第1章 导论 1
1.1概述 1
1.2敏感材料类别 2
1.2.1按工作原理分类 2
1.2.2按功能类型分类 3
1.2.3按材料结构类型分类 4
1.2.4其他分类法 4
1.3信号传感方式及材料传感效应机理 5
1.3.1采用固定信号的直接传感方式 6
1.3.2采用补偿信号的传感结构方式 7
1.3.3采用差动信号的传感结构方式 8
1.3.4采用平均信号的传感结构方式 8
1.3.5采用零示法和反馈法方式 9
1.4传感器系统的特性及其数学模型 11
1.4.1传感器特性的静态模型及静态特性 11
1.4.2传感器特性的动态模型及动态特性 18
1.5传感技术与高新科技 23
1.5.1传感器网络技术 23
1.5.2传感器智能化及智能传感器结构 24
1.5.3微电子－机械系统（MEMS）技术 25
1.5.4传感器技术在现代探测控制系统中的应用 26
参考文献 26
第2章 力学量敏感材料与力传感器 27
2.1金属应变材料与应变传感器 27
2.1.1应变效应和电阻应变工作原理 27
2.1.2应变计测量桥路 31
2.1.3应变传感器应用实验——电阻变片式电子秤 34
2.2电容式力学量敏感材料与传感器 35
2.2.1电容式力学量传感器工作原理 36
2.2.2电容式力学量传感器的应用 41
2.3压电材料及压电传感器 43
2.3.1压电效应及压电方程 43
2.3.2常见压电材料 49
2.3.3压电元件的主要性能 57
2.3.4压电敏感材料与传感器的应用 61
2.4电流变材料及智能控制机构 67
2.4.1概述 67
2.4.2电流变现象和电流变效应 68
2.4.3电流变体的结构及组成 71
2.4.4电流变效应机理 74
2.4.5电流变材料在智能控制中的应用实例 79
参考文献 84
第3章 温度敏感材料与温度传感器 85
3.1金属电阻温度计 87
3.1.1金属电阻温度计的工作原理 87
3.1.2铂电阻温度计 91
3.1.3铜电阻温度计 93
3.1.4镍电阻温度计 95
3.1.5铂薄膜温度传感器 96
3.1.6厚膜铂电阻 98
3.2.1热电偶的工作原理 100
3.2热电式传感器 100
3.2.2热电极材料及常用热电偶 103
3.2.3热电偶的结构 105
3.2.4热电偶冷端补偿方式 106
3.3热敏电阻 107
3.3.1工作原理 108
3.3.2热敏电阻的主要特性 108
3.3.3热敏电阻的主要参数 111
3.3.4热敏电阻的结构和应用 112
3.3.5 SiC薄膜热敏电阻 114
3.4 pn结温度传感器 115
3.4.1温敏二极管 115
3.4.2温敏三极管 117
3.4.3集成温度传感器 119
3.5红外温度传感器 121
3.5.1红外辐射的基本特性 121
3.5.2红外传感器的分类和特性参数 122
3.5.3热释电型红外温度传感器 126
参考文献 128
第4章 湿度敏感材料与湿敏传感器 129
4.1概述 129
4.1.1湿度的定义 129
4.1.2湿度测定原理 130
4.1.3湿度敏感材料及传感器发展简况 131
4.2.1电解质感湿机理 132
4.2电解质湿度敏感材料 132
4.2.2 LiCl电解质 133
4.3陶瓷湿度敏感材料 135
4.3.1多孔陶瓷的感湿机理 135
4.3.2尖晶石型陶瓷敏感材料 138
4.3.3钙钛矿型结构陶瓷湿度敏感材料 145
4.3.4厚膜型陶瓷温度敏感材料 149
4.4半导体结型与MOS型湿度敏感材料 153
4.4.1 SnO2结型湿敏敏感材料 153
4.4.2半导体多孔SiO2湿度敏感材料 154
4.4.3硅MOS型Al2O3湿度敏感材料 156
4.5.1高分子湿度敏感材料的分类 158
4.5高分子湿度敏感材料 158
4.5.2羟乙基纤维素碳湿度敏感材料 160
4.5.3聚苯乙烯磺酸锂湿度敏感材料 164
4.6湿度传感器 166
4.6.1湿敏传感器的参数 166
4.6.2湿敏传感器的种类 167
参考文献 174
第5章 气敏材料与气敏传感器 177
5.1气敏传感器的分类 177
5.2半导体气敏材料及气敏传感器 179
5.2.1电阻式半导体气敏传感器器件结构 184
5.2.2电阻式半导体气敏传感器工作原理及基本特性 190
5.2.3电阻式半导体气敏传感器敏感材料 195
