傳感器敏感材料及器件

內(nèi)容概要

　　敏感材料與器件是傳感器發(fā)展的基礎(chǔ)和支柱，本書從材料的基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，較詳細(xì)地介紹作為敏感材料的特殊的電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)及其他化學(xué)和生物功能特性，并根據(jù)相關(guān)的特性分別介紹熱敏、光敏、光導(dǎo)纖維、磁敏、氣敏、濕敏、力敏、離子選擇和生物傳感器的材料選擇、換能（傳感）特性以及主要的應(yīng)用。
　　本書系統(tǒng)性強(qiáng)，技術(shù)內(nèi)容先進(jìn)，可作為精密儀器、傳感器技術(shù)、測(cè)控技術(shù)及儀器、檢測(cè)技術(shù)、敏感材料等專業(yè)學(xué)生的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員的參考資料。

書籍目錄

前言
第1章緒論
1．1引言
1．2敏感材料的定義與類別
1．2．1敏感材料的定義
1．2．2敏感材料的類別
1．3傳感器敏感材料與信息感測(cè)
1．3．1信息傳感與能量轉(zhuǎn)換
1．3．2敏感材料的信息感測(cè)
1．4傳感器的定義與分類
1．4．1傳感器的定義
1．4．2傳感器的構(gòu)成
1．4．3傳感器的分類
參考文獻(xiàn)
第2章溫度敏感材料與器件
2．1溫度敏感材料的分類及熱學(xué)性能與換能特性
2．2電阻式溫度傳感器
2．2．1金屬電阻式溫度傳感器的工作原理
2．2．2鉑電阻溫度計(jì)
2．2．3銅電阻溫度計(jì)
2．2．4鎳、銦、錳、碳等熱電阻
2．2．5熱敏電阻
2．2．6熱電阻的測(cè)量電路
2．2．7電阻式溫度傳感器的典型應(yīng)用
2．3半導(dǎo)體熱敏傳感器
2．3．1熱敏二極管
2．3．2熱敏晶體管
2．3．3集成溫度傳感器
2．4紅外溫度傳感器
2．4．1紅外探測(cè)器
2．4．2紅外探測(cè)器的主要性能參數(shù)
2．4．3紅外探測(cè)器使用中應(yīng)注意的問題
2．4．4紅外測(cè)溫原理及測(cè)溫儀
2．5熱電敏感材料及傳感器
2．5．1熱電偶的工作原理
2．5．2熱電極材料及常用熱電偶
2．5．3熱電偶的結(jié)構(gòu)
2．5．4熱電偶的連接及溫度補(bǔ)償
2．5．5熱電偶的應(yīng)用舉例
2．6雙金屬片式溫度傳感器
2．7壓力式溫度傳感器
2．8示溫涂料溫度傳感器
2．9石英熱敏傳感器
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章濕度敏感材料與器件
3．1濕度敏感材料的換能特性與分類
3．1．1濕度的定義
3．1．2傳感器感濕特性參數(shù)
3．1．3濕度測(cè)定原理
3．1．4叉指換能器
3．1．5濕敏材料的分類
3．2電解質(zhì)濕敏傳感器
3．2．1電解質(zhì)感濕機(jī)理
3．2．2氯化鋰電解質(zhì)
3．2．3氯化鋰電解質(zhì)濕敏傳感器
3．2．4電解質(zhì)濕敏傳感器的典型應(yīng)用
3．3金屬氧化物陶瓷濕敏傳感器
3．3．1氧化鐵濕敏傳感器
3．3．2氧化錫和氧化鈦濕敏傳感器
3．3．3多孔氧化物薄膜和陶瓷濕敏傳感器
3．3．4金屬氧化物陶瓷濕敏傳感器的典型應(yīng)用
3．4有機(jī)高分子濕敏傳感器
3．4．1電容式濕敏傳感器
3．4．2電阻式濕敏傳感器
3．4．3有機(jī)高分子濕敏傳感器舉例
3．5壓電濕敏傳感器
3．6光纖濕敏傳感器
3．6．1法布里-珀羅腔濕敏傳感器
3．6．2漸逝波光纖耦合器濕敏傳感器
3．6．3長(zhǎng)周期光纖光柵濕敏傳感器
3．6．4光纖布喇格光柵濕敏傳感器
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章力(聲)敏材料與器件
