第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2敏感材料的定义与类别 2
1.2.1敏感材料的定义 2
1.2.2敏感材料的类别 3
1.3传感器敏感材料与信息感测 5
1.3.1信息传感与能量转换 5
1.3.2敏感材料的信息感测 6
1.4传感器的定义与分类 6
1.4.1传感器的定义 6
1.4.2传感器的构成 7
1.4.3传感器的分类 8
参考文献 10
第2章 温度敏感材料与器件 11
2.1温度敏感材料的分类及热学性能与换能特性 11
2.2电阻式温度传感器 12
2.2.1金属电阻式温度传感器的工作原理 13
2.2.2铂电阻温度计 15
2.2.3铜电阻温度计 16
2.2.4镍、铟、锰、碳等热电阻 16
2.2.5热敏电阻 16
2.2.6热电阻的测量电路 17
2.2.7电阻式温度传感器的典型应用 18
2.3半导体热敏传感器 18
2.3.1热敏二极管 19
2.3.2热敏晶体管 20
2.3.3集成温度传感器 21
2.4红外温度传感器 21
2.4.1红外探测器 22
2.4.2红外探测器的主要性能参数 23
2.4.3红外探测器使用中应注意的问题 24
2.4.4红外测温原理及测温仪 25
2.5热电敏感材料及传感器 26
2.5.1热电偶的工作原理 26
2.5.2热电极材料及常用热电偶 28
2.5.3热电偶的结构 28
2.5.4热电偶的连接及温度补偿 28
2.5.5热电偶的应用举例 31
2.6双金属片式温度传感器 31
2.7压力式温度传感器 32
2.8示温涂料温度传感器 32
2.9石英热敏传感器 33
小结 34
参考文献 34
第3章 湿度敏感材料与器件 35
3.1湿度敏感材料的换能特性与分类 35
3.1.1湿度的定义 35
3.1.2传感器感湿特性参数 36
3.1.3湿度测定原理 37
3.1.4叉指换能器 38
3.1.5湿敏材料的分类 40
3.2电解质湿敏传感器 41
3.2.1电解质感湿机理 41
3.2.2氯化锂电解质 42
3.2.3氯化锂电解质湿敏传感器 43
3.2.4电解质湿敏传感器的典型应用 44
3.3金属氧化物陶瓷湿敏传感器 45
3.3.1氧化铁湿敏传感器 45
3.3.2氧化锡和氧化钛湿敏传感器 45
3.3.3多孔氧化物薄膜和陶瓷湿敏传感器 46
3.3.4金属氧化物陶瓷湿敏传感器的典型应用 48
3.4有机高分子湿敏传感器 49
3.4.1电容式湿敏传感器 49
3.4.2电阻式湿敏传感器 50
3.4.3有机高分子湿敏传感器举例 50
3.5压电湿敏传感器 51
3.6光纤湿敏传感器 52
3.6.1法布里-珀罗腔湿敏传感器 53
3.6.2渐逝波光纤耦合器湿敏传感器 54
3.6.3长周期光纤光栅湿敏传感器 55
3.6.4光纤布喇格光栅湿敏传感器 56
小结 57
参考文献 58
第4章力（声）敏材料与器件 59
4.1力（声）学性能与换能特性 59
4.1.1力学性能 59
4.1.2换能特性 60
4.1.3声学性能与换能特性 62
4.1.4力（声）敏传感器分类 64
4.2压力、应变传感器 66
4.2.1压力的定义 66
4.2.2应变片式力敏传感器 67
4.2.3电容式力敏传感器 70
4.2.4压电式力敏传感器 74
4.2.5霍尔式力敏传感器 77
4.3运动量力敏传感器 78
4.3.1流量传感器 78
4.3.2加速度传感器 80
4.3.3位置、位移传感器 84
4.4普通声敏传感器 85
4.4.1炭粒送话器 86
4.4.2动圈式送话器 86
4.4.3电容式送话器 86
4.4.4压电陶瓷送话器 87
4.4.5压电陶瓷受话器 88
4.5次声传感器和水声换能器 89
4.5.1次声传感器 89
4.5.2水声换能器 90
4.6超声传感器 93
小结 98
参考文献 98
