現(xiàn)代傳感技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用

前言

為加強工程碩士研究生教育的核心教材建設(shè)，全國工程碩士專業(yè)學(xué)位教育指導(dǎo)委員會啟動了全國工程碩士教育核心教材建設(shè)工程，本教材是機械工程領(lǐng)域確定的全國工程碩士教育推薦的核心教材之一。由于各工程碩士培養(yǎng)單位的特色不同，委托培養(yǎng)單位對培養(yǎng)人才也有不同的要求，所以各單位工程碩士的培養(yǎng)方案相差較大。本教材是針對培養(yǎng)方案中設(shè)立相關(guān)課程的有關(guān)培養(yǎng)單位編寫的，偏重于反映當前科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)的一般性基礎(chǔ)理論和專門知識，以滿足機械工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)的要求。傳感器是人類在當今信息時代準確可靠地獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域相關(guān)信息的主要工具，它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、海洋探測與開發(fā)、資源和環(huán)境保護與利用以及生物醫(yī)學(xué)工程等諸多領(lǐng)域有著廣泛的利用，在提高基礎(chǔ)科學(xué)研究水平，以及發(fā)展經(jīng)濟和推動社會進步方面有著重要的作用。傳感器的發(fā)展推動著生產(chǎn)和科技的進步，生產(chǎn)和科技的進步反過來也要求和支持著傳感器的發(fā)展和進步。本書較系統(tǒng)地闡述了現(xiàn)代傳感技術(shù)的原理和應(yīng)用，全書共分9章。第1章介紹了與現(xiàn)代傳感技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識和一些物理效應(yīng)；第2章介紹了一些新型敏感材料；第3～5章分別介紹了常用的力學(xué)、位移和溫度傳感器；第6、7章介紹了視覺和觸覺傳感器；第8章介紹了目前發(fā)展迅速的微傳感器；第9章介紹了傳感器的誤差補償及抗干擾技術(shù)。本書是在趙學(xué)增教授多年教學(xué)的講稿基礎(chǔ)上完成的，緒論、第1、2章由趙學(xué)增教授編寫，第3、4章由王偉杰副教授編寫，第5、6章由黃文濤副教授編寫，第7、8章由陳芳博士編寫，第9章由王飛博士編寫。全書由趙學(xué)增教授統(tǒng)稿、整理，由譚久彬教授審稿。

內(nèi)容概要

本書較系統(tǒng)地闡述了現(xiàn)代傳感技術(shù)的原理和應(yīng)用，首先介紹了與現(xiàn)代傳感技術(shù)相關(guān)的一些物理效應(yīng)和新型敏感材料，然后介紹了常用的力學(xué)、位移、溫度傳感器，以及視覺、觸覺和微傳感器，最后討論了傳感器的誤差補償及抗干擾技術(shù)。    本書可作為高等院校機械工程領(lǐng)域工程碩士研究生教材，亦可供有關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論 習(xí)題 第1章 傳感器基礎(chǔ)  1.1 物理基本定律與傳感器  1.2 物理基礎(chǔ)效應(yīng)  1.3 傳感器的信息傳遞與能量轉(zhuǎn)換  1.4 機電耦合  1.5 傳感器靜態(tài)特性  1.6 傳感器動態(tài)特性  習(xí)題1第2章 新型敏感材料  2.1 半導(dǎo)體敏感材料  2.2 電子陶瓷  2.3 高分子敏感材料  2.4 形狀記憶材料  習(xí)題2第3章 力學(xué)量傳感器  3.1 應(yīng)變式多維測力彈性體系統(tǒng)  3.2 膜片壓力傳感器  3.3 壓電式壓力傳感器  3.4 光纖壓力傳感器  3.5 扭矩傳感器  3.6 壓電式加速度傳感器  習(xí)題3第4章 位移傳感器  4.1 數(shù)字式位移傳感器  4.2 編碼器  4.3 小位移傳感器  習(xí)題4第5章 溫度傳感器  5.1 半導(dǎo)體溫度傳感器  5.2 紅外溫度傳感器  5.3 光纖溫度傳感器  習(xí)題5第6章 視覺傳感器  6.1 電荷耦合器件  6.2 CMOS成像器件  習(xí)題6第7章 觸覺傳感器 第8章 微傳感器第9章 傳感器誤差補償及抗干擾技術(shù)參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：8）傳感器在遙感技術(shù)中的應(yīng)用在飛機及衛(wèi)星等飛行器上利用紫外、紅外光電傳感器及微波傳感器探測氣象、海洋和地質(zhì)等情況。9）傳感器在軍事方面的應(yīng)用利用紅外探測傳感器可以觀測地形、地貌及敵方的各種軍事目標，利用雷達可以搜索、跟蹤飛行目標，其他還有紅外制導(dǎo)、紅外夜視傳感器的使用等。綜上所述，傳感器的發(fā)展推動著生產(chǎn)和科技的進步，生產(chǎn)和科技的進步反過來也要求和支持著傳感器的發(fā)展和進步?？梢哉f沒有傳感器就沒有現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，沒有傳感器也沒有人類現(xiàn)代化的生活環(huán)境。5.傳感器的發(fā)展方向現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展對傳感器提出了越來越高的要求，同時也為傳感器的開發(fā)提供了豐富的研究手段和技術(shù)條件。如何采用新技術(shù)、新工藝、新材料以及探索新的理論，使傳感器達到新的技術(shù)高度是總的發(fā)展方向。目前，傳感器主要的發(fā)展動向：一是進行基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，開發(fā)傳感器的新材料和新工藝；二是實現(xiàn)傳感器的集成化與智能化。具體分為以下幾個方面。1）提高精度和擴大測量范圍隨著自動化程度和技術(shù)水平的提高，新型傳感器應(yīng)具有更高的靈敏度和精度、更快的響應(yīng)速度、更好的互換性和更大的測量范圍。2）低功耗及無源化多數(shù)傳感器工作時需要電源，因此在野外或無法取得電源的地方常采用電池或太陽能對傳感器進行供電。開發(fā)低功耗傳感器及無源傳感器既可以節(jié)省電能又可以擴大傳感器的應(yīng)用范圍。3）新原理各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象和效應(yīng)是傳感器工作的基礎(chǔ)，所以發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象與新效應(yīng)并將它們應(yīng)用于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，是研制各種新原理傳感器的重要理論基礎(chǔ)，意義極為深遠。4）新材料隨著材料科學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)可以通過控制材料的成分來制造出適用于各種傳感器的新型敏感材料和功能材料，并將之應(yīng)用于傳感技術(shù)領(lǐng)域中。5）微型化及集成化從使用角度講，傳感器的體積越小越好，這就要求利用微細加工等新的方法和工藝制造出體積微型化的傳感器，同時研究多種功能集成在一起的傳感器也是傳感器發(fā)展的一個方向。

編輯推薦

《現(xiàn)代傳感技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用》是全國工程碩士專業(yè)學(xué)位教育指導(dǎo)委員會推薦教材

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