新型传感器技术及应用

书籍目录

目录

第一章 传感器敏感材料

一、半导体硅材料

1.单晶硅

2.多晶硅

3.非晶体硅

4.硅蓝宝石

二、化合物半导体材料

三、石英敏感材料

1.石英晶体

2.石英玻璃

四、精密陶瓷材料

五、ZnO薄膜

六、铁电聚合物

七、非晶态磁性合金

八、形状记忆合金

九、复合材料

思考题

参考文献

第二章 微机械加工技术

一、概 述

二、硅微机械加工技术

1.刻蚀技术

2.薄膜技术

3.薄膜参数及其测量方法

4.固相键合工艺

三、X射线深层光刻电铸成型技术

四、微型传感器结构

思考题

参考文献

第三章 传感器的建模

一、概 述

二、理论基础

1.弹性体的力平衡方程

2.弹性体的几何方程

3.弹性体的物理方程

4.弹性体的弹性势能

5.弹性体外力的功

6.虚功原理

7.弹性体的动能

8.弹性体的能量泛函原理

9.Hamilton原理

10.建模的一般方法

三、梁的建模

1.受轴向力两端固支梁

2.改型悬臂梁

四、平膜片的建模

1.周边固支的平膜片

2.近似解析解

3.算 例

4.结 论

五、波纹膜片的建模

1.受均布压力的波纹膜片

2.受集中力的波纹膜片

3.算 例

六、E型膜片的建模

1.基本方程

2.受集中力的E型膜片

3.受均布压力的E型膜片

4.算 例

七、带有顶盖的圆柱壳的建模

1.基本方程

2.圆柱壳环单元的有限元列式

3.算 例

八、顶端开口圆柱壳的建模

1.基本方程

2.底端约束的特征

3.约束因子

九、半球壳的建模

1.简 述

2.半球壳的振动方程

3.半球壳的振型进动特性

4.半球壳的耦合振动

思考题

参考文献

第四章 硅电容式集成传感器

一、概 述

二、硅电容式集成压力传感器

三、硅电容式集成压力传感器的接口电路

1.开关－电容接口电路

2.电容频率变换电路

四、硅电容式加速度传感器

思考题

参考文献

第五章 谐振式传感器

一、概 述

二、谐振式传感器的基础理论

1.基本结构

2.闭环自激

3.敏感机理

4.谐振子的Q值

5.设计要点

6.特征与优势

三、振动筒压力传感器

1.简 述

2.压电激励特性

3.拾振信号的转换

4.稳定的单模态自激系统的实现

5.双重模态的有关问题

四、谐振式角速率传感器

1.简 述

2.压电激励谐振式圆柱壳角速率传感器

3.静电激励半球谐振式角速率传感器

五、谐振式直接质量流量传感器

1.简 述

2.测量理论

六、硅微结构谐振式传感器

1.简 述

2.热激励方式

3.差动式硅谐振微传感器

思考题

参考文献

第六章 声表面波传感器

一、概 述

二、声表面波技术基础知识

1.声表面波的类型

2.声表面波的主要性质

3.声表面波叉指换能器

三、声表面波传感器理论基础

1.声表面波振荡器的结构组成及其工作原理

2.测量各种物理量的理论分析

四、各种声表面波传感器

1.SAW压力传感器

2.SAW加速度传感器

3.SAW气体传感器

4.SAW角速度传感器

5.SAW流量传感器

思考题

参考文献

第七章 薄膜传感器

一、概 述

二、几种薄膜传感器

1.薄膜应变电阻及传感器

2.薄膜热敏元件及传感器

3.薄膜气敏元件及传感器

4.薄膜磁敏元件及传感器

思考题

参考文献

第八章 光纤传感器

一、概 述

二、光纤的导波原理

三、光纤的传输损耗

1.吸收损耗

2.散射损耗

3.辐射损耗

四、强度调制光纤传感器

1.光纤微弯传感器

2.反射式光纤位移传感器

3.反射式光纤压力传感器

4.半导体吸收式光纤温度传感器

5.折射率调制光纤传感器

五、相位调制光纤传感器

1.马赫－泽德尔干涉仪

2.萨格纳克干涉仪

3.法布里－泊罗干涉仪

4.迈克尔逊干涉仪

六、偏振态调制光纤传感器

1.光纤电流传感器

2.光纤电压传感器

3.偏振态调制型光纤加速度传感器

七、频率调制光纤传感器

八、分布式光纤传感器

1.概 述

2.损伤评估

3.应变测量

4.OTDR测量原理

思考题

参考文献

第九章 场效应管型化学传感器

一、离子敏传感器

1.MOSFET的基本原理

2.ISFET的工作原理

3.ISFET敏感膜的种类

4.ISFET的结构

5.多功能ISFET

6.ISFET的特点

7.ISFET的应用

二、气敏传感器

1.氢气敏MOSFET

2.一氧化碳气敏PdMOSFET

3.氧化敏MOSFET

4.氨气敏MOSFET

三、湿敏传感器

思考题

参考文献

第十章 固态成象传感器

一、概 述

二、CCD的基本结构与MOS 电容器

1.结构

2.MOS电容器与CCD

3.CCD的基本工作原理

三、CCD成象传感器

1.线列CCD成象传感器

2.面阵CCD成象传感器

四、CCD成象传感器的主要特性

1.调制传递函数（MTF）

2.输出饱和特性

3.暗电流

4.灵敏度

5.光谱响应及背面照光

6.信噪比与动态范围

五、红外固态成象传感器

1.引 言

2.混合式IRCCD传感器

3.单片集成式IR－CCD传感器

六、微光CCD象传感器

思考题

参考文献

第十一章Smart传感器

一、Smart传感器的含义

二、基本传感器

三、Smart传感器中的软件

1.标度变换技术

2.数字调零技术

3.非线性补偿

4.温度补偿

5.数字滤波技术

四、应 用

五、发展前景

思考题

参题文献

作者简介

内容简介

本书系综合目前国内外有关文献及作者的研究成果编著而成。主要内容有：传感

器敏感材料；微机械加工技术；传感器建模；硅电容式集成传感器；谐振式传感器；声

表面波传感器；薄膜传感器；光纤传感器；场效应管型化学传感器；固态成象传感器；

Smart传感器等十一章。从敏感材料、微机械加工技术到一些先进传感器的设计原

理、应用和发展情况作了较全面、深入的讨论。

本书内容丰富、实用、新颖。既重视理论，又结合应用。可供大专院校有关专业的

研究生、高年级大学生和从事仪器仪表、测试技术、自动化等方面的科技人员参考使

用。

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