本书介绍了智能传感与检测技术的基本概念、原理、分类、应用及其发展趋势，旨在帮助学生了解该领域的前沿动态，培养具备创新能力和实践能力的专业人才，为推动科技进步和社会发展做出贡献。 全书共有8章，分为上、下两篇，其中上篇为传感器部分，下篇为检测技术部分。第1章介绍了传感器基础知识、检测技术基础知识和课程性质及主要任务。第2、3章介绍了结构型传感器和物性型传感器的工作原理、分类和适用范围。第4章介绍了智能传感器与物联网。第5章介绍了智能制造领域常用的传感器。第6~8章从信号分类与描述、调理与转换、分析与处理等环节展开介绍。 本书可作为高等学校机械工程、智能制造等相关专业高年级本科生培养的教材或参考书，也可供相关技术人员参考。

本书介绍了智能传感与检测技术的基本概念、原理、分类、应用及其发展趋势，图文并茂，理论与实际相结合旨在帮助学生了解该领域的前沿动态，培养具备创新能力和实践能力的专业人才。

前 言 随着物联网、人工智能等技术的快速发展，智能传感与检测技术逐渐成为现代信息技术的重要组成部分。本书介绍了智能传感与检测技术的基本概念、原理、分类、应用及其发展趋势，旨在帮助学生了解该领域的前沿动态，培养具备创新能力和实践能力的专业人才，为推动科技进步和社会发展做出贡献。本书为湖北文理学院特色教材，编写特色如下。 （1）在保持传统教材风格的基础上，本书融入拓展阅读模块，介绍了国家政策、科技前沿和相关领域的新知识，具有思想性。 （2）调整了内容结构，传感器部分按照传感器的发展展开介绍，检测技术部分按照信号采集、调理、分析和处理展开介绍，脉络清晰，知识结构体系完整，具有科学性。 （3）为适应国家智能制造产业的发展，增加了智能传感器与物联网、智能制造领域常用的传感器章节，更具专业性。 （4）精选了大量生活中的智能传感器的图片，图文并茂，理论与实际相结合，更具实用性。全书共有8章，分为上、下两篇，其中上篇为传感器部分，下篇为检测技术部分。第1章介绍了传感器基础知识、检测技术基础知识和课程性质及主要任务。第2、3章介绍了结构型传感器和物性型传感器的工作原理、分类和适用范围。第4章介绍了智能传感器与物联网。第5章介绍了智能制造领域常用的传感器。第6~8章从信号的分类与描述、调理与转换、分析与处理等环节展开介绍。 本书由刘红梅、吴何畏任主编，孙艳玲、杜毓瑾、袁芳任副主编。湖北文理学院程柳娟同学参与了书稿的制图工作，在此表示感谢。 本书在编写过程中，参考了大量文献资料，感谢书后所列作者，如有遗漏，深表歉意。 由于编者水平有限，书中难免有不当之处，请读者不吝批评指正。编者2024年8月

刘红梅，1983年出生，中共党员，智能制造工程专业负责人，副教授，现任机电工系系主任。2007年毕业于华中科技大学，硕士研究生。主要从事机电测控及自动化方向研究。参与国家重大数控专项1项，参与襄阳市科技进步奖1项，主持襄阳市科技局项目1项，横向项目2项。共发表论文10余篇，实用新型专利3项，主编教材1部，参编教材2部。同时承担本科生《电路分析》《电子技术基础》《单片机原理及应用》《机械工程测试技术》等课程的教学任务,获得湖北文理学院青年教师竞赛三等奖，参与湖北文理学院教学成果奖1项，主持校级教研项目2项。

