先进传感器及其应用PDF电子书下载

目录 1

第1章　绪论 1

1.1 传感器的定义与组成 1

1.1.1 传感器的定义 1

1.1.2　传感器及传感器测量系统的组成 2

1.2　传感器的分类 2

1.3　传感器的选用 5

1.4　传感器发展的趋势 6

1.4.1 传感器在科技发展中的重要性 6

1.4.2 先进传感器技术的发展趋势 7

1.4.3　传感器发展过程中存在的问题 9

第2章　各种基本接口电路 10

2.1 A/D、D/A接口电路 10

2.1.1 概述 10

2.1.2　D/A转换 10

2.1.3 A/D转换 14

2.2　数字编码器和译码器 19

2.2.1　数字编码器 19

2.2.2　数字译码器 22

2.3　遥控和遥测系统 23

2.3.1 引言 23

2.3.2 正弦载波信号的调制与解调 25

2.4.1　放大器的基本概念 29

2.4　外部放大电路 29

2.4.2　放大器的主要技术指标 30

2.4.3　 三种组态三极管放大器性能比较 31

2.4.4 多级放大器 33

2.5　反馈控制电路 34

2.5.1　反馈的分类 36

2.5.2　反馈放大器的方框图表示和一般表达式 37

2.5.3 负反馈对放大器性能的改善 38

第3章　气敏传感器 41

3.1 气敏传感器的基本原理 41

3.1.1 工作原理 41

3.1.2 导电机理 42

3.1.3 半导体气敏传感器的结构 43

3.2 集成化半导体气敏传感器 44

3.2.1　Pd-MIS二极管气敏传感器 44

3.2.2　Pd-MOSFET气敏传感器 45

3.2.3　Pd-TiO2气敏传感器 48

3.3　接触燃烧式气敏传感器 48

3.4　超微粒气敏传感器 49

3.5　Fe2O3系列气体传感器 49

3.6　气敏传感器的应用 50

第4章　多功能生物传感器 54

4.1 生物反应的基本知识 54

4.1.1 酶反应 54

4.1.2　微生物反应 56

4.1.3　免疫学反应 57

4.1.4 生物学反应中的物理量变化 58

4.1.5　生物反应敏感膜 58

4.2 生物传感器的工作原理、特点和分类 58

4.2.1 生物传感器的工作原理 58

4.2.2 生物传感器的特点 59

4.2.3 生物传感器的分类 59

4.3 酶传感器 60

4.4　微生物传感器 61

4.4.1 呼吸机能型微生物传感器 62

4.4.2　代谢机能型微生物传感器 63

4.5　免疫传感器 64

4.6 生物组织传感器 64

4.7　半导体生物传感器 65

4.7.1　酶光敏二极管 65

4.7.2 酶FET 65

4.8 生物传感器的应用 66

4.8.1 生物传感器在各行各业中的应用 66

4.8.2 一种集成化SOS/FET多功能生物传感器 67

第5章　光学传感器 71

5.1 光学传感器的特点与分类 71

5.2　光纤传感器 72

5.2.2　光调制技术 73

5.2.1 光纤传感器工作原理与分类 73

5.2.3　传感型光纤传感器 78

5.2.4　传光型光纤传感器 78

5.3 光电传感器 81

5.3.1 光敏器件 81

5.3.2 光电传感器的分类 82

5.3.3光电传感器 83

5.4 图像传感器 87

5.4.1 图像敏感器件 87

5.4.2 线性固态图像传感器 88

5.4.3 面型固态图像传感器 90

5.5 光学传感器的应用 91

第6章　硅微机电传感器 93

6.1 概述 93

6.1.1 硅微机电传感器的发展动态 93

6.1.2　硅微机电传感器的特点 94

6.2　力和压力传感器 94

6.2.1　硅微力传感器 94

6.2.2　硅微压力传感器 98

6.2.3　触觉成像传感器 100

6.3　硅微速度与加速度传感器 101

6.3.1　角速度传感器 102

6.3.2　加速度传感器 105

6.3.3　角加速度传感器 114

6.4.1 热流体传感器 117

6.4　流体传感器 117

6.4.2　表面摩擦力传感器 119

6.4.3　“干流体”传感器 121