第5章 生物敏感材料与器件 99
5.1生物化学敏感材料的换能特性与分类 99
5.1.1生物敏感材料的换能特性及其分类 99
5.1.2化学敏感材料的换能特性及其分类 105
5.2酶敏感材料及传感器 106
5.2.1酶电极传感器的工作原理及分类 107
5.2.2酶传感器的典型应用 108
5.3免疫敏感材料及传感器 110
5.3.1免疫传感器的结构与分类 110
5.3.2免疫传感器的典型应用 113
5.3.3免疫传感器的发展趋势 115
5.4微生物和细胞组织传感器 115
5.4.1微生物传感器 115
5.4.2细胞传感器 117
5.4.3组织传感器 118
5.4.4基因传感器 119
5.4.5光导管生物传感器和生物电子学传感器 121
5.4.6微生物和细胞组织传感器的典型应用 124
5.5离子选择电化学敏感材料及传感器 125
5.5.1电极反应与电极电位 125
5.5.2离子选择电化学敏感材料的分类 126
5.5.3原电极 127
5.5.4敏化电极 136
5.5.5离子敏感性场效应晶体管 139
小结 142
参考文献 143
第6章 磁场敏感材料与器件 145
6.1磁场敏感材料的换能特性与分类 145
6.1.1磁场敏感材料的换能特性 145
6.1.2磁场敏感材料的分类 145
6.2霍尔敏感材料及传感器 145
6.2.1霍尔效应 146
6.2.2半导体霍尔敏感材料与器件 147
6.2.3霍尔器件的主要参数 150
6.2.4霍尔敏感材料传感器 151
6.3半导体磁阻材料及传感器 152
6.3.1半导体的磁阻效应 152
6.3.2半导体磁阻材料与器件 154
6.3.3半导体磁阻器件的基本特性与性能参数 157
6.3.4半导体磁阻器件传感器 159
6.4铁磁性金属薄膜磁阻材料及传感器 160
6.4.1铁磁性金属薄膜材料的各向异性磁阻效应 160
6.4.2铁磁性金属薄膜材料及磁阻器件制造工艺 160
6.4.3铁磁性金属薄膜磁阻器件的结构与工作原理 161
6.4.4铁磁性金属薄膜磁阻器件的技术参数及特点 162
6.4.5铁磁性金属薄膜磁阻器件传感器 163
6.5巨磁阻材料及传感器 163
6.5.1巨磁阻效应及相关材料 163
6.5.2巨磁阻效应器件传感器 166
6.6磁敏二极管和磁敏晶体管 167
6.6.1磁敏二极管 167
6.6.2磁敏晶体管 172
6.6.3磁敏晶体管传感器 178
6.7磁致伸缩材料及传感器 179
6.7.1磁致伸缩效应 179
6.7.2磁致伸缩材料 179
6.7.3磁致伸缩材料传感器 182
6.8其他磁敏器件 183
6.8.1韦根德磁敏器件 183
6.8.2磁敏Z元件 185
6.8.3超导量子干涉器件 187
6.8.4磁通门磁敏传感器 189
小结 190
参考文献 190
第7章 光学敏感材料与器件 192
7.1光学敏感材料的换能特性与分类 192
7.1.1光学敏感材料的换能特性 192
7.1.2光学敏感材料的分类 194
7.2 Ⅳ族光敏材料 195
7.2.1锗光敏材料 195
7.2.2硅光敏材料 198
7.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物光敏材料 201
7.3.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物的结构与性质 202
7.3.2砷化镓光敏材料 204
7.4 Ⅱ -Ⅵ族化合物光敏材料 206
7.4.1硫化锌光敏材料 207
7.4.2硫化镉光敏材料 210
7.5 Ⅳ-Ⅵ族化合物光敏材料 214
7.5.1铅的硫属化合物 214
7.5.2铅锡硫属化合物合金 217
7.6有机光折变材料 218
7.6.1光折变材料的分类 218
7.6.2有机光折变材料的分类及特点 219
7.7结型光敏器件 222