4．1力(聲)學(xué)性能與換能特性
4．1．1力學(xué)性能
4．1．2換能特性
4．1．3聲學(xué)性能與換能特性
4．1．4力(聲)敏傳感器分類
4．2壓力、應(yīng)變傳感器
4．2．1壓力的定義
4．2．2應(yīng)變片式力敏傳感器
4．2．3電容式力敏傳感器
4．2．4壓電式力敏傳感器
4．2．5霍爾式力敏傳感器
4．3運(yùn)動(dòng)量力敏傳感器
4．3．1流量傳感器
4．3．2加速度傳感器
4．3．3位置、位移傳感器
4．4普通聲敏傳感器
4．4．1炭粒送話器
4．4．2動(dòng)圈式送話器
4．4．3電容式送話器
4．4．4壓電陶瓷送話器
4．4．5壓電陶瓷受話器
4．5次聲傳感器和水聲換能器
4．5．1次聲傳感器
4．5．2水聲換能器
4．6超聲傳感器
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章生物敏感材料與器件
5．1生物化學(xué)敏感材料的換能特性與分類
5．1．1生物敏感材料的換能特性及其分類
5．1．2化學(xué)敏感材料的換能特性及其分類
5．2酶敏感材料及傳感器
5．2．1酶電極傳感器的工作原理及分類
5．2．2酶?jìng)鞲衅鞯牡湫蛻?yīng)用
5．3免疫敏感材料及傳感器
5．3．1免疫傳感器的結(jié)構(gòu)與分類
5．3．2免疫傳感器的典型應(yīng)用
5．3．3免疫傳感器的發(fā)展趨勢(shì)
5．4微生物和細(xì)胞組織傳感器
5．4．1微生物傳感器
5．4．2細(xì)胞傳感器
5．4．3組織傳感器
5．4．4基因傳感器
5．4．5光導(dǎo)管生物傳感器和生物電子學(xué)傳感器
5．4．6微生物和細(xì)胞組織傳感器的典型應(yīng)用
5．5離子選擇電化學(xué)敏感材料及傳感器
5．5．1電極反應(yīng)與電極電位
5．5．2離子選擇電化學(xué)敏感材料的分類
5．5．3原電極
5．5．4敏化電極
5．5．5離子敏感性場(chǎng)效應(yīng)晶體管
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章磁場(chǎng)敏感材料與器件
6．1磁場(chǎng)敏感材料的換能特性與分類
6．1．1磁場(chǎng)敏感材料的換能特性
6．1．2磁場(chǎng)敏感材料的分類
6．2霍爾敏感材料及傳感器
6．2．1霍爾效應(yīng)
6．2．2半導(dǎo)體霍爾敏感材料與器件
6．2．3霍爾器件的主要參數(shù)
6．2．4霍爾敏感材料傳感器
6．3半導(dǎo)體磁阻材料及傳感器
6．3．1半導(dǎo)體的磁阻效應(yīng)
6．3．2半導(dǎo)體磁阻材料與器件
6．3．3半導(dǎo)體磁阻器件的基本特性與性能參數(shù)
6．3．4半導(dǎo)體磁阻器件傳感器
6．4鐵磁性金屬薄膜磁阻材料及傳感器
6．4．1鐵磁性金屬薄膜材料的各向異性磁阻效應(yīng)
6．4．2鐵磁性金屬薄膜材料及磁阻器件制造工藝
6．4．3鐵磁性金屬薄膜磁阻器件的結(jié)構(gòu)與工作原理
6．4．4鐵磁性金屬薄膜磁阻器件的技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
6．4．5鐵磁性金屬薄膜磁阻器件傳感器
6．5巨磁阻材料及傳感器
6．5．1巨磁阻效應(yīng)及相關(guān)材料
6．5．2巨磁阻效應(yīng)器件傳感器
6．6磁敏二極管和磁敏晶體管
6．6．1磁敏二極管
6．6．2磁敏晶體管
6．6．3磁敏晶體管傳感器
6．7磁致伸縮材料及傳感器
6．7．1磁致伸縮效應(yīng)
6．7．2磁致伸縮材料
6．7．3磁致伸縮材料傳感器
6．8其他磁敏器件
6．8．1韋根德磁敏器件
6．8．2磁敏Z元件
6．8．3超導(dǎo)量子干涉器件
6．8．4磁通門磁敏傳感器
