《现代传感技术》求取 ⇩

第一篇总论1

第一章传感技术概述1

第一节 传感技术的作用1

第二节 传感技术有关的定义2

第三节传感技术的分类3

一、按工作原理分类3

二、按传感器的输入信息分类4

第四节传感技术的发展趋势5

一、新材料、新功能的开发5

二、微细加工技术的发展5

三、传感器的智能化6

四、多功能传感器的发展6

第二章传感器能量变换与信号变换7

第一节信息与能量7

一、信息－能量理论基础7

二、传感器传递的信息与能量的关系8

三、传感技术的广义内容9

第二节被测量与能量变换9

一、示容变量和示强变量9

二、传感器能量变换9

三、能量变换与误差10

四、传感器的输入与输出特性11

五、能量变换类型与特点11

第三节传感器信号变换12

一、模拟变换12

二、数字变换12

参考文献13

第三章自然规律与传感器14

第一节 守恒定律14

第二节 场的定律14

第三节 统计法则15

第四节物质定律16

一、热平衡现象16

二、传输现象18

三、量子现象19

参考文献20

第四章传感器与基础效应21

第一节光电效应21

一、光电子发射效应21

二、光导效应23

三、光生伏特效应24

第二节电光效应25

一、泡克耳斯（Pockels）效应25

二、电光克尔（Kerr）效应25

三、光弹性效应25

四、电致发光效应25

第三节磁光效应25

一、法拉第（Faraday）效应26

二、磁光克尔（Kerr）效应26

三、科顿－蒙顿（Cotton-Mouton）效应26

第四节电（流）磁效应26

一、霍尔（Hall）效应26

二、磁阻效应27

第五节热电效应与热释电效应27

一、热电效应27

二、热释电效应28

第六节热磁效应29

第七节 压电效应29

一、正压电效应29

二、逆压电效应29

三、电致伸缩效应30

第八节 压阻效应30

第九节压磁效应30

一、磁致伸缩效应30

二、压磁效应31

三、威德曼（Wiedemann）效应31

第十节约瑟夫逊效应与核磁共振31

一、隧道效应31

二、直流约瑟夫逊效应32

三、交流约瑟夫逊效应32

四、核磁共振33

第十一节光的多普勒效应和萨古纳克效应33

一、光的多普勒（Doppler）效应33

二、萨古纳克（Sagnac）效应35

第十二节声音的多普勒效应及声电、声光效应35

一、声音的多普勒效应35

二、声电效应36

三、声光效应36

第十三节放射线效应36

一、γ射线的光电效应36

二、吸收效应及原子序号效应37

三、俄歇（Auger）效应37

四、康普顿（Compton）效应37

第十四节击波动态效应38

一、动态电学效应38

二、动态光学效应和动态磁学效应38

第十五节吸附效应及表面场效应38

一、吸附效应38

二、半导体表面场效应39

第十六节与化学有关的效应39

一、科顿（Cotton）效应39

二、中性盐效应39

三、饱和效应39

四、电泳效应40

五、贝克·纳赞（Baker·Nathan）效应40

六、彼得（Budde）效应40

参考文献40

第五章传感器构成论41

第一节传感器的构成方法41

一、基本型41

二、电路参数型43

三、多级变换型43

四、参比补偿型43

五、差动结构型44

六、反馈型44

第二节传感器与被测对象的关联45

一、传感器与固体对象的联接方式45

二、传感器与流体被测对象的联接46

第三节传感器的新型敏感材料46

一、半导体敏感材料46

二、陶瓷敏感材料47

三、高分子有机敏感材料48

四、活性物质敏感材料48

第四节传感器敏感元件的加工新技术48

一、薄膜技术48

二、微细加工技术49

三、离子注入技术50

第五节传感器对信号的选择50

一、固定方式50

二、补偿方式51

三、差动方式52

四、滤波方式52

五、同步方式52

第六节传感器标定校准与基准53

一、传感器的标定与校准53

二、基准53

三、互换性54

参考文献54

第六章传感器的特性与评价55

第一节传感器的静态特性55

一、线性度55

二、灵敏度56

三、迟滞和重复性57

四、稳定性和零漂57

第二节传感器的动态特性57

一、频率响应特性58

二、阶跃响应特性60

三、动态特性的评价62

第三节传感器的连接矩阵62

一、二端口传感器的一般表达式63

二、传感器的连接矩阵63

三、高阶传感器的连接矩阵64

第四节传感器的误差及信噪比64

一、传感器噪声及其减小措施64

二、传感器的误差65

三、传感器的信噪比66

四、传感器低噪声化方法67

参考文献68

第七章传感器的集成化功能化与智能化69

第一节传感器的集成化与功能化69

一、集成化和功能化69

二、集成化与功能化的主要特点70

三、集成化与功能化的几个实例70

第二节智能传感器72

一、智能传感器的功能和特点72

二、传感器智能化的几个阶段73

三、智能传感器的基本组成74

四、智能传感器功能举例74

五、智能传感器实例77

六、未来智能传感器78

参考文献78

第二篇传感器79

第一章光学传感器79

第一节概述79

一、光学传感器及其类型79

二、光传感器的特性参数80

第二节光学传感器用光源81

一、光源的分类和基本要求81

二、激光光源81

三、发光二极管（LED）86

四、普通光源87

第三节半导体色敏光传感器88

一、色敏传感系统与色度学基础88

二、半导体色敏传感器91

第四节红外传感器95

一、红外传感系统和光学系统95

二、红外探测器97

第五节集成光学传感器105

一、光波导原理105

