傳感器原理及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《傳感器原理及應(yīng)用》對現(xiàn)代傳感器的數(shù)據(jù)采集和信號處理進(jìn)行闡述，且注重對至少應(yīng)用和工程實踐能力的培養(yǎng)。本書共11章，主要內(nèi)容包括：傳感器的概念、分類、基本特性、標(biāo)定和技術(shù)現(xiàn)狀，傳感器的功能材料及加工工藝，溫敏傳感器，力敏傳感器，磁敏傳感器，光敏傳感器，聲敏傳感器，濕敏傳感器，生物傳感器，以及傳感器的信號處理和智能化等。本書提供配套電子課件。
　　《傳感器原理及應(yīng)用》可作為高等學(xué)校工科測控技術(shù)與儀器、自動化、機電一體化及儀器儀表等專業(yè)高年級本科生和研究生的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 傳感器的概念
1.1.1 傳感器的基本組成
1.1.2 傳感器的定義
1.2 傳感器的分類
1.3 傳感器的基本特性
1.3.1 傳感器的靜態(tài)特性
1.3.2 傳感器的動態(tài)特性
1.4 傳感器的標(biāo)定
1.4.1 傳感器的靜態(tài)特性標(biāo)定
1.4.2 傳感器的動態(tài)標(biāo)定
1.5 傳感器技術(shù)現(xiàn)狀
1.5.1 發(fā)達(dá)國家傳感器技術(shù)水平
1.5.2 我國傳感器研究現(xiàn)狀
1.5.3 傳感器技術(shù)發(fā)展方向
1.6 重要的傳感器信息來源
習(xí)題
第2章 傳感器的功能材料及加工工藝
2.1 傳感器使用的材料
.2.1.1 導(dǎo)體、半導(dǎo)體和電介質(zhì)
2.1.2 有機高分子敏感材料
2.1.3 磁性材料
2.2 傳感器的加工工藝
2.2.1 結(jié)構(gòu)型傳感器的加工工藝
2.2.2 微機械加工工藝
第3章 溫敏傳感器
3.1 基本概念
3.1.1 溫標(biāo)
3.1.2 熱力學(xué)相關(guān)概念
3.1.3 溫敏傳感器的分類
3.2 熱電偶傳感器
3.2.1 熱電效應(yīng)
3.2.2 熱電偶基本定律
3.2.3 熱電偶的結(jié)構(gòu)
3.2.4 熱電偶冷端溫度誤差及其補償
3.2.5 熱電偶實用測量電路
3.3 電阻型溫度傳感器
3.3.1 熱電阻
3.3.2 熱敏電阻
3.4 半導(dǎo)體pn結(jié)型溫度傳感器
3.4.1 溫敏二極管
3.4.2 溫敏三極管
3.4.3 溫敏晶閘管（可控硅）
習(xí)題
第4章 力敏傳感器
4.1 應(yīng)變式電阻傳感器
4.1.1 電阻應(yīng)變片的種類
4.1.2 金屬電阻應(yīng)變片
4.1.3 半導(dǎo)體應(yīng)變片
4.1.4 電阻應(yīng)變片的測量電路
4.1.5 電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用
4.2 壓電式力傳感器
4.2.1 壓電效應(yīng)和壓電材料
4.2.2 壓電傳感器的等效電路與測量線路
4.2.3 壓電式傳感器的應(yīng)用舉例
4.2.4 壓電式傳感器的主要性能及其影響因素
4.3 電容式力傳感器
4.3.1 電容式傳感器的特點
4.3.2 電容式壓力傳感器
4.3.3 電容式集成壓力傳感器
4.4 電感式壓力傳感器
4.5 諧振式壓力傳感器
4.5.1 工作原理和特性
4.5.2 諧振式壓力傳感器的特性
4.5.3 諧振式壓力傳感器的類型
4.6 光纖力學(xué)傳感器
4.7 壓電涂層壓力傳感器
4.8 力敏z-元件及觸覺傳感器
4.9 陶瓷壓阻式壓力傳感器
習(xí)題
第5章 磁敏傳感器
5.1 概述
5.2 霍爾元件
5.2.1 霍爾效應(yīng)
5.2.2 影響霍爾效應(yīng)的因素
5.2.3 霍爾元件基本結(jié)構(gòu)
5.2.4 霍爾元件基本特性
