传感器原理及应用PDF电子书下载

目录 10

绪论 10

第一章温度传感器 10

1.1 电阻型温度传感器 10

1.1.1 热电阻 10

1.1.2 热敏电阻 12

1.1.3 半导体热电阻温度传感器 17

1.1.4 电阻式温度传感器的应用 21

1.2 热电偶 25

1.2.1 热电偶的基本原理 25

1.2.2 热电偶的种类和结构 28

1.2.3 热电偶的实用测量电路 30

1.3.1 PN结型温度传感器 32

1.3 半导体PN结型温度传感器 32

1.3.2 集成温度传感器 33

1.3.3 温敏闸流晶体管 37

1.3.4 半导体结型温度传感器的应用 40

1.4 其他温度传感器 42

1.4.1 热辐射温度传感器 43

1.4.2 热敏电容 44

1.4.3 石英温度计 45

1.4.4 表面波温度传感器 45

1.4.5 超声波温度传感器 46

1.4.6 谐振式温度计 46

1.4.7 音叉式水晶温度传感器 46

1.4.8 光纤温度传感器 47

习题 48

2.1.1 外光电效应 50

第二章 光敏传感器 50

2.1 外光电效应及器件 50

2.1.2 光电发射二极管 51

2.1.3 光电倍增管 54

2.1.4 光电倍增管在闪烁计数器中的应用 61

2.2 光电导效应器件及其应用 62

2.2.1 光电导效应 62

2.2.2 光敏电阻器 64

2.2.3 光敏电阻的参数及特性 65

2.2.4 光敏电阻器的直流偏置与放大接口电路 68

2.2.5 光敏电阻的应用 70

2.3 光生伏特效应器件 71

2.3.1 光生伏特效应 71

2.3.2 主要的光生伏特探测器 73

2.3.3 光生伏特效应器件的应用 79

2.4 红外热释电光敏器件 86

2.4.1 热释电效应及器件 86

2.4.2 双元型红外传感器 88

2.5 固态图像传感器 91

2.5.1 电荷耦合器件（CCD） 91

2.5.2 MOS图像传感器 99

2.5.3 CCD器件的应用 102

2.6 光纤传感器 103

2.6.1 光纤的传光原理 103

2.6.2 光纤传感器的原理 105

2.6.3 光纤传感器实例 107

2.7.1 光纤烟气光学密度传感器 110

2.7 新型传感器 110

2.7.2 高灵敏固体摄像器件 111

2.7.3 多媒体摄像器系统 113

2.7.4 机器人光学阵列触觉系统 113

2.7.5 高分子光传感器 114

习题 116

第三章 力／压力敏传感器 118

3.1 电阻应变计 118

3.1.1 金属应变计 119

3.1.2 半导体应变片 123

3.1.3 应变计的测量原理和测量线路 130

3.1.4 硅膜片上的压阻全桥设计 133

3.1.5 硅杯式压力传感器 136

3.1.6 电阻应变式传感器的应用 140

3.2.1 压电式传感器的基本原理 142

3.2 压电式力传感器 142

3.2.2 典型材料的压电效应 143

3.2.3 压电传感器的等效电路与测量线路 148

3.2.4 压电式传感器的应用 150

3.3 其他力／压力传感器 152

3.3.1 电容式压力传感器 152

3.3.2 电感式压力传感器 155

3.3.3 谐振式压力传感器 157

3.3.4 光纤力学量传感器 159

3.3.5 压电涂层——一种新型振动传感器 161

3.3.6 力敏Z元件及触觉传感器 162

3.3.7 陶瓷压阻式压力传感器 162

3.4.1 压力传感器接口电路 163

3.4 压力传感器的接口及应用电路 163

3.4.2 半导体压力传感器应用电路实例 165

习题 168

第四章磁敏传感器 170

4.1 霍尔元件 170

4.1.1 霍尔效应 170

4.1.2 霍尔元件的结构与特性 173

4.1.3霍尔集成电路 179

4.1.4霍尔元件的应用 182

4.2半导体磁阻器件 186

4.2.1 磁阻效应 186

4.2.2磁阻元件 189

4.2.4磁敏电阻的应用 192

4.2.3磁敏电阻的温度补偿 192

4.3结型磁敏器件 193

4.3.1磁敏二极管 193

4.3.2磁敏三极管 196

4.3.3结型磁敏元件的应用 199

4.4铁磁性金属薄膜磁阻元件 201

4.4.1 铁磁体中的磁阻效应 201

4.4.2铁磁薄膜磁敏电阻的结构与工作原理 201

4.4.3铁磁薄膜磁敏电阻的技术性能及特点 202

4.5新型磁传感器 202

4.5.1 MOS磁敏器件 202

4.5.2高分辨率磁性旋转编码器 203

4.5.3涡流传感器 205

习题 206

5.1 概述 207

第五章气体传感器 207

5.2 表面电阻控制型气体传感器 209

5.2.1 SnO2系气敏元件 209

5.2.2 ZnO系气敏元件 213

