本書共7章，內容包括：智能傳感器與電子測量技術概述、測量誤差基本理論、智能儀器簡介、傳感器接口與信號處理電路、無線傳感器和傳感器網絡、無線傳感器網絡軟件設計、智能傳感器與電子測量技術新進展。本書在選材上具有系統先進性和實用性的特點。為便于讀者學習和理解，每章均附有本章的小結、思考題與習題，并且，隨書附電子課件、習題參考答案，視頻講解，重點詞匯、定義和原理給出了英文注釋。本書可供從事電子技術工作的科技人員參考，也可作為高等學校理工科本科、專科電子信息類專業的教材或參考書，還可作為低年級研究生的參考書。
1.重點詞匯、定義和原理配英文注釋；2.每章附要點、小結、思考題和習題；3.書后附習題答案和電子課件；4.重點知識點附視頻講解
傳感器作為現代科技的前沿技術，與通信、計算機并稱為現代信息技術的三大支柱和物聯網基礎。傳感器技術應用涉及國民經濟及國防科研的各個領域，是國民經濟基礎性、戰略性產業之一。傳感器技術對國家建設、科技發展、工農業生產以及民生等領域都有非常重要的影響。與傳感器密切相關的電子測量技術也隨著電子技術、信息技術及傳感器技術的發展而快速發展。
傳感器技術發展經歷了三個歷史階段：第一代是結構化傳感器，第二代是20世紀70年代初發展起來的固體傳感器，到70年代后期出現了集成傳感器，第三代是20世紀80年代發展起來的智能傳感器，相應的電子測量技術也得到了快速發展。20世紀80年代智能化測量主要以微處理器為核心，把傳感器信號調節電路、微計算機、存儲器及接口集成到一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能。20世紀90年代智能化測量技術有了進一步提高，在傳感器一級實現智能化，使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯網通信等功能。
本書介紹了智能傳感器與電子測量技術概況、測量誤差基本理論、智能儀器，分析了傳感器接口與信號處理電路、無線傳感器和傳感器網絡、無線傳感器網絡軟件設計流程，最后闡述了智能傳感器與電子測量技術新進展。同時，本書對重點段落、重點詞匯、定義和基本工作原理、重要電路等進行了英文注釋，英文中更重視語義的表達，而不是與中文一一對照。在每章后均附有中英文對照的習題，書末附有參考答案。
特別感謝青島科技大學自動化與電子工程學院曹夢龍副院長在書籍編寫過程中給予的指導和幫助，李佩佩參與了本書第1、3、5章的編寫，高越參與了第2、4、6、7章的編寫。筆者進行了全書的統稿、翻譯和審查工作。
傳感器種類繁多，電子測量技術發展迅速，涉及面廣，鑒于筆者才疏學淺，書中難以覆蓋智能傳感器和電子測量技術全貌，不足之處在所難免，懇請讀者不吝賜教，以便修改完善。
李鶯歌
2022年8月于青島
第1章 智能傳感器與電子測量技術概述 001
Chapter 1 Overview of Intelligent Sensors and Electronic Measurement Technology 001
1.1 電子測量系統簡介Introduction to Electronic Measurement System 001
1.1.1 電子測量技術Electronic measurement technology 001
1.1.2 電子測量技術的特點Characteristics of electronic measurement technology 006
1.1.3 電子測量技術的發展現狀Development status of electronic measurement technology 007
1.1.4 傳感器簡介Introduction to sensor 008
1.2 智能傳感器簡介Introduction to Intelligent Sensor 011
1.2.1 智能傳感器的特點Characteristics of intelligent sensor 013
1.2.2 智能傳感器的性能指標Performance index of intelligent sensor 013
1.2.3 智能傳感器的實現The form of inplementation of the intelligent sensor 014
1.2.4 智能傳感器的應用Applications of intelligent sensor 016
1.2.5 智能傳感器的設計思想Design ideas for intelligent sensor 018
1.3 本章小結Chapter Summary 021
參考文獻References 021
習題Exercises 021
第2章 測量誤差基本理論 022
Chapter 2 Basic Principle of Measurement Error 022
2.1 誤差的概念與表示方法The Concept of Error and Representation Method 022
2.1.1 測量誤差Measurement error 022
2.1.2 誤差的表示方法Expression method of error 025
2.1.3 誤差的性質與分類The characteristics and classification of error 029
2.1.4 基本術語Basic terms 033
2.2 粗大誤差Gross Error 036
2.2.1 萊特準則檢驗法Method of Wright criterion test 036
2.2.2 格拉布斯檢驗法Method of Grubbs test 037
2.2.3 中位數檢驗法Method of median test 037
2.2.4 應用舉例Application examples 038
2.3 隨機誤差Random Error 040
2.3.1 隨機誤差的統計處理Statistical treatment of random errors 040
2.3.2 有限次測量值的算術平均值和標準差Arithmetic mean and standard deviation of a finite number of measured values 043
2.3.3 測量結果的置信度The confidence level of the measured result 045
