具体描述
《传感器与检测技术基础》是根据教学内容和课程体系改革的需要，将传感器与检测技术中联系紧密的内容有机地整合而成的。全书共9章，通过工程实际应用，介绍了传感器与检测技术的基本概念，现代检测技术的含义、特征及自动检测系统等概念；详细地讲述了传感器与检测技术的基础知识及有关的概念，关于能量型及基于物理特性的传感器的原理与应用，环境量检测技术的基本原理及应用；重点介绍了新型传感器和智能型传感器的基本原理、特性及应用，自动检测仪器仪表的概念和自动检测系统的设计。每章后附有复习思考题。
《传感器与检测技术基础》可作为4年制本科高等教育及3年制高职、高专教育的专业基础课教材，也可供从事工程技术测试的技术人员参考。
《精密测量原理与实践》 内容概述： 《精密测量原理与实践》是一部深入探讨现代精密测量理论、技术及应用的全方位著作。本书旨在为读者提供一个系统、详实的知识框架，使其能够深刻理解精密测量的基本原理，掌握各类先进测量方法，并能够灵活应用于实际工程和科学研究之中。内容涵盖了从基础的测量不确定度分析，到复杂的传感器信号处理，再到前沿的纳米级测量技术，力求全面而深入地展现精密测量领域的广阔图景。 第一部分：测量基础理论与不确定度分析 本部分是理解精密测量的基石。我们将从测量学的基本概念出发，梳理测量的定义、分类、量值传递等核心知识点。重点将放在测量不确定度的概念、来源、评定方法及其在实际测量过程中的意义。读者将学习如何识别和量化测量过程中存在的随机误差和系统误差，如何运用统计学方法进行数据处理和分析，最终得出具有可靠置信度的测量结果。我们将详细介绍常用的不确定度评定方法，如A类和B类评定，并结合具体实例，演示如何计算和报告测量不确定度，帮助读者建立严谨的测量思维，避免草率的结论。此外，还将探讨测量系统的系统误差分析与校准技术，包括如何识别和修正系统误差，以及如何通过校准来提高测量结果的准确性。 第二部分：传感器与信号处理 传感器是精密测量的“眼睛”，而信号处理则是赋予这些“眼睛”智能的关键。本部分将系统介绍各类传感器的基本工作原理，重点关注那些在精密测量领域发挥核心作用的传感器类型。我们会深入剖析电阻式、电容式、电感式、压电式、光电式、霍尔效应传感器等在不同物理量测量中的应用。对于每一种传感器，我们都会从其敏感元件、转换机制、输出特性等方面进行详细阐述，并分析其优缺点及适用范围。 在传感器输出的模拟信号处理方面，本书将详细介绍滤波技术，包括低通、高通、带通和带阻滤波器的设计与应用，以抑制噪声，提取有效信号。我们还会讲解放大技术，如差分放大、仪表放大器等，用于增强微弱信号。对于数字化测量，模拟-数字转换（ADC）技术将是重点，包括采样定理、量化误差、不同ADC架构（如逐次逼近型、Σ-Δ型、双积分型）的原理及选择依据。 此外，本部分还将深入探讨数字信号处理（DSP）技术。读者将学习傅里叶变换、小波变换等信号分析方法，用于识别信号中的周期性成分、瞬态特征以及去除特定频率的干扰。滤波器设计在数字域的实现，如FIR和IIR滤波器，也将得到详细介绍。对于复杂信号，还将涉及信号解调、噪声抑制算法（如卡尔曼滤波、维纳滤波）以及特征提取技术，这些都是从原始信号中提取有用信息、提高测量精度的关键手段。 第三部分：精密测量仪器与系统 本部分将聚焦于构成精密测量系统的关键仪器设备，并介绍其集成与应用。我们将从测量仪器的组成、功能和性能指标等方面进行分类介绍。 长度与位移测量仪器： 详细介绍光学测量技术，如激光干涉仪、光学尺、CCD/CMOS图像传感器在位移和角度测量中的应用。机械式测量工具如千分尺、百分表、测长仪等的基本原理及精度限制也将被提及。 力与压力测量仪器： 重点阐述电阻应变片式力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力传感器等的设计与应用。涉及力学平台的校准以及动态力测量技术。 温度测量仪器： 介绍热电偶、热敏电阻、铂电阻温度计（RTD）、红外测温仪等的工作原理，并讨论其在不同温度范围内的适用性。 电学量测量仪器： 涵盖高精度电压表、电流表、电阻表、LCR测试仪等，重点介绍其测量原理、档位选择以及误差分析。 流量测量仪器： 介绍涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量流量计等，并分析其在不同流体介质中的测量特性。 图像与光学测量系统： 探讨机器视觉系统的构成，包括工业相机、镜头、光源的选择与配置。介绍三维扫描技术，如结构光、激光扫描、摄影测量等，及其在形貌测量中的应用。 数据采集与控制系统： 讲解如何构建集成的测量与控制系统，包括数据采集卡（DAQ）、现场总线技术（如CAN、Ethernet/IP）以及分布式控制系统（DCS）在多传感器协同测量中的作用。 第四部分：现代精密测量技术前沿 本部分将引领读者探索精密测量领域的最新发展趋势和尖端技术。 纳米测量技术： 深入介绍原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）、台阶仪等用于二维及三维纳米尺度形貌测量的技术。讨论其工作原理、局限性以及在材料科学、半导体制造等领域的应用。 无损检测（NDT）技术： 重点介绍超声波检测（UT）、射线检测（RT）、涡流检测（ET）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）等在材料内部缺陷探测和结构完整性评估中的应用。 精密定位与跟踪技术： 介绍GPS/GNSS、惯性导航系统（INS）、激光跟踪仪、超声波定位系统等在高精度目标定位、运动跟踪和大地测量中的应用。 智能测量与传感器网络： 探讨物联网（IoT）与精密测量技术的结合，以及如何构建分布式、自组织的传感器网络，实现数据的实时采集、传输和分析。 机器学习与人工智能在测量中的应用： 介绍如何利用机器学习算法进行传感器故障诊断、数据降噪、异常检测以及模型预测，提高测量系统的智能化水平。 第五部分：精密测量在工程与科学中的应用实例 本部分将通过一系列具体的应用案例，展示精密测量技术在不同领域的实际价值。 航空航天工程： 介绍飞机结构应力监测、发动机性能测量、卫星姿态控制等。 汽车工业： 讲解发动机参数精确控制、底盘几何测量、碰撞安全测试等。 生物医学工程： 探讨医疗影像处理、生理信号监测（如ECG、EEG）、微流控芯片的精确测量等。 半导体制造： 介绍晶圆缺陷检测、光刻精度控制、微纳器件的尺寸测量等。 地质与环境监测： 讲解地震监测、大气参数测量、水质污染物监测等。 精密仪器制造： 介绍精密机床加工精度控制、光学器件的面形测量等。 本书的特点： 《精密测量原理与实践》内容严谨，理论与实践相结合。本书不仅深入讲解了精密测量背后的物理原理和数学模型，更强调了实际操作中的注意事项和技巧。大量的图表、示意图和具体的计算实例，将帮助读者更好地理解抽象的概念。同时，本书也关注了最新的技术发展动态，为读者提供了广阔的视野。无论您是工程技术人员、科研工作者，还是高等院校相关专业的学生，《精密测量原理与实践》都将是您深入了解和掌握精密测量技术的宝贵参考。通过学习本书，您将能够有效地解决实际测量问题，提升工作效率，并为科学研究和技术创新贡献力量。
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