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第一篇 传感器2

第一章 智能机器与人2

1.1 机器人2

1.2 电脑4

1.3 电五官4

1.4 脑与五官的配合，才华横溢7

1.4.1 对科学技术的影响7

1.4.2 对经济发展的贡献7

1.4.3 家庭自诊断可能吗8

1.4.4 高技术武器中的传感器9

第二章 视觉类传感器13

2.1 人的视觉13

2.2 光传感器的分类14

2.3 光传感器的工作原理15

2.3.1 光敏电阻器的工作原理15

2.3.2 光电池的工作原理15

2.3.3 光电二极管的工作原理16

2.3.4 光电三极管的工作原理16

2.3.5 光电位元件的工作原理17

2.3.6 色敏器件的工作原理18

2.3.7 CCD图像传感器的工作原理19

2.3.8 自扫描光电二极管阵列的工作原理20

2.4 光传感器的特性21

2.4.1 光照特性21

2.4.2 光谱特性22

2.4.3 伏安特性22

2.4.4 频率特性24

2.4.6 稳定性及寿命25

2.4.7 光电流和暗电流25

2.4.5 温度特性25

2.5 光传感器的结构与工艺26

2.5.1 光敏电阻器26

2.5.2 光电池及光电二极管27

2.5.3 光电二极管27

2.5.4 光电位器件28

2.6 光传感器的进展29

2.7 光传感器选用要点29

2.7.1 光敏电阻器的选用30

2.7.2 光电池的选用30

2.7.4 光电位器件的选用31

2.7.3 光电二极管、三极管的选用31

3.1 人的听觉33

3.2 声传感器的工作原理33

3.2.1 压电式传感器33

第三章 听觉类传感器33

3.2.2 电磁式传感器34

3.2.3 静电式传感器34

3.3 压电式传感器的结构35

3.3.1 超高频压电式传感器35

3.3.4 探针型压电式传感器36

3.3.2 夹心型压电式传感器36

3.3.3 表面波压电式传感器36

3.4 声传感器的应用37

3.4.1 机械应力的测量37

3.4.2 厚度的测量38

3.4.3 多晶材料中晶粒大小的测量38

3.4.4 物位识别38

3.4.5 流体粘性及流量的测量39

3.4.6 医学诊断方面的应用40

第四章 嗅觉类传感器42

4.1 人的嗅觉43

4.2 气体传感器工作的原理及特性44

4.2.1 半导体型气体传感器44

4.2.2 固体电解质式气体传感器50

4.2.3 接触燃烧式气体传感器50

4.2.4 电化学式气体传感器51

4.2.5 集成型气体传感器51

4.3 气体传感器结构及工艺52

4.3.1 半导体型气体传感器52

4.3.4 电化学式气体传感器53

4.3.2 固体电解质式气体传感器53

4.3.3 接触燃烧式气体传感器53

4.4 气体传感器的应用56

第五章 味觉相关的传感器58

5.1 人的味觉58

5.2 离子传感器及其分类58

5.3 离子传感器的工作原理及特性59

5.3.1 离子选择电极59

5.3.2 离子选择场效应晶体管61

5.4 生物传感器及其分类62

5.5 分子识别功能及信号转换63

5.6 生物物质的固定化技术64

5.7 生物传感器的工作原理及结构64

5.7.1 酶传感器64

5.7.2 葡萄糖传感器65

5.7.3 微生物传感器66

5.7.5 半导体生物传感器67

5.7.6 多功能生物传感器67

5.7.4 免疫传感器67

第六章 触觉与温觉传感器69

6.1 人的皮肤感觉69

6.2 力学量传感器的分类69

6.3 力学量传感器的工作原理及特性71

6.3.1 力学量传感器的特性参数71

6.3.2 力学量传感器的工作原理72

6.4 力学量传感器的结构与工艺75

6.4.1 应变计的结构及工艺75

6.4.2 压阻式力敏元件及传感器的结构和工艺76

6.4.4 压电式力敏元件及传感器的结构和工艺77

6.4.3 电容式力敏元件及传感器的结构和工艺77

6.5 力学量传感器的扩展78

6.5.1 荷重传感器78

6.5.2 扭矩传感器78

6.5.3 位移传感器79

6.5.4 流量传感器79

6.5.5 微传感器79

6.6 力敏元件及传感器的选用原则80

6.6.1 按性能指标要求选用80

6.6.2 按使用环境要求选用81

6.6.3 按测量对象要求选用82

6.7 温度传感器的分类83

6.8 温度传感器的工作原理及特性83

6.8.1 热电偶83

6.8.2 金属热敏电阻器86