2.3.4 非等精度測量Unequal-precision measurement 047
2.4 系統誤差Systematic Error 049
2.4.1 系統誤差產生的原因Causes of systematic errors 050
2.4.2 系統誤差的檢查和判別Inspection and discrimination of systematic errors 050
2.4.3 削弱系統誤差的方法Methods to weaken systematic errors 054
2.4.4 重復性測量結果的數據處理Data processing of repetitive measurement results 055
2.5 誤差的合成與分配Synthesis and Distribution of Error 056
2.5.1 測量誤差的合成Synthesis of measurement error 056
2.5.2 測量誤差的分配Distribution of measurement error 059
2.5.3 最佳測量方案的選擇Selection of the best solution 060
2.6 測量不確定度Measurement Uncertainty 062
2.6.1 測量不確定度概述Overview of measurement uncertainty 062
2.6.2 標準不確定度的評定Evaluation of standard uncertainty 066
2.6.3 測量不確定度的合成The combination of measurement uncertainty 069
2.6.4 擴展不確定度Expanded uncertainty 070
2.6.5 不確定度的報告Reporting of uncertainty 071
2.6.6 測量不確定度的應用Application of measurement uncertainty 073
2.7 測量數據的處理Processing of Measurement Data 079
2.7.1 有效數字的處理Handling of significant digits 080
2.7.2 等精度測量結果的處理Processing of equal-precision measurement result 081
參考文獻References 083
習題Exercises 083
第3章 智能儀器 084
Chapter 3 Intelligent Instruments 084
3.1 自動測試系統的組成和發展概況Composition and Development of Automatic Test System 084
3.1.1 自動測試系統的發展概況Development of automatic test systems 085
3.1.2 自動測試系統的基本組成Basic components of automatic test system 087
3.2 智能儀器概述Overview of Intelligent Instrument 089
3.2.1 智能儀器的組成Composition of intelligent instrument 090
3.2.2 智能儀器的硬件結構Hardware structure of intelligent instrument 091
3.2.3 智能儀器的軟件組成Software composition of intelligent instrument 093
3.2.4 智能儀器的特點Characteristics of intelligent instrument 094
3.2.5 智能儀器的典型功能Typical functions of intelligent instrument 096
3.3 虛擬儀器的特點和結構The Characteristics and Structure of Virtual Instrument 101
3.3.1 虛擬儀器的特點The characteristics of virtual instrument 103
3.3.2 虛擬儀器的結構The structure of virtual instrument 106
3.4 網絡化儀器與遠程測控技術Networked Instrument and Remote Measurement and Control Technology 108
參考文獻References 112
習題Exercises 112
第4章 傳感器接口與信號處理電路 113
Chapter 4 Sensor Interface and Signal Processing Circuit 113
4.1 傳感器輸出信號的處理方法Processing Method of Sensor Output Signal 114
4.2 對傳感器接口電路的要求Requirements for Sensor Interface Circuits 116
4.3 傳感器接口電路的形式Form of Sensor Interface Circuit 116
4.3.1 電平的處理Processing of voltage level 116
4.3.2 阻抗匹配器Impedance matcher 117
4.3.3 電橋電路Bridge circuit 120
4.3.4 放大與衰減Amplification or attenuation 125
4.3.5 噪聲的抑制Noise suppression 127
4.4 信號轉換電路Signal Conversion Circuit 139
4.4.1 電壓-電流轉換Voltage-to-current conversion 139
4.4.2 模擬-數字轉換Analog-to-digital conversion 140
參考文獻References 144
習題Exercises 144
第5章 無線傳感器和傳感器網絡 145
Chapter 5 Wireless Sensor and Sensor Network 145
5.1 無線傳感器和無線傳感器網絡概述Overview of Wireless Sensor and Wireless Sensor Network 147
