现代传感技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 传感技术的地位 1

1.2 传感技术的发展趋势 2

思考题与习题 6

第2章 集成式传感器 7

2.1 概述 7

2.2 硅压阻式集成压力传感器 7

2.2.1 圆平膜片几何结构参数的设计 7

2.2.2 圆平膜片上压敏电阻位置的设计 10

2.2.3 电桥输出电路 13

2.2.4 硅压阻式集成压力传感器温度漂移的补偿 14

2.3 硅压阻式集成加速度传感器 16

2.3.1 敏感结构与压敏电阻设计 16

2.3.2 敏感结构参数设计准则 18

2.3.3 动态特性分析 18

2.3.4 设计实例 19

2.4 硅电容式集成压力传感器 21

2.4.1 原理结构 21

2.4.2 敏感特性 21

2.4.3 开关-电容接口电路 25

2.4.4 电容-频率接口变换电路 31

2.5 硅电容式集成加速度传感器 33

2.5.1 零位平衡式电容式加速度传感器 33

2.5.2 基于组合梁的电容式加速度传感器 33

2.5.3 3轴加速度传感器 34

思考题与习题 36

第3章 谐振式传感器 38

3.1 概述 38

3.2 谐振式传感器的基础理论 38

3.2.1 基本结构 38

3.2.2 闭环自激系统的实现条件 39

3.2.3 敏感机理实现 40

3.2.4 谐振子的机械品质因数 41

3.2.5 特征和优势 45

3.3 谐振式传感器的典型应用 45

3.3.1 谐振筒压力传感器 45

3.3.2 谐振式角速率传感器 52

3.3.3 谐振式直接质量流量传感器 62

3.3.4 谐振式硅微结构传感器 70

思考题与习题 76

第4章 光电传感器 78

4.1 概述 78

4.2 光电传感器的基本检测原理 80

4.2.1 光的传播 80

4.2.2 PN结半导体光源 80

4.2.3 光电效应型光探测器 82

4.2.4 光导效应型探测器 85

4.3 光电传感器的主要性能参数 86

4.3.1 灵敏度（响应度，响应率） 86

4.3.2 检测限 87

4.3.3 光谱灵敏度特性 88

4.3.4 时间响应特性 89

4.3.5 内部阻抗 90

4.3.6 信噪比与动态范围 90

4.3.7 暗电流 90

4.3.8 分辨率 90

4.4 CCD阵列传感器 92

4.4.1 CCD基本结构与MOS电容器 92

4.4.2 CCD成像传感器举例 98

4.4.3 微光CCD成像传感器 102

4.5 红外传感器 103

4.5.1 光导型红外探测器 104

4.5.2 光电型红外探测器 107

4.5.3 红外焦平面阵列探测器 108

思考题与习题 111

第5章 纳米传感器 112

5.1 概述 112

5.2 电子隧道传感器的工作原理 113

5.3 隧道加速度传感器 115

5.3.1 结构和制造 115

5.3.2 反馈控制电路 117

5.3.3 噪声源分析 118

5.3.4 隧道加速度计的特性测试 119

5.3.5 隧道加速度计的性能验证 122

5.4 原子力纳米结构传感器的检测原理 123

5.4.1 工作原理和结构 124

5.4.2 实验测试 126

5.5 碳纳米管质量传感器 127

5.5.1 碳纳米管的物理性质 127

5.5.2 谐振式碳纳米管质量传感器 128

思考题与习题 130

第6章 智能化传感器 132

6.1 概述 132

6.2 智能化传感器的实现 133

6.2.1 基本结构组成 133

6.2.2 基本传感器 135

6.2.3 常用的软件技术 136

6.3 智能化传感器的典型应用 137

6.3.1 光电式智能化压力传感器 137

6.3.2 智能化差压传感器 139

6.3.3 智能化流量传感器系统 140

6.4 智能化传感器的发展前景 141

思考题与习题 142

第7章 无线传感器网络 144

7.1 概述 144

7.2 无线传感器和传感器网络 147

7.2.1 无线传感器网络架构和设计 147

7.2.2 无线传感器网络的体系结构 150

7.2.3 无线集成网络传感器 153

7.2.4 无线传感器网络的安全技术 154

7.3 分布式传感器网络技术 156

7.3.1 分布式传感器网络的特点 156

7.3.2 分布式传感器网络的体系结构 159

7.4 多传感器信息融合技术 161

7.4.1 多传感器信息融合技术的发展 161

7.4.2 多传感器信息融合的结构形式 163

7.4.3 多传感器信息融合的算法 166

7.4.4 多传感器信息融合的新技术 169

7.5 无线传感器网络的典型应用 172

7.5.1 无线传感器网络在单兵生命体征监测中的应用 172

7.5.2 无线传感器网络在健康监护中的应用 173

7.5.3 无线传感监测网络在煤矿安全监测中的应用 175

7.6 无线传感器网络的发展趋势 177

思考题与习题 178

第8章 现代传感技术的应用 179

8.1 概述 179

8.2 传感技术在油田测试系统中的应用 179

8.2.1 井下压力的测量 179

8.2.2 分布式光纤温度测量 181

8.2.3 光纤多相流流量测量 182

8.3 传感技术在现代汽车中的应用 183

8.3.1 汽车传感器的应用 183

8.3.2 现代汽车传感器的发展前景 185

8.4 传感技术在电子鼻技术中的应用 186

8.4.1 电子鼻技术的研究现状 186

8.4.2 电子鼻技术的应用 187

8.5 无线传感器网络在智能家居中的应用 189

8.5.1 智能家居的研究现状 189

8.5.2 智能家居无线传感器网络的应用 190

8.5.3 智能家居的发展前景 192

8.6 基于蓝牙技术的无线传感网络 192

8.6.1 蓝牙传感器网络 192

8.6.2 蓝牙技术在医疗生理参数监测中的应用 194

8.7 无线传感器网络在环境监测中的应用 195

8.7.1 建筑光环境的无线分布式网络监测 195

8.7.2 流域水环境的无线分布式网络监测 196

8.7.3 森林环境防火的无线网络监控 198

8.8 工程机械机群状态的智能化监测与故障诊断 200

8.8.1 工程机械的监测与故障诊断技术分析 200

8.8.2 无线传感器网络在机群状态监测中的应用 202

思考题与习题 203

参考文献 204