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章光學(xué)敏感材料與器件
7．1光學(xué)敏感材料的換能特性與分類
7．1．1光學(xué)敏感材料的換能特性
7．1．2光學(xué)敏感材料的分類
7．2Ⅳ族光敏材料
7．2．1鍺光敏材料
7．2．2硅光敏材料
7．3Ⅲ?Ⅴ族化合物光敏材料
7．3．1Ⅲ?Ⅴ族化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
7．3．2砷化鎵光敏材料
7．4Ⅱ?Ⅵ族化合物光敏材料
7．4．1硫化鋅光敏材料
7．4．2硫化鎘光敏材料
7．5Ⅳ?Ⅵ族化合物光敏材料
7．5．1鉛的硫?qū)倩衔?br />7．5．2鉛錫硫?qū)倩衔锖辖?br />7．6有機(jī)光折變材料
7．6．1光折變材料的分類
7．6．2有機(jī)光折變材料的分類及特點(diǎn)
7．7結(jié)型光敏器件
7．7．1結(jié)型光敏器件的工作原理
7．7．2硅光電池
7．7．3硅光敏二極管和硅光敏晶體管
7．7．4結(jié)型光敏器件的放大電路
7．7．5特殊結(jié)型光敏二極管
7．7．6結(jié)型光敏器件的典型應(yīng)用——光耦合器件
7．8光電導(dǎo)器件
7．8．1光敏電阻的工作原理
7．8．2光敏電阻的主要特性參數(shù)
7．8．3光敏電阻的偏置電路和噪聲
7．8．4光敏電阻的特點(diǎn)和典型應(yīng)用
7．9真空光敏器件
7．9．1光電陰極
7．9．2光電管與光電倍增管
7．9．3光電倍增管的主要特性參數(shù)
7．9．4光電倍增管的供電和信號(hào)輸出電路
7．9．5光電倍增管的典型應(yīng)用
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第8章氣體敏感材料與器件
8．1氣體敏感材料的換能特性與分類
8．2半導(dǎo)體氣敏材料、器件及典型應(yīng)用
8．2．1半導(dǎo)體氣敏材料的敏感機(jī)理
8．2．2半導(dǎo)體氣敏材料的合成方法
8．2．3半導(dǎo)體氣敏材料的表征技術(shù)
8．2．4提高半導(dǎo)體氣敏器件檢測(cè)能力的有效途徑
8．2．5半導(dǎo)體氣敏器件的測(cè)量方法
8．2．6半導(dǎo)體氣敏器件應(yīng)用中的關(guān)鍵問題
8．2．7半導(dǎo)體氣敏材料在氣敏傳感器中的典型應(yīng)用
8．2．8半導(dǎo)體氣敏材料的研究趨勢(shì)
8．3電解質(zhì)氣敏材料、器件及典型應(yīng)用
8．3．1定電位電解式氣敏傳感器
8．3．2伽伐尼電池式傳感器
8．3．3固體電解質(zhì)氣敏傳感器
8．4壓電材料、器件及典型應(yīng)用
8．4．1壓電石英晶體的傳感特性
8．4．2化學(xué)涂層物質(zhì)的選擇
8．4．3外界干擾的影響及消除方法
8．4．4壓電材料在氣敏傳感器中的典型應(yīng)用
8．4．5壓電式氣敏傳感器的研究趨勢(shì)
8．5碳納米管氣敏材料、器件及典型應(yīng)用
8．5．1碳納米管的結(jié)構(gòu)
8．5．2吸附原理
8．5．3單壁碳納米管氣敏傳感器
8．5．4多壁碳納米管氣敏傳感器
8．5．5碳納米管氣敏傳感器的功能化修飾
8．5．6碳納米管在氣敏傳感器中的典型應(yīng)用
8．6其他氣敏器件
8．6．1紅外線氣敏器件
8．6．2電阻式氣敏器件
8．6．3接觸燃燒式氣敏器件
8．6．4熱導(dǎo)率變化式氣敏器件
8．6．5MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管氣敏器件
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第9章幾種新型的敏感材料與器件
9．1引言
9．2光纖及傳感器
9．2．1光纖
9．2．2光纖傳感器