7.7.1结型光敏器件的工作原理 222
7.7.2硅光电池 224
7.7.3硅光敏二极管和硅光敏晶体管 227
7.7.4结型光敏器件的放大电路 232
7.7.5特殊结型光敏二极管 233
7.7.6结型光敏器件的典型应用——光耦合器件 237
7.8光电导器件 239
7.8.1光敏电阻的工作原理 239
7.8.2光敏电阻的主要特性参数 241
7.8.3光敏电阻的偏置电路和噪声 247
7.8.4光敏电阻的特点和典型应用 248
7.9真空光敏器件 250
7.9.1光电阴极 250
7.9.2光电管与光电倍增管 252
7.9.3光电倍增管的主要特性参数 255
7.9.4光电倍增管的供电和信号输出电路 258
7.9.5光电倍增管的典型应用 262
小结 264
参考文献 264
第8章 气体敏感材料与器件 265
8.1气体敏感材料的换能特性与分类 265
8.2半导体气敏材料、器件及典型应用 266
8.2.1半导体气敏材料的敏感机理 267
8.2.2半导体气敏材料的合成方法 268
8.2.3半导体气敏材料的表征技术 270
8.2.4提高半导体气敏器件检测能力的有效途径 271
8.2.5半导体气敏器件的测量方法 273
8.2.6半导体气敏器件应用中的关键问题 273
8.2.7半导体气敏材料在气敏传感器中的典型应用 274
8.2.8半导体气敏材料的研究趋势 276
8.3电解质气敏材料、器件及典型应用 277
8.3.1定电位电解式气敏传感器 278
8.3.2伽伐尼电池式传感器 278
8.3.3固体电解质气敏传感器 278
8.4压电材料、器件及典型应用 282
8.4.1压电石英晶体的传感特性 283
8.4.2化学涂层物质的选择 284
8.4.3外界干扰的影响及消除方法 285
8.4.4压电材料在气敏传感器中的典型应用 285
8.4.5压电式气敏传感器的研究趋势 288
8.5碳纳米管气敏材料、器件及典型应用 288
8.5.1碳纳米管的结构 289
8.5.2吸附原理 290
8.5.3单壁碳纳米管气敏传感器 292
8.5.4多壁碳纳米管气敏传感器 293
8.5.5碳纳米管气敏传感器的功能化修饰 294
8.5.6碳纳米管在气敏传感器中的典型应用 296
8.6其他气敏器件 297
8.6.1红外线气敏器件 297
8.6.2电阻式气敏器件 297
8.6.3接触燃烧式气敏器件 298
8.6.4热导率变化式气敏器件 298
8.6.5 MOS场效应晶体管气敏器件 299
小结 299
参考文献 300
第9章 几种新型的敏感材料与器件 305
9.1引言 305
9.2光纤及传感器 305
9.2.1光纤 305
9.2.2光纤传感器 310
9.2.3光纤光栅传感器 314
9.2.4光纤传感器的典型应用 319
9.3光子晶体及传感器 325
9.3.1光子晶体及其特性 325
9.3.2光子晶体传感器 329
9.3.3光子晶体传感器的典型应用 330
9.4光子晶体光纤及传感器 332
9.4.1光子晶体光纤 333
9.4.2光子晶体光纤传感器 337
9.4.3光子晶体光纤传感器的典型应用 339
9.5聚合物光纤及传感器 341
9.5.1聚合物光纤 342
9.5.2聚合物光纤传感器 344
9.5.3聚合物光纤传感器的典型应用 349
9.6磁流体及传感器 351
9.6.1磁流体的特性 351
9.6.2磁流体传感器 359
9.6.3磁流体传感器的典型应用 364
9.7液晶及传感器 366
9.7.1液晶 366
9.7.2液晶传感器 372
9.7.3液晶传感器的典型应用 374
小结 376
参考文献 378
第10章 传感器敏感材料发展展望 381
10.1敏感材料发展概述 381
10.2敏感材料发展展望 382
10.3基于敏感材料的器件发展展望 387
参考文献 389