二、平面波导传感器110

三、马赫－泽德干涉型集成光学传感器116

四、迈克耳逊干涉型集成光学传感器117

参考文献118

第二章光电探测器件119

第一节光电导探测器件119

一、光敏电阻的特性及参数119

二、光敏电阻的偏置电路124

第二节光伏探测器件127

一、硅光电二极管127

二、其它硅光伏器件130

第三节光电发射器件135

一、真空光电倍增管的基本工作原理135

二、光电倍增管的倍增极136

三、光电倍增管的基本特性137

第四节电荷耦合器件（CCD）142

一、电荷存储142

二、电荷耦合144

三、电荷的注入和检测145

四、CCD的特性参数147

五、电荷耦合摄像器件149

第五节典型ICCD及其驱动器155

一、二相线阵ICCD155

二、典型面阵ICCD159

第六节CCD摄像机162

一、CCD摄像机的扫描制式162

二、DL32型面阵CCD黑白摄像机163

三、CCD彩色摄像机简介166

参考文献172

第三章光纤传感器173

第一节概述173

一、光纤传感器的特点、类型及应用173

二、光学纤维的结构和基本原理173

第二节光波调制技术与光纤传感器176

一、光波强度调制型光纤传感器176

二、相位调制型光纤传感器193

三、光波偏振调制型光纤传感器202

第三节 光纤传感技术的发展及其动向207

参考文献208

第四章气敏化学传感器209

第一节 概述209

第二节固态电解质气敏传感器210

一、固态电解质材料210

二、电位式气敏传感器212

三、安培式气敏传感器217

四、氧化锆氧传感器219

第三节声表面波（SAW）气敏传感器222

一、传感器材料及构造222

二、传感器工作原理223

三、气敏选择膜227

第四节氧化物半导体气敏传感器228

一、半导体材料229

二、传感器构造230

三、气敏机理231

四、气敏选择性233

第五节金属栅MOS气敏传感器235

一、金属栅MOS元件基本原理235

二、氢敏Pd-MOS传感器240

三、其它气体MOS传感器241

参考文献243

第五章化学离子敏选择性电极245

第一节概述245

一、离子敏电极245

二、离子敏电极的发展及特点245

第二节电化学基本概念247

一、离子淌度与离子迁移数247

二、浓度与活度247

三、化学位与电化学位248

四、电极电位与双电层249

五、扩散电位253

六、道南（Donnan）电位254

七、膜电位254

第三节离子敏选择电极的工作原理及组成255

一、离子敏选择电极的工作原理255

二、参比电极256

第四节玻璃电极258

一、玻璃电极的结构与性能258

二、复合玻璃电极和微型玻璃电极260

第五节晶体膜电极261

一、晶体膜电极的结构及其工作原理261

二、氟离子选择性电极262

三、其他晶体膜电极263

第六节活动载体膜电极264

一、几种活动膜电极264

二、活动载体膜的性能266

三、微型液膜电极270

第七节离子选择性场效应管271

一、ISFET的结构与性能271

二、ISFET的集成化272

第八节 ISE的应用272

参考文献274

第六章生物传感器276

第一节概述276

一、生物传感器的应用范围276

二、生物传感器的发展277

三、生物传感器的基本原理277

四、生物传感器的分类279

第二节生物功能物质的分子识别基理280

一、酶反应280

二、微生物反应283

三、免疫学反应284

四、膜技术286

第三节生物传感器及其应用287

一、酶传感器287

二、免疫传感器291

三、半导体生物传感器294

四、酶热敏电阻297

参考文献301

第七章传感检测技术302

第一节 概述302

第二节激光多普勒测速（LDA）技术302

一、LDA技术简介302

二、LDA光学布置304

三、双光束多普勒频移公式306

四、LDA中的微粒光散射307

五、LDA中的方向鉴别和频移309

六、二维激光测速原理314

七、LDA的信号处理316

八、LDA的应用320

九、LDA技术的发展动态327

第三节超声波检测技术329

一、超声波及其在检测中的工作原理？330

二、超声波换能器330

三、超声波在检测中的应用333

第四节核辐射测检技术340

一、核辐射测试工作原理340

二、α、β、γ射线342

三、核辐射探测器344

四、核辐射检测技术的应用346

参考文献350

第三篇传感器接口电路与信号处理351

第一章概论351

第一节 传感器与微计算机系统的关系351

第二节 传感器接口电路一般结构及作用352

第三节 传感器信号处理的方法及作用353

第二章传感器接口电路和模拟信号处理354

第一节传感器接口电路354

一、阻抗匹配器354

二、电荷放大器355

三、电桥电路357

四、频率电压转换器361

第二节测量放大电路361

一、差分放大电路362

二、集成仪用放大器364

三、程序控制放大器365

第三节噪声及其抑制368

一、噪声的种类及来源370

二、噪声抑制371

参考文献373

第三章数据转换接口374

第一节模数转换接口374

一、利用集成A/D转换器构成的模数转换接口374

二、利用电压－频率转换器构成的模数转换接口383

第二节数模转换接口384

一、数模转换接口的作用384

二、用集成D/A转换器构成的数模转换接口384

第四章传感器信号的计算机处理389

第一节 线性化389

第二节 温度补偿390

第三节 传感器信号处理实例391

参考文献392