6.8.3 陶瓷热敏电阻器86

6.8.4 温敏晶体管88

6.8.5 集成温度传感器88

6.9 热敏元件及传感器的制备技术89

6.9.1 厚膜铂电阻结构及工艺89

6.9.3 PTC、NTC热敏电阻器的制备90

6.9.2 铂膜温度传感器的结构及工艺90

6.10.1 热敏元件的选用91

6.10 温度传感器的选用原则91

6.10.2 温度变送器的选用92

第七章 超越人感觉的传感器94

7.1 湿度传感器及其分类94

7.2 湿敏元件及传感器的工作原理及特性95

7.2.1 陶瓷型湿度传感器95

7.2.2 有机高分子湿度传感器96

7.2.3 半导体型湿度传感器97

7.2.4 电解质型湿度传感器97

7.3 湿敏元件及传感器的结构和工艺98

7.3.1 陶瓷型湿度传感器98

7.3.2 有机高分子湿度传感器100

7.3.3 半导体型湿度传感器100

7.4 湿度传感器的选用100

7.4.4 在低成本控制系统中的选用101

7.4.3 在低功耗电路中的选用101

7.5 磁敏元件及传感器的分类101

7.4.2 在恶劣环境中的选用101

7.4.1 在湿度测量中的选用101

7.6 磁传感器的工作原理及特性102

7.6.1 霍尔元件102

7.6.2 磁阻元件104

7.6.3 磁敏二极管104

7.6.4 磁敏三极管105

7.6.5 约瑟夫逊器件107

7.7 磁传感器的结构和工艺107

7.8.2 电流测量109

7.8.1 磁场测量109

7.8 磁传感器的选用109

7.8.3 转速和脉冲的测量110

7.8.4 位置和位移的测量110

7.8.5 信号的运算和测量110

7.8.6 拉力和压力的测量111

7.8.7 特殊磁敏元件的选用111

第八章 传感器中的新秀112

8.1 光纤传感器及其分类112

8.2 光纤传感元件113

8.2.1 光导纤维113

8.2.2 光源114

8.2.3 光电探测器115

8.3 光纤元件间的连接115

8.3.1 光纤的接头115

8.3.2 光纤耦合器115

8.4 常用的光纤传感器116

8.4.1 光纤压力传感器117

8.4.2 光纤温度传感器117

8.4.3 光纤电流传感器118

8.4.4 光纤血流传感器119

第九章 微型计算机与传感技术121

9.1 用软件进行误差补偿121

9.2 多元函数的处理功能124

9.3 自校正与自诊断功能124

9.4 模糊控制125

第十章 传感器在军事上的应用127

10.1 传感器在航天、航空中的应用128

10.1.1 多传感器联合系统130

10.1.3 为提高测量性能而采用多个传感器132

10.1.2 高性能仪表系统132

10.2 传感器在火控系统中的应用134

10.2.1 火控系统传感器的类别及其重点产品134

10.2.2 火控系统对传感器的技术要求134

10.2.3 坦克火控系统138

10.3 传感器在军用智能机器人中的应用141

10.3.1 机器人传感器的分类143

10.3.2 视觉传感器144

10.3.3 触觉传感器145

11.1 概述155

11.1.1 SAW技术的发展概况155

第二篇 声表面波、声体波及声光器件155

第十一章 声表面波器件155

11.1.2 SAW技术的特点156

11.1.3 SAW技术的应用157

11.2 叉指换能器158

11.2.1 IDT的工作原理和基本特性158

11.2.2 IDT的脉冲响应模型159

11.2.4 IDT的谐波激励161

11.2.5 IDT的加权161

11.2.3 IDT的散射和传输特性161

11.2.6 IDT的二阶效应162

11.3 SAW带通滤波器和滤波器组165

11.3.1 SAW带通滤波器的结构及工作原理165

11.3.2 对称通带SAW滤波器166

11.3.3 非对称通带SAW滤波器168

11.3.4 SAW窄带滤波器168

11.3.5 低损耗滤波器170

11.4.1 延迟线的带宽和插入损耗171

11.4 SAW延迟线171

11.3.6 滤波器组171

11.4.2 延迟线的三次渡越抑制172

11.4.3 延迟线的温度稳定性173

11.4.4 SAW长延迟线174

11.4.5 SAW延迟线的应用174

11.5 SAW振荡器175

11.5.1 模式控制175

11.5.2 SAW振荡器的频率稳定性176

11.5.3 振荡器的调谐和调频能力177

11.6.1 相位编码发生器178