5.2.5 霍爾元件的電磁特性
5.2.6 霍爾元件不等位電勢補償
5.2.7 霍爾元件溫度補償
5.2.8 霍爾集成電路
5.2.9 霍爾式傳感器的應(yīng)用
5.3 半導(dǎo)體磁阻器件
5.3.1 磁阻效應(yīng)
5.3.2 磁阻元件
5.3.3 磁敏電阻的應(yīng)用
5.4 結(jié)型磁敏器件
5.4.1 磁敏二極管
5.4.2 磁敏三極管
5.5 鐵磁性金屬薄膜磁阻元件
5.5.1 鐵磁體中的磁阻效應(yīng)
5.5.2 鐵磁薄膜磁敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理
5.5.3 鐵磁薄膜磁敏電阻的技術(shù)性能及特點
5.6 壓磁式傳感器
5.6.1 壓磁式傳成器的基本原理
5.6.2 壓磁傳感盟的主要特性
5.6.3 壓磁式傳感器的應(yīng)用舉例
5.7 新型磁傳感器
5.7.1 mos磁敏器件
5.7.2 高分辨率磁性旋轉(zhuǎn)編碼器
5.7.3 渦流傳感器
5.7.4 韋根德磁敏器件
5.7.5 磁通門傳感器
習(xí)題
第6章 光敏傳感器
6.1 概述
6.1.1 光譜
6.1.2 光學(xué)傳感器的相關(guān)計量單位
6.1.3 光源
6.2 光電效應(yīng)傳感器
6.2.1 外光電效應(yīng)及器件
6.2.2 內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)）及器件
6.3 光生伏特效應(yīng)器件
6.3.1 光生伏特效應(yīng)
6.3.2 光電池
6.4 光敏二極管
6.4.1 結(jié)構(gòu)原理
6.4.2 光電二極管應(yīng)用實例
6.5 光敏晶體管
6.5.1 光敏晶體管和光敏二極管基本特性
6.5.2 光電三極管應(yīng)用實例
6.6 色敏光電傳感器
6.6.1 雙結(jié)型色彩傳感器
6.6.2 非晶態(tài)集成色彩傳感器
6.6.3 應(yīng)用實例
6.7 光電耦合器件
6.7.1 光電耦合器
6.7.2 光電開關(guān)
6.8 紅外熱釋電光敏器件
6.8.1 紅外熱釋電光敏效應(yīng)
6.8.2 熱釋電傳感器的結(jié)構(gòu)
6.8.3 熱釋電紅外傳感器的應(yīng)用
6.9 固態(tài)圖像傳感器
6.9.1 ccd圖像傳感器
6.9.2 mos固態(tài)圖像傳感器
6.9.3 ccd與cmos圖像傳感器的性能比較
6.10 光纖傳感器
6.10.1 概述
6.10.2 光纖的結(jié)構(gòu)和傳輸原理
6.10.3 光纖傳感器
習(xí)題
第7章 聲敏感傳感器
7.1 聲波的基本性質(zhì)
7.2.1 聲壓及其描述
7.2.2 聲功率和聲強
7.2.3 聲波的反射、折射、透射和吸收
7.2 聲敏感傳感器
7.2.1 電阻變換型聲敏傳感器
7.2.2 壓電聲敏傳感器
7.2.3 電容式聲敏傳感器（靜電型）
7.2.4 音響傳感器
7.3 水聲傳感器
7.3.1 水聲傳感器的性能指標(biāo)
7.3.2 水聲傳感器用郎之萬型換能器
7.3.3 海底地貌儀
7.3.4 多普勒計程儀
7.3.5 相關(guān)計程儀
7.4 超聲波傳感器
7.4.1 超聲波及其物理性質(zhì)
7.4.2 超聲波對超聲場產(chǎn)生的作用（效應(yīng)）
7.4.3 超聲波傳感器
7.4.4 超聲波傳感器的應(yīng)用
7.5 聲表面波傳感器
7.5.1 表面聲波的類型
7.5.2 saw傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理
7.5.3 高分辨率saw溫度傳感器
7.5.4 saw氣體傳感器
7.5.5 saw壓力傳感器
7.5.6 聲板波傳感器
7.6.7 apm傳感器原理
第8章 氣體傳感器
8.1 概述
8.2 氣體傳感器的主要參數(shù)與特性
8.3 半導(dǎo)體氣體傳感器
8.3.1 電阻型半導(dǎo)體氣敏元件
