感測器技術

書名：感測器技術

作者：張文娜、葉湘濱、熊飛麗、肖晶晶

出版社：清華大學出版社

本書系統地介紹了感測器的技術基礎以及各類感測器的原理、特性和應用。全書共分8章，內容包括：感測器的基本概念以及發展動向；感測器的靜/動態特性、基礎效應、功能材料以及加工工藝等相關技術基礎；阻抗式感測器、電動勢式感測器、光電式感測器、柵式感測器以及其他新型感測器；感測器在機器人、現代汽車和武器裝備中的典型應用等。

本書適合作為儀器儀錶、電子信息、機械工程、自動化等學科的本科生教材，也可供其他相關學科的師生和工程技術人員參考。

第1章緒論

1.1感測器的定義、組成及分類

1.1.1感測器的定義

1.1.2感測器的組成

1.1.3感測器的分類

1.2感測器的地位與重要性

1.3感測器技術的發展途徑與發展趨勢

1.3.1感測器技術的發展途徑

1.3.2感測器技術的發展趨勢

思考題與習題

第2章感測器的理論與技術基礎

2.1感測器的基礎效應

2.1.1光電效應

2.1.2電光效應

2.1.3磁光效應

2.1.4磁電效應

2.1.5約瑟夫遜效應與核磁共振

2.1.6多普勒效應

2.1.7納米效應

2.1.8熱電效應、壓電效應、壓阻效應

2.2感測器的功能材料

2.2.1功能材料的分類與特徵

2.2.2半導體材料

2.2.3功能陶瓷材料

2.2.4功能高分子材料

2.2.5納米材料

2.2.6智能材料

2.3感測器的加工工藝

2.3.1結構型感測器的加工工藝

2.3.2厚膜工藝

2.3.3薄膜工藝

2.3.4微機械加工工藝

2.4感測器的靜、動態特性

2.4.1感測器的靜態特性

2.4.2感測器的動態特性

思考題與習題

第3章阻抗式感測器

3.1電阻應變式感測器

3.1.1電阻應變式感測器的工作原理

3.1.2應變片的種類和結構

3.1.3應變片的溫度誤差及其補償

3.1.4電阻應變式感測器的信號調理電路

3.1.5電阻應變式感測器的應用

3.1.6硅壓阻式壓力感測器的應用

3.2電容式感測器

3.2.1電容式感測器的工作原理

3.2.2電容式感測器的信號調理電路

3.2.3影響電容式感測器精度的因素分析

3.2.4電容式感測器的應用

3.3電感式感測器

3.3.1變磁阻式感測器

3.3.2差動變壓器式感測器

3.3.3渦流式感測器

3.3.4電感式感測器的應用

思考題與習題

第4章電動勢式感測器

4.1壓電式感測器

4.1.1壓電式感測器的工作原理

4.1.2壓電式感測器的等效電路

4.1.3壓電式感測器的信號調節電路

4.1.4壓電式感測器的應用

4.2磁電式感測器

4.2.1磁電式感測器的工作原理

4.2.2磁電式感測器的結構類型

4.2.3磁電式感測器的測量電路

4.2.4磁電式感測器的應用

4.3霍爾感測器

4.3.1霍爾效應和工作原理

4.3.2霍爾元件的結構和基本電路

4.3.3霍爾元件的電磁特性

4.3.4霍爾元件的誤差及補償

4.3.5霍爾感測器的應用

4.4熱電偶感測器

4.4.1熱電偶的工作原理

4.4.2熱電偶測溫基本定律

4.4.3熱電偶冷端溫度補償

4.4.4熱電偶材料、類型及結構

4.4.5熱電偶測溫

思考題與習題

第5章光電式感測器

5.1光電器件

5.1.1外光電效應器件

5.1.2內光電效應器件

5.2CCD固態圖像感測器

5.2.1CCD的結構及工作原理

5.2.2CCD固態圖像感測器的分類及工作原理

5.2.3CCD固態圖像感測器的應用

5.3光纖感測器

5.3.1光纖的基本知識

5.3.2光纖感測器的分類及其工作原理

5.3.3光纖感測器的應用

思考題與習題

第6章柵式感測器

6.1磁柵感測器

6.1.1磁柵感測器的結構與工作原理

6.1.2磁柵感測器的信號處理方式

6.1.3磁柵感測器的應用

6.2光柵感測器

6.2.1光柵的基本知識

6.2.2光柵感測器的結構和工作原理

6.2.3光柵感測器的應用

6.3容柵感測器

6.3.1容柵感測器的結構及工作原理

6.3.2容柵感測器的信號處理方式

6.3.3容柵感測器在數顯尺中的應用

6.4時柵感測器

6.4.1時空坐標轉換理論

6.4.2時柵位移感測器的工作原理

6.4.3時柵位移感測器的應用前景

思考題與習題

第7章新型感測器

7.1微感測器

7.1.1MEMS技術與微感測器

7.1.2典型的微感測器

7.2網路感測器

7.2.1網路感測器的概念及特點

7.2.2網路感測器的類型

7.2.3無線感測器網路

7.2.4基於IEEE 1451標準的網路感測器

7.3模糊感測器

7.3.1模糊感測器的概念及基本功能

7.3.2模糊感測器的理論基礎

7.3.3模糊感測器的基本結構

7.3.4模糊感測器的開發與應用

7.4基於人工神經網路的感測器

7.4.1人工神經網路的基本知識

7.4.2人工神經網路的結構和演演算法

7.4.3基於人工神經網路的感測器開發與應用

思考題與習題

第8章感測器應用實例

8.1感測器在機器人中的應用

8.1.1概述

8.1.2視覺感測器

8.1.3力覺感測器

8.1.4觸覺感測器

8.1.5接近覺與測距感測器

8.2感測器在現代汽車中的應用

8.2.1概述

8.2.2發動機控制系統感測器

8.2.3底盤控制系統感測器

8.2.4車身控制系統感測器

8.2.5其他車用智能感測器

8.3感測器在武器裝備中的應用

8.3.1概述

8.3.2微感測器

8.3.3紅外探測器

8.3.4光纖感測器

8.3.5無線感測器網路

思考題與習題

參考文獻