。 随后,本书重点转向现代成像系统的核心组件和系统设计。内容涵盖高分辨率光学元件的设计与制造、先进探测器的性能评估(如CMOS、CCD及其量子效率、噪声特性),以及照明源(如LED、激光、宽带光源)的选择与控制。我们将光路设计、公差分析和系统集成视为一项复杂的工程挑战,并提供了实际案例进行说明。特别关注了如何通过优化光瞳函数和场曲来提升整个系统的空间频率响应。 第二部分:突破极限:超分辨成像技术 本部分是全书的亮点之一,聚焦于如何突破传统阿贝衍射极限,实现纳米尺度的成像。我们系统地梳理了从理论提出到技术成熟的历程。 首先,对荧光激发耗尽(STED)技术进行了深入剖析,详细阐述了甜甜圈形激光束的产生机制、激发态动力学以及如何通过回旋耦合机制实现对点扩散函数的有效压缩。接着,对随机点积累成像(SRM)/ 结构光照明显微镜(SIM)的原理进行了细致的数学建模,解释了如何利用结构化照明图案在傅里叶空间引入信息,并通过计算重构恢复高频信息,分析了其速度和各向异性。 随后,本书详细介绍了单分子定位显微镜(SMLM)家族,包括光激活定位显微镜(PALM)和随机光学重构显微镜(STORM)。我们不仅讨论了荧光团的选择标准(如光漂白与光激活的可逆性),还深入分析了精确获取单分子发射中心位置所需的点扩散函数拟合算法,以及如何处理高密度样本中的定位误差和漂移问题。 第三部分:多维与功能性成像 现代成像不再仅仅关注二维空间分辨率,而是扩展到时间、深度和光谱维度。本部分专门探讨了如何实现对复杂物理和生物过程的实时、多维捕获。 在深度信息获取方面,我们详细阐述了激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)的原理,包括针孔在截断离焦光方面的作用,以及其在三维重建中的应用。更进一步地,本书介绍了双光子/多光子显微成像,解释了其深层穿透能力和对活体组织的低损伤机制,以及如何利用时间分辨技术进行激发分析。此外,光学相干断层扫描(OCT)作为非侵入式深度成像的典范,其基于低相干干涉原理和散斑分析,也得到了详尽的介绍和其在眼科、皮肤科的应用案例。 在时间分辨成像方面,高速动态过程的捕获是核心。我们介绍了时域和频域相关成像技术,包括时间关联单光子计数(TCSPC)在荧光寿命成像(FLIM)中的应用,如何通过寿命信息来探究分子环境的变化。同时,高速CMOS技术的发展使得“事件驱动”成像(Event-based Imaging)成为可能,本书也对此新兴领域进行了前瞻性介绍。 第四部分:计算成像与智能化处理 随着采集系统日益复杂,计算在成像流程中的作用愈发重要。本书强调了从数据采集到最终图像输出的整个流程的智能化。 计算成像(Computational Imaging)部分,探讨了如何设计非传统的系统(如基于编码孔径、基于计算的光学编码等),使得系统本身具有更少的物理组件,而将更多复杂的成像任务转移到后处理阶段。压缩感知(Compressed Sensing, CS)理论在稀疏信号采集中的应用被重点讲解,说明了如何在远低于奈奎斯特率的情况下恢复高质量图像。 此外,人工智能在图像处理中的集成是本书的另一关键主题。我们详细探讨了深度学习模型,如卷积神经网络(CNNs)在以下任务中的应用:图像去噪与超分辨率重建(Super-Resolution)、快速傅里叶变换(FFT)的替代、散射介质下的成像恢复(例如,通过学习散射核),以及在医学影像中的自动病灶分割与分类。本书提供了使用PyTorch/TensorFlow框架进行基本计算成像流程搭建的指南。 第五部分:应用领域拓展 最后,本书将理论与实际紧密结合,展示了光学成像技术在多个高价值领域的实际部署: 1. 生物医学成像: 活体细胞成像、神经活动记录、活体动物模型中的分子探针可视化。 2. 工业无损检测(NDT): 利用红外热成像、偏振成像和高光谱成像技术对材料缺陷和结构完整性进行实时监测。 3. 遥感与环境监测: 高空间分辨率卫星成像、大气光学厚度测量、高光谱遥感数据的特征提取。 4. 机器视觉: 3D轮廓重建、表面形貌测量,以及工业自动化流水线上的高速质量控制。 本书不仅提供了扎实的理论基础,更侧重于培养读者将光科学、信息论与现代计算能力相结合,以解决复杂现实问题的能力。通过对前沿技术和计算方法的全面覆盖,读者将能够评估现有技术瓶颈,并积极参与下一代光学成像系统的研发与创新。