5.1.1 無線傳感器和無線傳感器網絡簡介Introduction of wireless sensor and wireless sensor network 147
5.1.2 無線傳感器網絡的特點Characteristics of wireless sensor network 149
5.1.3 通信標準Communication standard 151
5.2 無線傳感器網絡的系統組成System Composition and Structure of Wireless Sensor Network 159
5.2.1 無線傳感器網絡系統框圖Systematic diagram of wireless sensor network 159
5.2.2 無線傳感器網絡組網結構Network structure of WSN 161
5.2.3 無線傳感器網絡設計的約束因素Constraints on wireless sensor network design 163
5.2.4 WSN與傳統網絡對比Comparison between WSN and traditional sensor network 166
5.3 無線傳感器網絡的關鍵技術Key Technologies for Wireless Sensor Network 170
5.3.1 無線傳感器網絡軟件體系結構Wireless sensor network software architecture 183
5.3.2 無線傳感器網絡的協議棧The protocol stack for the wireless sensor network 186
5.3.3 無線傳感器網絡通信體系結構Wireless sensor network communication architecture 188
5.4 無線傳感器網絡的應用Application of Wireless Sensor Network 191
參考文獻References 195
習題Exercises 195
第6章 無線傳感器網絡軟件設計 196
Chapter 6 Software Design in WSN 196
6.1 ZigBee技術簡介Introduction to ZigBee Technology 196
6.1.1 ZigBee技術的特點Features of ZigBee technology 199
6.1.2 ZigBee 2007協議簡介Introduction to ZigBee 2007 protocol 201
6.1.3 ZigBee無線網絡通信信道分析ZigBee wireless network communication channel analysis 202
6.1.4 ZigBee無線網絡拓撲結構ZigBee wireless network topological structure 203
6.1.5 ZigBee技術的應用領域Application fields of ZigBee technology 204
6.1.6 CC2530芯片概述Overview of CC2530 chip 205
6.2 設置網絡的步驟Procedure of Network Set-up 207
6.2.1 ZigBee協議棧ZigBee protocol stack 208
6.2.2 ZigBee協議棧的使用The use of ZigBee protocol stack 209
6.3 協調節點程序設計Program Design for Coordinator 214
6.4 終端節點程序設計Program Design for Terminal Node 220
參考文獻References 224
習題Exercises 224
第7章 智能傳感器與電子測量技術新進展 225
Chapter 7 New Progress of Intelligent Sensor and Electronic Measurement Technology 225
7.1 智能傳感器研究進展Research Progress of Intelligent Sensor 225
7.1.1 智能傳感器新的研究方向New research direction of intelligent sensor 225
7.1.2 智能信息輸入器件與設備新發展New development of intelligent information input devices and equipment 228
7.2 智能傳感器產品與應用Intelligent Sensor Products and Applications 234
7.3 電子測量領域技術新進展New Technological Progress in The Field of Electronic Measurement 237
7.3.1 傳感器接口電路新進展New development of sensor interface circuit 237
7.3.2 傳感器輸出信號處理器研究與應用新進展New progress in research and application of sensor output signal processor 238
7.3.3 智能測量技術Intelligent measurement technology 240
7.3.4 軟測量技術Soft sensing technology 242
參考文獻References 247
習題Exercises 247
習題參考答案 249
第1章 習題參考答案 249
第2章 習題參考答案 251
第3章 習題參考答案 251
第4章 習題參考答案 254
第5章 習題參考答案 256
第6章 習題參考答案 262
第7章 習題參考答案 264
附錄A 正態分布在對稱區間的積分表 268
Appendix A Integral table of normal distribution in symmetric interval 268
附錄B t分布在對稱區間的積分表 270
Appendix B Integral table of t distribution in symmetric interval 270
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