微型传感器及其应用PDF电子书下载

目录 1

第1章　引言 1

1.1 传感器 1

1.2　传感器的发展 3

1.3　微传感器 4

第2章　微机电系统基础 7

2.1　微机电系统定义 7

2.1.1　基础理论 7

2.1.2　技术基础 8

2.1.3　应用研究 9

2.2　微机电系统材料 10

2.2.1 硅 10

2.2.2　形状记忆合金 15

2.2.3　压电材料／电致伸缩材料 16

2.2.4　磁致伸缩材料 17

2.2.5 电流变体 17

2.3　微机电系统的主要工艺 18

2.2.6　凝胶 18

2.3.1 硅微加工 19

2.3.2 键合技术 24

2.3.3 LIGA技术 25

2.3.4　准分子激光技术 26

2.3.5 特种精密加工技术 26

第3章　力和压力微传感器 28

3.1　力微传感器 28

3.1.1 应变式力微传感器 28

3.1.2 压电式力微传感器 28

3.2　压力微传感器 30

3.2.1　压阻式压力微传感器 31

3.2.2 电容式压力微传感器 33

3.2.3　谐振式压力微传感器 35

3.3 摩托罗拉X型硅压力微传感器 38

3.3.1 结构形式 38

3.3.2 分类 39

3.3.3 封装形式 40

3.4 应用实例：微型高度计 41

第4章　加速度和角速度微传感器 45

4.1　加速度微传感器 45

4.1.1 加速度微传感器工作原理 45

4.1.2 压阻式加速度微传感器 46

4.1.3 电容式加速度微传感器 50

4.1.4　谐振式加速度微传感器 55

4.1.5 伺服式加速度微传感器 57

4.1.6 隧道型加速度微传感器 58

4.1.7 加速度微传感器的应用 59

4.2　角速度微传感器 60

4.2.1 微机械陀螺的原理、分类与性能 60

4.2.2 音叉式微机械陀螺 64

4.2.3　框架式微机械陀螺 66

4.2.4　振动轮式微机械陀螺 68

4.3　微惯性测量组合 70

5.1.3　温差电动势 72

5.1.2　接触电动势 72

5.1　微型热电偶 72

5.1.1 热电效应 72

第5章　热微传感器 72

5.1.4 薄膜热电偶 73

5.2　半导体结的热微传感器 74

5.2.1 二极管温度传感器 74

5.2.2 晶体管温度传感器 76

5.2.3　集成温度传感器 76

5.3 热敏电阻型微传感器 79

5.3.1 热敏电阻参数 79

5.3.2　PTC热敏电阻 79

5.3.3　NTC热敏电阻 79

5.3.4　CTR热敏电阻 80

第6章　磁微传感器 81

6.1　霍尔效应传感器 81

6.1.1 霍尔效应 81

6.1.2　霍尔效应传感器 82

6.2.1 磁阻效应 84

6.2　磁阻传感器 84

6.2.2 磁阻元件 87

6.2.3　磁敏电阻的温度补偿 89

6.3　结型磁敏管传感器 90

6.3.1　磁敏二极管 90

6.3.2　磁敏三极管 94

6.3.3 结型磁敏管传感器的应用 98

7.1.1　半导体气体传感器 101

7.1　气体微传感器 101

第7章　化学微传感器 101

7.1.2 石英振荡式气体传感器 107

7.1.3　凝胶电化学气体传感器 108

7.1.4 集成复合型气体传感器 108

7.2　湿度微传感器 110

7.2.1 半导体陶瓷湿度传感器 111

7.2.2 多孔氧化物湿度传感器 112

7.2.3　硅MOS型湿度传感器 113

7.3.1　ISFET的工作原理 114

7.3 离子敏微传感器 114

7.3.2　离子敏感膜 117

第8章　生物微传感器 119

8.1　场效应晶体管型酶传感器 119

8.1.1 酶的本质和特性 119

8.1.2 场效应晶体管型酶传感器 121

8.2　压电晶体免疫传感器 122

8.2.1 免疫反应与免疫识别 123

8.2.2 免疫传感器的检测模式 125

8.2.3 压电晶体免疫传感器 126

8.2.4 压电晶体免疫传感器的应用 127

8.3　基因传感器 128

8.3.1　基因与基因诊断 128

8.3.2 基因传感器的基本结构和类型 129

8.3.3 压电晶体DNA传感器 129

8.4　基因芯片 130

8.4.1 基因芯片的构造与检测原理 130

8.4.2 基因芯片的制备 131

8.5 基因芯片的应用举例 133

第9章　光电微传感器 136

9.1 光电传感器的基本效应 136

9.1.1 光的基本性质 136

9.1.2 外光电效应 136

9.1.3 内光电效应 137

9.1.4 光热效应 138

9.2　光电探测器 138

9.2.1 光敏电阻 138

9.2.2 光敏二极管 139

9.2.3　光敏晶体管 142

9.3　CCD传感器 144

9.3.1 CCD的结构 144

9.3.2 CCD的工作原理 144

9.3.3 固态图像传感器 146

9.3.4 CCD摄像器件的主要特性 147

9.3.5 面阵CCD图像传感器不均匀性的校正 148

9.3.6 CCD器件的应用 151

10.1.1 声表面波的类型 153

第10章　声表面波传感器 153

10.1 声表面波传感器技术基础 153

10.1.2 声表面波的主要性质 158

10.1.3 声表面波叉指换能器（IDT） 160

10.1.4　声表面波传感器检测原理 164

10.2　声表面波压力传感器 166

10.3 声表面波温度传感器 169

10.4　声表面波气体传感器 170

10.5 声表面波陀螺 171

11.1 在汽车工业中的应用 173

第11章　微传感器的应用 173

11.2　在机器人中的应用 175

11.2.1　微型机器人 175

11.2.2　微型飞行器 177

11.3 在生物医学方面的应用 177

11.4 在光学方面的应用 180

11.5 在航空航天方面的应用 180

参考文献 183