作者简介

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读后感

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用户评价

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这本书的语言风格非常具有感染力。作者不是那种枯燥的科普作家,而是更像一位充满激情的技术传教士,将他对传感器和自动检测的热爱毫无保留地传递给了读者。他会用一些充满画面感的词语来描述技术原理,比如“如同一双锐利的眼睛”、“如同一个灵敏的触角”等等。我记得在介绍光电传感器时,作者详细描述了光子如何与半导体材料相互作用,激发出电子,从而产生电信号。他会用“微观粒子在光线的指引下翩翩起舞”这样的句子来形容这个过程,瞬间就让原本冰冷的物理过程变得生动起来。而且,作者还非常善于运用类比和比喻来解释复杂的概念。比如,在解释传感器的数据校准过程时,他会将其比作是给“测量尺”重新“刻度”,确保其精度。这种生动形象的语言,让我在阅读过程中始终保持着高度的兴趣和专注。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种情感的共鸣,它让我感受到了科技的魅力和创造的乐趣。

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我一直认为,对技术的理解,不仅仅停留在“知道它是什么”,更要“知道它为什么会这样”。这本书在这方面做得非常到位。作者在介绍自动检测系统的构成时,详细解释了从传感器输入,到控制器决策,再到执行器输出的整个反馈回路。他还会深入分析不同类型的控制器,比如PID控制器、模糊逻辑控制器、神经网络控制器等等,并对比它们的优缺点和适用范围。我记得有一段关于机器人手臂的控制,作者解释了如何利用多传感器融合的技术,精确地感知机器人末端执行器的位置和姿态,然后通过复杂的算法计算出最优的运动轨迹,最终实现精准的抓取和放置。这让我对机器人技术有了全新的认识,也体会到了其中蕴含的数学和工程的智慧。更让我感到惊喜的是,作者在讲解过程中,并没有回避那些复杂的数学模型,而是通过详细的推导和解释,将它们变得易于理解。他会用图示、表格等多种形式来辅助说明,让抽象的数学概念变得具体化。这种严谨又不失通俗的讲解风格,让我受益匪浅。

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这本书的结构设计也非常值得称赞。它不是那种零散的知识点堆砌,而是围绕着“感知”与“智能”这两条主线,构建了一个非常清晰的逻辑框架。作者在开篇就确立了“理解世界,进而改造世界”的宏大愿景,然后逐步引导读者进入传感器和自动检测的世界。我尤其喜欢作者在章节之间的过渡处理,他总能自然而然地将前一章的知识与后一章的内容联系起来,让整个阅读过程连贯而流畅。例如,在讲完各种传感器的原理之后,作者紧接着就探讨了如何对这些传感器采集到的数据进行处理和分析,包括信号的滤波、放大、转换等关键步骤。然后,再将这些处理后的数据输入到自动检测系统中,实现决策和控制。这种层层递进的讲解方式,让我能够系统地理解整个技术链条。而且,作者在每个章节的结尾,都会设置一些启发性的思考题,鼓励读者将书本知识与现实生活中的现象联系起来,这极大地增强了我的主动学习能力。我觉得,一本真正好的技术书籍,不仅仅是传递信息,更重要的是培养读者的独立思考能力,而这本书在这方面做得非常出色。

