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目录 1

前言 1

第1章　绪论 1

1.1　检测技术基础 2

1.1.1　测量的基本方法 2

1.1.2　测量的误差 3

1.1.3　检测系统的性能 7

1.2　现代检测系统 20

1.2.1　现代检测系统构成 20

1.2.2　现代传感技术概述 25

1.3.1　现代传感器技术的发展 27

1.3　现代检测技术的发展 27

1.3.2　现代检测系统通信的发展 28

1.3.3　现代检测系统信息处理的发展 29

第2章　硅微传感器 31

2.1　薄膜技术 32

2.2　硅微机械加工 38

2.2.1　硅的各向异性刻蚀技术 39

2.2.2　键合技术 49

2.2.3　X射线深层光刻电铸成形技术 53

2.2.4　其他微加工材料和微加工技术 56

2.3　硅微型传感器 57

3.1　光探测器 69

3.1.1　光电子发射探测器 69

第3章　光与光纤传感器 69

3.1.2　光电导探测器 71

3.1.3　光伏探测器 74

3.1.4　MSM光电探测器 81

3.1.5　图像传感器 81

3.1.6　光电探测器阵列 84

3.1.7　热探测器 84

3.2　光检测的基本方法 88

3.2.1　光的强度检测 88

3.2.2　光的波长检测 90

3.2.3　光的频率检测 91

3.3　光纤传感器概述 92

3.2.4　光的相位检测 92

3.3.1　光纤的基本理论与技术 93

3.3.2　几种主要光纤 100

3.3.3　光纤的激励与连接 101

3.4　光纤传感器的调制技术 105

3.4.1　光纤的强度调制 105

3.4.2　光纤的相位调制 112

3.4.3　光纤的频率调制 115

3.4.4　光纤的波长调制 116

3.4.5　光纤的偏振调制 117

3.5　光纤光栅 120

3.5.1　光纤光栅原理 120

3.5.2　光纤光栅的调制与解调 123

3.6.1　准分布式光纤传感器 126

3.6　准分布式与分布式光纤传感器 126

3.6.2　分布式光纤传感器 128

3.7　光纤传感器 131

第4章　化学传感器及其应用 146

4.1　气敏传感器概述 146

4.1.1　半导体气敏传感器的机理 147

4.1.2　半导体气敏传感器的结构 149

4.2　电阻型气敏传感器 150

4.2.1　表面电阻型气敏传感器 150

4.2.2　体电阻控制型气敏传感器 157

4.2.3　集成薄厚膜及复合型气敏传感器 161

4.3　固体电解质气敏传感器 162

4.4.1　MOSFET的基本原理 164

4.4　MOSFET气敏传感器 164

4.4.2　几种MOSFET气敏传感器 166

4.5　气敏传感器的应用 171

4.6　离子选择电极 172

4.7　ISFET离子敏传感器 175

4.7.1　ISFET的工作原理 175

4.7.2　各种ISFET的结构 176

4.7.3　固态参比电极 182

4.8　ISFET的特点与应用 183

4.8.1　ISFET的特点 183

4.8.2　ISFET的应用 183

5.1　生物传感器概述 185

第5章　生物传感器及其应用 185

5.2　生物敏感膜的制备与信号转换器 187

5.2.1　生物识别功能物质与固定化技术 188

5.2.2　信号转换方式 189

5.3　酶传感器 192

5.3.1　酶传感器及其特性 192

5.3.2　几种酶传感器 195

5.4　微生物传感器 200

5.4.1　微生物传感器的原理 200

5.4.2　微生物传感器的特点 204

5.4.3　微生物传感器的应用 204

5.5　免疫传感器 207

5.6　基因传感器 212

5.6.1　基因传感器的分类 213

5.6.2　电化学DNA传感器 214

5.6.3　光纤DNA传感器 216

5.6.4　压电DNA传感器 218

5.6.5　DNA传感器的应用 219

5.6.6　DNA传感器的发展 220

5.7　生物FET传感器 221

5.7.1　酶FET 222

5.7.2　免疫FET 223

5.8　微阵列生物传感器 225

5.9　生物芯片技术 227

5.9.1　各种基因芯片 228

5.9.2　生物芯片的应用 229

5.10　生物传感器的发展 231

第6章　智能传感器及其标准接口 232

6.1　智能传感器 232

6.1.1　智能传感器概述 232

