前　　言
本書不僅涉及傳感器，還涉及由多傳感器和其他必要組件組成的“系統(tǒng)”，包括傳感器網(wǎng)絡(luò)和多傳感器數(shù)據(jù)融合等方面。本書介紹了相關(guān)的物理原理和工作原理、評(píng)定等級(jí)、性能指標(biāo)、性能選擇，集成到工程系統(tǒng)所需的硬件和軟件、信號(hào)處理和數(shù)據(jù)分析、參數(shù)估計(jì)、決策，以及與傳感器和傳感器系統(tǒng)有關(guān)的實(shí)際應(yīng)用。由于本書不僅具有教材的所有內(nèi)容，還包含了大量關(guān)于該領(lǐng)域課題的實(shí)用信息，因此，本書也是極具價(jià)值的參考工具，特別是對(duì)于特定的專業(yè)。在本書中，術(shù)語(yǔ)傳感器系統(tǒng)指在實(shí)際應(yīng)用中多個(gè)傳感器系統(tǒng)或?qū)嵤┧�必需的傳感器及其他附件�?br>本書以學(xué)生容易理解和產(chǎn)生興趣的方式闡述傳感器的內(nèi)容，除此之外，本書還運(yùn)用了一些不同于其他傳感器書籍的教學(xué)方式，如下所示：
●使用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算表達(dá)物理原理和分析方法。
●以有條理、統(tǒng)一的方式將不同類型的傳感器呈現(xiàn)在各種不同的領(lǐng)域（電子、磁、電感、電容、電阻、壓電、壓阻、磁致伸縮、半導(dǎo)體、光纖、超聲波、機(jī)械、流體、熱等），以便于具有各種工程背景（機(jī)械、電氣、土木、材料、采礦、生物力學(xué)、制造、航空航天等）的讀者都能夠受益。
●傳感器的創(chuàng)新和先進(jìn)主題包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electronic Mechanical System，MEMS）傳感器和多傳感器數(shù)據(jù)融合等。
●為實(shí)際應(yīng)用中的傳感器及其附件的設(shè)計(jì)、選擇和集成提供了實(shí)用方法。
●提供了大量的工作實(shí)例、分析實(shí)例、數(shù)值實(shí)例、仿真、設(shè)計(jì)實(shí)例、儀器實(shí)例、案例研究和章末思考題（附完整答案），它們都與現(xiàn)實(shí)生活和實(shí)際工程應(yīng)用相關(guān)。
●書中提出的關(guān)鍵問(wèn)題將在各章的不同位置集中總結(jié)，以便于參考、復(fù)習(xí)和以PowerPoint形式呈現(xiàn)。
●每章開(kāi)始部分總結(jié)了該章涉及的主要課題及內(nèi)容，每章末尾的關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)提供了各章的主要內(nèi)容和公式。
●不方便整合到某一章中的重要內(nèi)容將在最后以單獨(dú)的附錄�⌒问浇o出。
●在本書學(xué)習(xí)過(guò)程中需要使用輔助軟件工具，如MATLAB。
●簡(jiǎn)潔明了，避免不必要的和冗長(zhǎng)無(wú)趣的討論，以便于參考和理解。
●內(nèi)容豐富，可以分別為本科生和研究生提供為期14周的課程。
●鑒于本書中討論的實(shí)際問(wèn)題，比如設(shè)計(jì)問(wèn)題、產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題和商業(yè)信息問(wèn)題，同時(shí)鑒于對(duì)更為先進(jìn)的理論、概念和實(shí)用信息的簡(jiǎn)化以及快照式介紹，本書可作為有效的參考工具，為工程師、技術(shù)人員、項(xiàng)目經(jīng)理以及其他行業(yè)和實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)人員服務(wù)。
●為更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和研究提供了參考和閱讀建議。
●詳細(xì)介紹了一套實(shí)驗(yàn)練習(xí)和實(shí)踐項(xiàng)目。
●對(duì)于章末計(jì)算題，提供了詳盡的解答，以便于教師教學(xué)��。