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这本书带给我的震撼,远不止于知识的汲取。我是一名对事物原理充满好奇的人,常常会思考“为什么”和“怎么做”。而这本书,就像一位循循善诱的老师,一步步地引导我解开那些关于“感知”与“自动化”的奥秘。我尤其喜欢作者处理那些关于数据采集和信号处理的部分。他没有简单地罗列公式和算法,而是花了大量篇幅去解释这些数学工具在实际应用中的意义和价值。比如,在讲解图像识别的章节,作者详细阐述了卷积神经网络是如何模拟人类视觉系统来提取特征的,从边缘检测到形状识别,层层递进,逻辑清晰。我甚至觉得,如果不是因为这本书,我可能永远也无法理解那些复杂的深度学习模型是如何工作的。更让我惊喜的是,书中还穿插了一些历史发展的脉络。作者讲述了传感器技术是如何从最初的机械式测量,一步步演进到今天的MEMS(微机电系统)技术,以及自动检测系统又是如何从简单的继电器控制,发展到如今的智能控制和人工智能集成。这种历史的视角,让我更能理解当前技术所处的位置,也更能体会到科学家和工程师们为了突破瓶颈所付出的努力。我一直相信,理解技术的“来龙去脉”,比仅仅掌握“是什么”更重要,而这本书恰恰满足了我这一需求。它让我看到了科技进步的必然性和规律性,也让我对未来充满了期待。

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阅读这本书的过程中,我常常会不自觉地停下来,思考作者提出的观点,然后拿出笔来,在旁边写下自己的感悟和问题。这种互动式的阅读体验,在我以往的阅读经历中是极为罕见的。作者在探讨一些前沿技术,例如物联网(IoT)和智能家居系统时,并没有给出所谓的“终极答案”,而是鼓励读者去思考这些技术可能带来的社会影响和伦理挑战。他提出的关于数据隐私、算法偏见等问题,都发人深省。我记得有一段关于智能安防系统的讨论,作者列举了两种截然不同的场景:一种是高度智能化的安防系统,能够精准识别异常行为,有效保障居民安全;另一种是过度监控的系统,可能侵犯个人隐私,甚至被滥用。这让我意识到,技术的发展并非总是线性的,我们需要审慎地对待它,并在发展的同时,思考如何规避潜在的风险。此外,作者还分享了一些自己在研发过程中遇到的趣事和挑战,这些“幕后故事”让原本冰冷的技术充满了人情味,也让我感受到了创新过程中那种坚持不懈的精神。这本书让我明白,技术从来都不是孤立存在的,它与社会、与人文、与伦理都息息相关,而我们作为技术的使用者和创造者,都肩负着重要的责任。

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我必须承认,这本书彻底改变了我对“自动化”的看法。我过去一直认为自动化就是机器取代人力,但这本书让我看到了自动检测技术更深层次的意义——它是在赋予机器“智慧”,让它们能够像人一样“感知”和“决策”。作者在探讨智能传感器的发展趋势时,详细介绍了那些能够进行边缘计算、具备学习能力的传感器,它们可以直接在传感器端完成初步的数据处理和分析,大大降低了对中央处理器的依赖。我记得有一章讲到自动驾驶汽车,作者详细阐述了激光雷达、摄像头、毫米波雷达等多种传感器如何协同工作,实时感知周围环境,并将数据融合分析,最终做出驾驶决策。这让我深深地体会到,现代自动检测技术已经远远超越了简单的“开关”和“测量”,而是进入了一个全新的“智能感知”时代。而且,作者还分享了一些关于人工智能在自动检测领域应用的最新进展,比如基于深度学习的异常检测、预测性维护等等,这让我对未来的发展充满了期待。

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这本书,我真的是怀着一种难以置信的心情读完的。首先,从装帧设计上,我就被深深吸引了。封面采用了那种略带哑光的触感纸,配上简洁大气的字体,透着一股沉稳又不失科技感的味道。打开书的第一页,那清晰的排版,流畅的文字,以及恰到好处的留白,都让我感觉这不仅仅是一本书,更像是一件经过精心打磨的艺术品。我本来以为这会是一本枯燥的技术类读物,但事实完全颠覆了我的预期。作者在讲解那些相对复杂的概念时,总是能运用非常生动形象的比喻,比如把传感器比作是连接我们与物理世界沟通的“触角”,把自动检测系统形容成是赋予机器“感知”能力的“眼睛”和“大脑”。这些比喻真的太贴切了,让我在轻松愉悦的氛围中,就理解了那些原本可能让我望而却步的原理。而且,作者并没有止步于理论的陈述,而是大量引用了实际的应用案例。我记得有一章讲到工业自动化,作者详细描述了在汽车制造流水线上,各种传感器如何协同工作,精准地完成焊接、喷漆、装配等环节,从而极大地提高了生产效率和产品质量。我当时简直看得热血沸腾,仿佛自己也置身于那个繁忙的工厂车间,感受着科技带来的强大力量。这本书不仅拓宽了我的视野,更激发了我对这个领域深入探索的兴趣。它让我明白,我们身边那些看似寻常的自动化设备,背后都凝聚着多少智慧和创造力。