5.2.3 其他氧化物气敏元件 215

5.3体电阻控制型气体传感器 217

5.3.1 氧化铁系气敏元件 217

5.3.2 TiO2、Nb2O5氧敏元件 218

5.3.3其他氧敏元件 221

5.4 二极管和MOSFET气体传感器 222

5.4.1 气敏二极管 222

5.4.2 MOSFET型气敏元件 224

5.4.3其他结型气体传感器 226

5.5.1 浓差电池式ZrO2氧传感器 228

5.5 固体电解质气体传感器 228

5.5.2 SO2传感器 232

5.6接触燃烧式气体传感器 233

5.6.1 气敏元件的检测原理与结构 233

5.6.2气敏元件的特性 234

5.7气体传感器的应用 235

5.8 新型气体传感器 239

5.8.1 光纤气体传感器 239

5.8.2红外吸收式传感器 242

5.8.3 热导率变化式气体传感器 243

5.8.4 石英振荡式气体传感器 243

5.8.5 气－磁传感器 244

习题 244

6.1.1湿度表示法 246

第六章湿度传感器 246

6.1 概述 246

6.1.2湿度传感器的分类 247

6.2 电阻式湿度传感器 247

6.2.1 陶瓷电阻式湿度传感器 247

6.2.2热敏电阻绝对湿度传感器 250

6.2.3 高分子电阻式湿度传感器 251

6.3 电容式湿度传感器 254

6.3.1 多孔Al2O3－陶瓷电容式湿度传感器 254

6.3.2 高分子电容式湿度传感器 257

6.3.3 集成电容式湿度传感器IH3605 259

6.4 其他类型湿度传感器 261

6.4.1 半导体结型和MOS型湿度传感器 261

6.4.2 新型射频传感器 263

6.4.4 新型界限电流式高温湿度传感器 265

6.4.3 光纤湿敏传感器 265

6.5 湿度传感器的应用实例 267

6.5.1 湿度传感器在电路中的接口 267

6.5.2 湿度／电压转换电路 269

6.5.3 实用电路 270

习题 275

第七章 声／超声波敏感传感器 276

7.1 声波的基本性质 276

7.1.1声压及其描述 276

7.1.2声功率和声强 278

7.1.3声波的反射、折射、透射和吸收 279

7.2声敏传感器 280

7.2.2压电声敏传感器 281

7.2.1 电阻变换型声敏传感器 281

7.2.3 电容式声敏传感器（静电型） 282

7.2.4音响传感器 283

7.3超声波传感器 285

7.3.1 超声波及其物理性质 285

7.3.2超声波探头 286

7.3.3超声波检传感器检测技术中的应用 288

7.4声表面波传感器 292

7.4.1 SAW传感器的结构与工作原理 292

7.4.2高分辨率SAW温度传感器 293

7.4.3 SAW气体传感器 294

7.4.4 SAW压力传感器 295

7.5声板波传感器 297

7.5.1 APM传感器原理 297

7.5.2 APM传感器的应用 298

第八章 生物传感器 300

8.1 生物传感器的工艺原理 300

8.1.1 生物识别功能物质及信号转换方式 300

8.1.2换能器 301

8.1.3固定化技术 301

8.1.4基本电极和测量方式 302

8.2生物传感器的工作原理 302

8.2.1 最常用的生物传感器 303

8.2.2半导体复合膜式 306

8.2.3光导复合膜式 308

8.2.4压电晶体复合膜式 309

8.3 基因芯片 310

8.3.1 基因芯片的制作原理 311

8.3.2测试原理 312

8.3.3检测和分析 314

8.3.4 基因芯片技术的主要应用 315

8.4 LB仿生功能膜 315

8.4.1 LB膜与分子电子学的发展 315

8.4.2 LB膜生物传感器 316

8.4.3 K+离子敏感LB膜 318

8.4.4仿生嗅敏LB膜 320

8.5 国内外生物传感器的研究方向 322

第九章智能传感器 324

9.1 智能传感器与传感器系统 324

9.2智能传感器的构成及其功能 325

9.2.1 智能传感器的结构 325

9.2.2智能传感器的功能 325

9.2.3智能传感器的特点 326

9.3传感器的智能化 327

9.3.1数据处理功能 327

9.3.2控制功能 334

9.4常用智能传感器集成电路芯片 337

9.4.1 数据输出接口电路 337

9.4.2微处理器 337

9.4.3智能传感器的接口芯片 337

9.5智能传感器的应用 339

9.5.1 ST-3000系列智能压力传感器 339

9.5.2 EJA差压变送器 339

9.5.3 利用通用接口（USIC）构成的智能温度压力传感器 340

9.5.4 人工神经网络智能传感器 342

9.5.5 其他智能传感器 343