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�ⅰ￡P(guān)于本書教輔資源，只有使用本書作為教材的教師才可以申請(qǐng)，需要的教師可到原出版社網(wǎng)站注冊(cè)下載，若有問(wèn)題，請(qǐng)與泰勒·弗朗西斯集團(tuán)北京代表處聯(lián)系，電話010-82503061，電子郵件janet.zheng@tanfchina.com�！�—編輯注
背景
在我編寫的《控制傳感器和執(zhí)行器》（Prentice Hall，1989）出版幾年之后，我收到了很多修改和更新版本的建議，此次修訂是在2000年休假期間進(jìn)行的。由于我同時(shí)參與了機(jī)械電子學(xué)的本科生和研究生的課程開(kāi)發(fā)，所以我能夠收集大量最新且有深度的材料，這個(gè)項(xiàng)目迅速推進(jìn)，并出版了一本里程碑式的高達(dá)1300頁(yè)的教科書《機(jī)電一體化的綜合方法》（Taylor＆Francis Group，CRC Press，2005）。然而為實(shí)現(xiàn)最初的目標(biāo)，《傳感器和執(zhí)行器：控制系統(tǒng)儀器》（第1版）一書隨后變?yōu)椤稒C(jī)械電子學(xué)》的精簡(jiǎn)版本，并且兼顧控制類傳感器和執(zhí)行器。我從本科生的“控制系統(tǒng)儀表和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”課程，以及卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)研究生課程“控制系統(tǒng)儀器”的筆記中整理出了原始手稿。本科課程包含較多高級(jí)選修課，其中包含了大約一半的高級(jí)機(jī)械工程類課程，研究生課程的主要對(duì)象是電氣和計(jì)算機(jī)工程、機(jī)械工程和化學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生。學(xué)習(xí)這兩門課程的基礎(chǔ)是關(guān)于反饋控制的傳統(tǒng)入門課程以及導(dǎo)師的指導(dǎo)。在積累本書材料的過(guò)程中，我們?cè)噲D涵蓋麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系的兩門課程（模擬和數(shù)字控制系統(tǒng)綜合以及計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)）的大部分教學(xué)大綱。在不列顛哥倫比亞大學(xué)，我進(jìn)一步研究并修改和補(bǔ)充了機(jī)械電子學(xué)、控制傳感器和執(zhí)行器教學(xué)課程的原始資料。通過(guò)我在IBM公司、西屋電氣公司、布魯爾和克亞爾公司、美國(guó)國(guó)家航空航天局的劉易斯和蘭利研究中心等地的工程經(jīng)驗(yàn)，本書中的材料已經(jīng)有了應(yīng)用方向。
在澳大利亞墨爾本大學(xué)完成另一個(gè)版本的《傳感器和執(zhí)行器》期間，我有機(jī)會(huì)教授綜合本科生和研究生的“傳感器系統(tǒng)”課程，這是該大學(xué)機(jī)械電子學(xué)的重要課程。先前教過(guò)該課程的老師已經(jīng)在使用《傳感器和執(zhí)行器》一書中的相關(guān)內(nèi)容，他們表示這本書是此課程現(xiàn)有的最佳教材，他們讓我確信，討論傳感器系統(tǒng)的書籍應(yīng)該與討論傳感器的書籍有所不同，本書做到了這一點(diǎn)。
本書范圍
本書中介紹的內(nèi)容為以后學(xué)習(xí)傳感器系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，無(wú)論是在工業(yè)環(huán)境還是學(xué)術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室中，它都將促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步了解硬件知識(shí)及實(shí)驗(yàn)步驟，增強(qiáng)動(dòng)手開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)的能力并在此過(guò)程中獲得分析技能。同時(shí)為了取得最佳教學(xué)效果，有關(guān)傳感器系統(tǒng)的課程應(yīng)該包含配套實(shí)驗(yàn)或者典型