11.6 SAW相位编码抽头延迟线178

11.6.2 相位编码相关器179

11.6.3 SAW抽头延迟线的应用180

11.7 SAW色散延迟线183

11.7.1 SAW色散延迟线的工作原理183

11.7.2 色散延迟线的结构类型185

11.7.3 色散IDT的设计186

11.7.4 SAW色散延迟线的应用187

11.8.1 SAW卷积器的基本原理189

11.8 SAW卷积器189

11.8.2 SAW卷积器的效率190

11.8.3 几种典型的SAW卷积器191

11.9 声电荷转移器件193

11.9.1 ACT的原理和结构194

11.9.2 ACT的主要功能194

11.9.3 ACT应用196

11.10 SAW技术展望199

参考文献200

12.1.1 声体波器件的分类与组成201

12.1.2 BAW器件的应用简介201

12.1 概述201

第十二章 声体波器件201

12.1.3 BAW器件的发展对军事工程的影响202

12.2 BAW微波延迟线202

12.2.1 工作原理与性能202

12.2.2 微波BAW的激励204

12.2.3 BAW延迟线的构造与基本性能分析207

12.2.4 声体波延迟线的制备简述211

12.2.5 BAW微波延迟线的应用214

12.3 薄膜BAW谐振器和滤波器216

12.3.1 薄膜BAW谐振器216

12.3.2 集成滤波器放大器217

12.4 高次谐波BAW谐振器(HBAR)219

12.4.1 HBAR结构与性能219

12.4.2 HBAR的测量与应用220

参考文献223

第十三章 声光器件225

13.1.1 调制光束强度的声光器件226

13.1.2 改变光束方向的声光器件226

13.1 声光器件的分类226

13.1.3 引起光束移频的声光器件227

13.1.4 选择光束波长的声光器件227

13.2 声光器件的原理227

13.2.1 声光调制器的原理227

13.2.2 声光偏转器的原理228

13.2.3 声光移频器的原理229

13.2.4 声光可调谐滤光器的原理229

13.3 声光器件的结构229

13.4 声光器件的特性230

13.4.1 声光调制器的特性230

13.3.2 声光互作用介质230

13.3.1 压电换能器230

13.4.2 声光偏转器的特性232

13.4.3 声光移频器的特性233

13.4.4 声光可调谐滤光器的特性233

13.5 声光器件的应用234

13.5.1 声光调Q235

13.5.2 声光锁模236

13.5.3 声光频谱分析237

13.5.4 声光光谱分析237

13.5.5 声光相关和卷积238

13.6.1 表面波声光器件的原理和特性239

13.6 表面波声光器件239

13.6.2 表面波声光器件及其应用240

13.7 光纤声光器件242

13.7.1 光纤声光器件的原理和特性242

13.7.2 几种光纤声光器件243

第三篇 振动惯性器件245

第十四章 振动惯性器件245

14.1 概论245

14.1.2 振动惯性器件的特点246

14.1.1 振动惯性器件发展简史246

14.1.3 振动惯性器件的分类247

14.2 振动陀螺247

14.2.1 概述247

14.2.2 音叉振动陀螺249

14.2.3 压电振动陀螺252

14.2.4 驻声波振动陀螺254

14.2.5 半球谐振陀螺256

14.2.6 振动陀螺的应用259

14.3.1 概述262

14.3 线加速度计262

14.3.2 线加速度计的种类263

14.3.3 振梁式石英线加速度计263

14.3.4 石英挠性加速度计268

14.3.5 线加速度计的应用269

14.4 新一代振动惯性器件--微机械惯性器件270

14.4.1 概述270

14.4.2 微机械加速度计270

14.4.3 微机械振动陀螺275

14.4.4 多功能加速度计陀螺279

14.4.5 微型惯性测量组合280

14.4.6 微机械惯性器件的加工技术281

14.4.7 微机械惯性器件的应用283

14.5 用振动惯性器件构成惯性系统283

14.5.1 从陆地导航技术的发展谈起283

14.5.2 CFN型自动指北仪285

14.5.3 压电陀螺GPS惯性组合陆地导航仪286

14.5.4 钻井测斜仪288

14.6 振动惯性器件的发展前景289

14.6.1 惯性器件的国外发展现状289

14.6.2 振动惯性器件的技术发展方向290