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我原本以为这本书会是一本“厚重”的学术著作,但实际阅读起来,却发现它异常“轻盈”且充满智慧。作者非常注重内容的“精炼”和“实用性”,避免了不必要的理论冗余。他更侧重于讲解“如何应用”和“如何解决问题”。我记得在讨论传感器在环境监测中的应用时,作者详细列举了多种传感器,比如空气质量传感器、水质传感器、土壤湿度传感器等,并分析了它们在不同环境下的部署方式和数据采集策略。他还分享了一些实际的项目案例,例如如何利用传感器网络来监测森林火灾,如何通过智能传感器来优化灌溉系统,提高农业生产效率。这些案例都非常贴近生活,让我能够直观地感受到技术带来的实际效益。而且,作者还针对读者可能遇到的实际问题,提供了一些解决方案和建议,例如如何选择合适的传感器,如何处理传感器数据中的噪声,如何构建可靠的自动检测系统等等。这种“授人以渔”的教学方式,让我觉得这本书不仅是一本“参考书”,更是一本“工具书”,它能够帮助我解决实际问题,提升我的专业能力。

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我不得不说,这本书的作者是一位非常出色的沟通者。他拥有一种独特的魔力,能够将那些看似高深莫测的科学原理,用最平实、最易懂的语言娓娓道来。我并不是技术领域的专业人士,但我在这本书中找到了极大的阅读乐趣。作者在介绍各种传感器的物理原理时,会详细解释它们是如何将特定的物理量(如温度、压力、光照等)转化为电信号的。他会提到不同的传感技术,比如压电效应、热电效应、光电效应等等,并且会用非常形象的比喻来解释这些效应是如何工作的。比如,在解释压电效应时,作者会提到石英晶体在受压时会产生电荷,就像是我们用手挤压一块特殊的材料,它就会“发电”一样。这种通俗易懂的解释,让我对这些科学原理有了深刻的理解,并且能够牢牢记住。更重要的是,作者没有停留在原理层面,而是将这些原理与实际应用紧密结合。我记得在讨论温度传感器时,作者详细介绍了从传统的电阻温度计,到热电偶,再到现代的红外温度传感器,并分析了它们各自的优缺点以及适用的场景。这种由浅入深、由理入事的讲解方式,让我感觉自己不仅仅是在阅读一本技术书籍,更像是在与一位经验丰富的专家进行深入的交流。

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对于我来说,这本书更像是一扇窗户,让我得以窥见一个充满无限可能的世界。我一直对“连接”这个概念非常着迷,而这本书恰好深入探讨了“万物互联”的本质。作者在阐述物联网的架构时,详细介绍了从传感器节点到数据传输网络,再到云平台和应用层,整个系统的构成和运作方式。他没有回避其中的技术挑战,比如低功耗通信、海量数据处理、数据安全等等,反而将其视为推动技术进步的动力。我印象特别深刻的是,作者在讨论无线通信技术时,详细对比了Wi-Fi、蓝牙、Zigbee以及蜂窝网络等不同的通信方式,并分析了它们在功耗、速率、覆盖范围等方面的差异,以及在不同物联网应用场景下的适用性。这种细致的分析,让我对物联网的实现有了更全面的认识。而且,作者还非常注重技术的“落地”和“应用”。他分享了大量关于智能交通、智慧医疗、智能农业等领域的实际案例,展示了传感器和自动检测技术如何切实地改善我们的生活,提高社会运行效率。读完这些案例,我感觉科技不再是遥不可及的概念,而是真正能够解决现实问题的有力工具。

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