目 录上篇传感器部分第1章绪论(3)1.1传感器基础知识(4)1.2检测技术基础知识(19)1.3课程性质及主要任务(20)习题(20)第2章结构型传感器(22)2.1电阻式传感器(24)2.2电容式传感器(35)2.3电感式传感器(43)习题(51)第3章物性型传感器(54)3.1压电式传感器(56)3.2热电式传感器(66)3.3磁敏式传感器(75)3.4光学传感器(86)习题(105)第4章智能传感器与物联网(107)4.1智能传感器概述(109)4.2智能图像传感器(111)4.3智能生物传感器(119)4.4模糊传感器(124)4.5微传感器(125)4.6物联网与传感器(126)4.7虚拟仪器(142)习题(144)智能传感与检测技术目录第5章智能制造领域常用的传感器(145)5.1机器人传感器(147)5.2手机中的传感器(150)5.3汽车上的传感器(154)5.4数控机床上的传感器(160)习题(165)下篇检测技术部分第6章信号的分类与描述(169)6.1信号的分类与描述(171)6.2周期信号的频谱(173)6.3非周期信号的频谱(181)6.4几种典型信号的频谱(186)6.5随机信号的概念及分类(194)习题(196)第7章信号的调理与转换(199)7.1电桥(201)7.2调制与解调(207)7.3信号的放大与衰减(215)7.4滤波器(216)习题(224)第8章信号的分析与处理(227)8.1信号分析(228)8.2信号处理(244)习题(254)参考文献(255)目录第1章原子物理学基础(1)1.1原子的壳层结构(2)1.2原子的能级(3)1.3泡利不相容原理(5)知识拓展(6)思政小课堂(9)人物介绍(9)习题(12)第2章经典物理学的困难与量子力学的建立(13)2.1经典物理学的成功之处(14)2.2经典物理学的困难(15)2.3黑体辐射实验与普朗克能量量子化假说(22)2.4光电效应实验与爱因斯坦的光量子理论(25)2.5原子线状光谱与玻尔的原子结构量子理论(29)2.6微粒的波粒二象性与德布罗意波(33)知识拓展(35)思政小课堂(39)人物介绍(39)习题(44)第3章量子力学概述(45)3.1量子的本质(45)3.2量子力学的发展(46)3.3量子力学的理论框架(48)3.4量子力学的科学意义(51)人物介绍(54)习题(57)第4章波动力学(58)4.1波函数的引入与统计解释(58)4.2量子态叠加原理(63)4.3薛定谔方程(67)4.4定态薛定谔方程的求解实例(72)4.5粒子数守恒定律再论波函数的性质(89)知识拓展(92)人物介绍(95)习题(95)量子力学目录第5章力学量与算符(97)5.1表示力学量的算符(98)5.2动量算符和角动量算符(106)5.3厄米算符本征函数的性质(110)5.4算符与力学量的关系(113)5.5共同本征态定理与不确定关系(114)知识拓展(118)思政小课堂(123)人物介绍(125)习题(126)第6章表象理论(127)6.1态和算符的表象(128)6.2矩阵力学的表示(132)6.3幺正变换(134)6.4狄拉克符号(138)知识拓展(144)思政小课堂(149)人物介绍(151)习题(152)第7章微扰理论(153)7.1非简并定态微扰理论(153)7.2简并条件下的定态微扰理论(156)7.3变分法(158)7.4含时微扰理论(161)7.5含时微扰论与定态微扰论的关系(162)知识拓展(164)思政小课堂(166)人物介绍(168)习题(168)第8章自旋与全同粒子(169)8.1电子自旋(169)8.2电子的总角动量(171)8.3碱金属光谱的精细结构与塞曼效应(173)8.4全同粒子(177)人物介绍(179)习题(179)第9章量子跃迁理论(181)9.1量子态随时间的演化(181)9.2含时微扰与量子跃迁(182)9.3光的吸收与辐射的半经典理论(184)知识拓展(189)思政小课堂(191)人物介绍(195)习题(197)第10章散射理论(198)10.1散射现象(199)10.2玻恩近似(200)10.3分波法(203)10.4全同粒子散射(207)习题(209)参考文献(210)