5.2.4结型与MOS型半导体气敏传感器 206
5.3燃烧式气体传感器 207
5.4电化学气体传感器 208
5.4.1固体电解质氧传感器 210
5.4.2 固体电解质SOx传感器 211
5.4.3固体电解质CO2传感器 212
参考文献 212
第6章 光敏材料与光传感器 214
6.1概述 214
6.2 光电导效应 217
6.2.1本征光电导效应 218
6.2.2杂质光电导效应 220
6.2.3杂质光电导与本征光电导的比较 220
6.2.4光电导探测器种类和结构 222
6.2.5光导探测器材料 223
6.3光生伏特效应 225
6.3.1 p-n结光生伏特效应 225
6.3.2肖特基势垒光生伏特效应 227
6.3.3异质结光生伏特效应 229
6.3.4体积光生伏特效应 230
6.3.5光伏型光敏传感器 232
6.4外光电效应与光电管 242
6.4.1金属光电发射 242
6.4.2碱金属光电发射 243
6.4.3半导体光电发射 244
6.4.4光电管和光电倍增管 247
6.5固体图像传感器 249
6.6.1线性光学与非线性光学 254
6.6与光有关的效应 254
6.6.2电光效应 256
6.6.3磁光效应 258
6.6.4光与运动物体有关的效应 260
6.6.5喇曼和布里渊效应 262
6.6.6声光效应和压光效应 264
6.7光纤材料及传感器 266
6.7.1光纤的基本结构 266
6.7.2光纤的传输特性 268
6.7.3光纤传感器 273
参考文献 277
7.1概述 279
第7章 磁性敏感材料与磁传感器 279
7.2霍尔传感器 283
7.2.1霍尔效应 283
7.2.2霍尔传感器材料 286
7.2.3霍尔传感器的结构与特性 287
7.2.4霍尔传感器的典型应用 294
7.3磁电阻材料与传感器 298
7.3.1引言 298
7.3.2非磁体的磁电阻效应——洛仑兹磁电阻效应 300
7.3.3各向异性磁电阻效应及传感器 303
7.3.4巨磁电阻效应及传感器 304
7.4巨磁阻抗效应与传感器 318
7.4.1巨磁阻抗效应 318
7.4.2巨磁阻抗材料与性能 319
7.4.3巨磁阻抗效应的应用 322
7.5磁致伸缩材料与传感器 323
7.5.1引言 323
7.5.2磁致伸缩效应的表征 324
7.5.3巨磁致伸缩材料 327
7.5.4磁致伸缩传感器的应用 329
7.6磁通门传感技术 333
7.6.1磁通门的基本原理 333
7.6.2磁通门传感器探头磁芯材料 335
7.6.3微型磁通门传感器 335
参考文献 338
8.1.1生物功能物质分子识别原理 340
8.1概述 340
第8章 生物医学敏感材料及生物传感器 340
8.1.2生物传感器的分类 343
8.2生物敏感膜的固定技术 343
8.2.1生物组分固定化方法的类别 343
8.2.2吸附法 344
8.2.3包埋法 345
8.2.4共价键固定法 347
8.2.5 LB膜法 349
8.3酶敏感材料 350
8.3.1酶的本质 350
8.3.2应用实例 352
8.4免疫敏感材料 352
8.4.1基本抗体结构 353
8.4.2单克隆抗体 354
8.4.3免疫传感器的类型 354
8.5微生物敏感材料 356
8.5.1微生物的特征 356
8.5.2应用实例 357
8.6细胞及细胞器和组织敏感材料 358
8.7基因敏感材料 359
8.7.1 DNA生物传感器的设计原理 359
8.7.2 DNA生物传感器的优点 359
参考文献 361
第9章 展望——从敏感、灵巧材料到智能材料 363
9.1敏感、灵巧材料与智能材料 365
9.1.1灵巧与智能材料的含义 366
9.1.2智能材料与结构的基本特征 369
9.2智能材料与结构的仿生思考 374
9.2.1仿生材料学 374
9.2.2仿生材料复合结构的研究 375
9.3智能超分子体系 382
9.3.1超分子LB人工膜技术 383
9.3.2超分子自组装SA和SO人工膜技术 387
9.4多传感器信息融合技术 390
9.4.1多传感器的系统数据融合设计及建模 391
9.4.2多传感器信息融合系统结构及控制方法 393
9.4.3多传感器系统信息融合技术 394
参考文献 397