6.1.2　智能传感器示例 234

6.2　智能传感器通信标准接口 240

6.2.1 IEEE1451.1 242

6.2.2 IEEE1451.2 244

6.2.3 IEEEP1451.3 251

6.2.4 IEEEP1451.4 251

6.2.5　智能传感器网络在机器人中的应用 252

7.1　GPIB接口概述 255

第7章　自动测试仪器接口系统 255

7.2　GPIB的数据传输 258

7.2.1　消息编码 258

7.2.2　3线挂钩过程 259

7.3　接口功能状态图 260

7.4　GPIB接口的实现 265

7.4.1　CPIB接口电路设计 265

7.4.2　利用LSI组成GPIB接口 267

7.5　基于GPIB接口的测试系统的组建 270

7.6　VXI模块化测试系统概述 272

7.6.1　VXI总线的特点 272

7.6.2　VXI系统的结构 272

7.7.1　VME计算机总线 274

7.7　VXI系统的总线结构 274

7.7.2　VXI增加的信号线 279

7.8　VXI器件及其通信协议 282

7.8.1　VXI器件 282

7.8.2　VXI通信协议 285

7.8.3　VXI总线器件的协议 289

7.9　VXI测试系统的构成形式 292

第8章　通用串行通信总线 296

8.1　USB系统 296

8.2　USB物理接口 300

8.3 USB通信协议 301

8.3.1 信息流字段格式 301

8.3.2 USB信息包 304

8.3.3 USB事务处理 308

8.3.4 USB数据传输 309

8.3.5 差错控制 310

8.4 USB设备描述符及其配置操作 311

8.4.1 USB设备描述符 311

8.4.2 配置操作 312

8.5 USB系统应用 313

8.5.1 带USB接口的传感器标定系统 313

8.5.2 远距离数据传输 313

8.5.3 带USB接口的大规模集成电路 314

8.6 IEEE1394总线概述 318

8.7 IEEE1394协议的结构 320

8.8 IEEE1394物理层与链路层接口 327

8.9 IEEE 1394数据包 329

8.9.1 物理层数据包 330

8.9.2 主数据包 332

8.9.3 应答数据包 333

第9章 现场总线 334

9.1　现场总线概述 334

9.1.1　现场总线的国际标准 335

9.1.2　现场总线的特点 335

9.1.3　现场总线通信模型与协议 336

9.1.4　现场总线模型 337

9.2　CAN现场总线 339

9.2.1　CAN总线技术规范 340

9.2.2　CAN总线通信介质及收发装置特性 352

9.3　CAN总线的LSI器件 355

9.4　CAN总线组建实例 366

第10章　现代检测信息处理方法 368

10.1　测量性能的改善和噪声抑制 368

10.1.1　非线性校正 368

10.1.2　校正与补偿方法 371

10.1.3　噪声抑制方法 375

10.2　基于人工神经网络的检测 377

10.2.1　人工神经网络信号处理概述 377

10.2.2　人工神经网络的基本原理 378

10.2.3　BP模型及其应用 380

10.3.1　基本定义和定理 384

10.3　模糊原理在检测中的应用 384

10.3.2　模糊检测实例 387

10.4　基于小波变换的检测方法 391

10.4.1　小波变换 392

10.4.2　小波变换在检测中的应用 395

第11章　信息融合技术 403

11.1　信息融合概述 403

11.2　融合系统的功能和结构模型 407

11.2.1　数据融合的级别 408

11.2.2　时间融合和空间融合 409

11.2.3　融合系统的功能和结构模型 410

11.3　信息融合的方法 416

11.3.1　不确定性推理的概率方法 417

11.3.2　可信度方法 427

11.3.3　多传感器数据融合的D-S证据理论 431

11.3.4　人工神经网络和模糊集合方法 437

11.3.5　其他融合方法 440

11.4　分布式检测与信息融合 441

11.4.1　分布式信息融合概述 441

11.4.2　分布式系统的多步反馈融合算法 442

11.5　融合中心的贝叶斯判决准则的讨论 446

11.6　多传感器系统参数估计与目标识别 448

11.6.1　参数估计的多传感器数据融合 448

11.6.2　多传感器目标识别 451

参考文献 454