9．2．3光纖光柵傳感器
9．2．4光纖傳感器的典型應(yīng)用
9．3光子晶體及傳感器
9．3．1光子晶體及其特性
9．3．2光子晶體傳感器
9．3．3光子晶體傳感器的典型應(yīng)用
9．4光子晶體光纖及傳感器
9．4．1光子晶體光纖
9．4．2光子晶體光纖傳感器
9．4．3光子晶體光纖傳感器的典型應(yīng)用
9．5聚合物光纖及傳感器
9．5．1聚合物光纖
9．5．2聚合物光纖傳感器
9．5．3聚合物光纖傳感器的典型應(yīng)用
9．6磁流體及傳感器
9．6．1磁流體的特性
9．6．2磁流體傳感器
9．6．3磁流體傳感器的典型應(yīng)用
9．7液晶及傳感器
9．7．1液晶
9．7．2液晶傳感器
9．7．3液晶傳感器的典型應(yīng)用
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第10章傳感器敏感材料發(fā)展展望
10．1敏感材料發(fā)展概述
10．2敏感材料發(fā)展展望
10．3基于敏感材料的器件發(fā)展展望
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   在各類濕敏傳感器中使用最多的是以金屬氧化物陶瓷為濕度敏感材料的傳感器。金屬氧化物陶瓷濕敏傳感器的優(yōu)點(diǎn)有：測(cè)濕范圍寬，基本可以實(shí)現(xiàn)全濕范圍內(nèi)的濕度測(cè)量；工作溫度高，可達(dá)800℃；響應(yīng)時(shí)間短，精度高，工藝簡(jiǎn)單，成本低。 金屬氧化物陶瓷濕敏傳感器的濕度敏感材料為各種金屬氧化物及其復(fù)合物。1953年，Ansbacher和Jason首先報(bào)道了陽(yáng)極氧化的鋁具有濕度敏感性。之后，Al2O3、TiO2類晶石類氧化物（通常具有AB2O4結(jié)構(gòu)）、ZnO、SnO2鈣鈦礦型聚合物（通常具有AXO3型結(jié)構(gòu)）等濕度敏感材料被廣泛應(yīng)用。金屬氧化物陶瓷濕敏器件可以通過(guò)電子束蒸發(fā)、噴射高溫分解、磁電管濺射、化學(xué)蒸氣沉降、溶膠—凝膠以及陽(yáng)極氧化等方法制備，其中，溶膠—凝膠法和電化學(xué)陽(yáng)極氧化法因制作工藝簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉，是較為常用的方法。金屬氧化物陶瓷濕敏器件表面因具有大量的微孔結(jié)構(gòu)，對(duì)濕度具有很高的敏感性，可用于低溫以及高溫、高濕環(huán)境的監(jiān)測(cè)，顯示出優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。但其在高濕環(huán)境下使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生明顯的濕度敏感性退化，以及電容、電阻值漂移現(xiàn)象，這被歸因于水分子的擴(kuò)散導(dǎo)致了材料表面微孔結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大及結(jié)構(gòu)的改變。 在金屬氧化物陶瓷濕敏傳感器中，有以三氧化二鐵中加入碳酸鉀為主和以氧化鋅、氧化鈦等為主要成分的多種產(chǎn)品。

編輯推薦

《普通高等教育"十二五'規(guī)劃教材:傳感器敏感材料及器件》系統(tǒng)性強(qiáng)，技術(shù)內(nèi)容先進(jìn)，可作為精密儀器、傳感器技術(shù)、測(cè)控技術(shù)及儀器、檢測(cè)技術(shù)、敏感材料等專業(yè)學(xué)生的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員的參考資料。

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