6.4.4　“湿流体”传感器 123

6.5　硅微型惯性器件的组合（MIMU） 124

6.5.1 硅微型惯性器件的组合形式 126

6.5.2　激励与检测方法 126

6.6　应用实例 128

6.6.1 应用于汽车工程 128

6.6.2　微机械惯性敏感装置的组合 130

7.1.1　红外线基本概念 133

第7章　红外传感器 133

7.1　基本知识 133

7.1.2　红外辐射源 134

7.1.3　基本定义和定理 135

7.2　红外检测 137

7.2.1 红外光敏元件 137

7.2.2 红外检测原理和主要方法 137

7.3 红外检测仪器的主要组成 138

7.4 常用红外探测器 141

7.4.1 光电探测器 142

7.4.2 热电探测器 142

7.5.1 红外测温仪 143

7.5 常用红外检测仪器 143

7.5.2红外热像仪 145

7.6 红外线传感器应用电路 146

7.6.1 红外检测在工业上的应用 147

7.6.2 红外传感器的人体检测电路 149

7.6.3 测距装置的信号处理电路 150

7.6.4水果糖度检测 151

7.6.5 红外检测在军事上的应用 151

第8章声波传感器 153

8.1 声波传感器的工作原理 153

8.1.1 声波的接收原理 153

8.1.2 测量传声器 154

8.2.1 概述 155

8.1.3 测量传声器的校准 155

8.2 声表面波（SAW）传感器 155

8.2.2 声表面波传感器理论基础 156

8.2.3 测量各种物理量的理论分析 157

8.2.4 各种SAW传感器 161

8.3 水声波传感器 166

8.4 超声波传感器 169

8.4.1 超声波传感器的基本原理与结构 169

8.4.2 基本结构 170

8.4.3 超声波传感器的基本特性 170

8.5 声波传感器的应用 172

8.5.1 超声治疗 172

8.5.2 声波在鱼群探测中的应用 173

8.5.3 电子扫描声纳 174

8.5.4 水底地形观察 175

第9章 特种传感器 176

9.1 柔性力传感器 176

9.1.1 Stewart并联机构及特点 176

9.1.2 柔性力／力矩传感器的组成及工作原理 177

9.2 非晶态合金传感器 178

9.2.1 敏感材料 178

9.2.2 非晶态合金的敏感功能 180

9.2.3 非晶态合金传感器的工作原理 180

9.2.4 非晶态合金传感器 184

9.3.2 各种液晶传感器 187

9.3 液晶传感器 187

9.3.1 液晶及其性质 187

9.4 微波传感器 188

9.4.1 微波传感器及其分类 188

9.4.2 微波传感器应用 189

9.5 射线式传感器 192

9.5.1 核辐射的物理基础 192

9.5.2 射线式传感器 193

9.5.3 射线式传感器的应用 195

9.6 离子传感器 196

9.6.1 工作原理 196

9.6.2 离子传感器 198

9.6.3 集成离子传感器 200

9.7 超导传感器 201

9.8 智能传感器 203

9.8.1 概述 203

9.8.2 智能式传感器的构成及各部分功能 203

第16章 传感器应用实例 205

10.1 传感器在家用电器中的应用 205

10.1.1 传感器在家用电器中的发展 205

10.1.2 对家用电器传感器的要求 206

10.1.3 有待研制的传感器 208

10.1.4 传感器在家用电器中的应用实例 209

16.2 传感器在机器人中的应用 210

10.2.1 触觉 212

10.2.2 滑动感觉 214

10.3 传感器在航空、航天领域的应用 215

16.3.1 陀螺仪 216

10.3.2 加速度计和速度计 217

10.3.3 红外水平线传感器 217

10.3.4 阳光传感器 218

10.3.5 地磁传感器 219

10.4 超小型传感器的应用 220

10.4.1 应用于战术武器的制导系统 220

10.4.2 应用于小型、微型和纳米卫星 223

参考文献 224