8.3.2 半導(dǎo)體氣敏二極管和mosfet氣體傳感器
8.4 固態(tài)電解質(zhì)氣體傳感器
8.4.1 濃差電池式zro2氧傳感器
8.5 接觸燃燒式氣體傳感器
8.5.1 檢測原理與結(jié)構(gòu)
8.5.2 氣敏特性
8.6 新型氣體傳感器
8.6.1 紅外吸收式傳感器
8.6.2 熱導(dǎo)率變化式氣體傳感器
8.6.3 氣敏半導(dǎo)體材料吸附機理及器件
8.6.4 氣一磁傳感器
8.7 氣體傳感器的應(yīng)用
習(xí)題
第9章 濕敏傳感器
9.1 濕度的基本概念
9.1.1 相對濕度和絕對濕度
9.1.2 露點
9.2 濕度傳感器的特性參數(shù)
9.3 濕度傳感器的分類
9.4 陶瓷式濕度傳感器
9.4.1 陶瓷電阻式濕度傳感器
9.4.2 陶瓷電容式濕度傳感器
9.5 有機物及高分子聚合物濕度傳感器
9.5.1 高分子電阻式濕度傳感器
9.5.2 高分子電容式濕度傳感器
9.6 半導(dǎo)體結(jié)型和mos型濕度傳感器
9.6.1 濕敏二極管
9.6.2 濕敏mos場效應(yīng)管
9.7 固體電解質(zhì)界限電流式高溫濕度傳感器
9.7.1 固體電解質(zhì)界限電流式濕度傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理
9.7.2 固體電解質(zhì)界限電流式濕度傳感器的特性
9.8 溶性電解質(zhì)濕度傳感器
9.8.1 登莫式
9.8.2 浸漬式
9.8.3 光硬化樹脂電解質(zhì)濕敏元件
習(xí)題
第10章 生物傳感器
10.1 生物傳感器的基本概念
10.2 生物傳感器的特點
10.3 生物反應(yīng)基本知識
10.3.1 酶反應(yīng)
10.3.2 微生物反應(yīng)
10.3.3 免疫學(xué)反應(yīng)
10.3.4 生物傳感器膜技術(shù)和固定化技術(shù)
10.3.5 基本電極
10.3.6 測量方式
10.4 生物傳感器的工作原理及類型
10.4.1 酶傳感器及其應(yīng)用
10.4.2 微生物傳感器及其應(yīng)用
10.4.3 免疫傳感器及其應(yīng)用
10.4.4 半導(dǎo)體生物傳感器及其應(yīng)用
10.4.5 組織傳感器
10.4.6 細(xì)胞傳感器
10.4.7 基因芯片
習(xí)題
第11章 傳感器的信號處理和智能化
11.1 傳感器的信號處理
11.1.1 信號變換電路
11.1.2 阻抗匹配器
11.1.3 噪聲及其抑制
11.2 傳感器的數(shù)字化
11.2.1 模擬信號數(shù)字變換系統(tǒng)
11.2.2 數(shù)據(jù)變換系統(tǒng)的 抗混濾波
11.3 智能傳感器
11.3.1 智能傳感器的結(jié)構(gòu)
11.3.2 智能傳感器的功能
11.3.3 網(wǎng)絡(luò)化的智能傳感器
11.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
11.4.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概述
11.4.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
11.4.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   1.發(fā)射換能器主要技術(shù)指標(biāo) （1）發(fā)射聲功率 發(fā)射聲功率是標(biāo)志發(fā)射器在單位時間內(nèi)向介質(zhì)輻射聲能大小的物理量。發(fā)射聲功率一般隨工作頻率而變化，在其機械諧振頻率下可獲得最大的發(fā)射聲功率。根據(jù)用途不同，水聲換能器的發(fā)射聲功率一般在幾瓦至幾十千瓦。目前發(fā)射換能器正向著低頻大功率和高可靠性的方向發(fā)展。 （2）發(fā)射效率 作為能量傳輸網(wǎng)絡(luò)，效率的概念有三個，即機電效率、機聲效率和電聲效率。機電效率，是指換能器中將電能轉(zhuǎn)換為機械能的效率，它等于機械振動系統(tǒng)所取得的全部有功功率與輸入換能器的總信號電功率之比。機聲效率，是指換能器的機械振動系統(tǒng)將機械能轉(zhuǎn)換為聲能的效率，它等于發(fā)射器的發(fā)射功率與機械振動系統(tǒng)所消耗的有用機械功率之比。電聲效率，是指換能器中將電能轉(zhuǎn)換成聲能的總效率，它等于發(fā)射聲功率與輸入換能器的總信號電功率之比。所以，換能器的電聲效率等于它的機電效率與機聲效率的乘積。換能器的效率與換能器的類型、結(jié)構(gòu)和材料等多方面的因素有關(guān)，且與工作頻率有關(guān)；一般來說，壓電換能器的電聲效率最高可達(dá)90%以上，一般在40%～75%之間；磁致伸縮換能器的電聲效率很低，一般在20%～60%的范圍內(nèi)。 （3）發(fā)射器的靈敏度 發(fā)射器的靈敏度有電壓靈敏度和電流靈敏度之分，是在換能器測量中常用的一個指標(biāo)。發(fā)射電壓靈敏度，是指在給定的方向上，離發(fā)射器有效聲中心1 m遠(yuǎn)處所產(chǎn)生的聲壓與輸入端的信號電壓之比值。發(fā)射電流靈敏度，是指在某一指定方向上，離發(fā)射器有效聲中心1 m遠(yuǎn)處所產(chǎn)生的聲壓與輸入端的工作電流之比值。在不同的方向上，距發(fā)射器的有效聲中心均為1m遠(yuǎn)的地方所產(chǎn)生的聲壓大小是不同的，通常在測量換能器的性能時，都是測量換能器軸線方向上1m遠(yuǎn)處的聲壓與輸入電流之比，它的單位為Pa/A。發(fā)射換能器的指標(biāo)還有很多，例如，發(fā)射器表面的振幅分布和非線性失真系數(shù)等，在此不做詳細(xì)討論。

編輯推薦

《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材?電氣工程、自動化專業(yè)規(guī)劃教材:傳感器原理及應(yīng)用》詳細(xì)介紹傳感器的基本原理和相關(guān)應(yīng)用，共11章。第1章是傳感器概論及相關(guān)基礎(chǔ)知識；第2章對與傳感器密切相關(guān)的材料及加工工藝技術(shù)做了系統(tǒng)的介紹；第3～10章按綜合分類法介紹傳感器原理及應(yīng)用，主要內(nèi)容包括：熱學(xué)量（熱敏）、力學(xué)量（力敏和聲敏）、磁學(xué)量（磁敏）、光學(xué)量（光敏）、化學(xué)量（氣敏和濕敏）及生物量（生物傳感器）等傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)及其應(yīng)用電路；第11章介紹傳感器的信號處理、智能化及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，為后續(xù)的儀器電路、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等課程做了鋪墊?！镀胀ǜ叩冉逃?十二五"規(guī)劃教材?電氣工程、自動化專業(yè)規(guī)劃教材:傳感器原理及應(yīng)用》語言簡明扼要、通俗易懂，具有很強的專業(yè)性、技術(shù)性和實用性，是作者多年教學(xué)和科研經(jīng)驗的積累和總結(jié)?！镀胀ǜ叩冉逃?十二五"規(guī)劃教材?電氣工程、自動化專業(yè)規(guī)劃教材:傳感器原理及應(yīng)用》可作為高等學(xué)校工科測控技術(shù)與儀器、自動化、機電一體化及儀器儀表等專業(yè)高年級本科生和研究生的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

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