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第1章　绪论1

1.1　传感器的概念及内涵1

1.1.1　传感器的概念及内涵1

1.1.2　传感器的组成及作用1

1.2　传感器分类2

1.3　传感器的选用依据3

1.3.1 选用注意事项3

1.3.2　传感器的性能和评价指标4

1.4　传感器技术的发展趋势21

1.5　本书的特点及主要内容22

思考题22

第2章　光纤传感器23

2.1　光纤传感器基础23

2.1.1　光纤的结构23

2.1.2　光纤波导原理24

2.1.3　光纤的主要技术参数25

2.1.4　光纤的分类28

2.1.5　光纤传感器的基本原理及类型29

2.2　光纤传感器的调制技术31

2.2.1 强度调制31

2.2.2　相位调制33

2.2.3 频率调制35

2.2.4　偏振调制36

2.3　光纤传感器实例39

2.3.1　光纤温度传感器39

2.3.2　光纤位移传感器41

2.3.3　光纤电流传感器43

2.3.4　光纤电压传感器44

2.3.5　光纤气体传感器46

2.3.6　光纤压力传感器47

2.3.7　光纤图像传感器51

2.4　光纤传感器的发展趋势52

思考题52

第3章　固态图像传感器54

3.1　概述54

3.2　电荷耦合器件（CCD）54

3.2.1 CCD的结构及工作原理54

3.2.2　CCD固态图像传感器56

3.2.3　CCD固态图像传感器的特性参数58

3.3　CMOS图像传感器60

3.4　CCD器件的应用64

思考题69

第4章　超声波传感器70

4.1　超声检测的物理基础70

4.1.1　机械振动和超声波70

4.1.2　超声波的波形71

4.1.3　超声波的传播特性71

4.1.4　超声波的反射和折射72

4.1.5　超声波在传播过程中的衰减74

4.1.6　温度效应74

4.2　超声波传感器原理75

4.2.1 压电式超声波传感器75

4.2.2　磁致伸缩式超声波传感器77

4.3　超声波传感器基本应用电路79

4.4　超声波传感器的应用83

4.4.1　超声波测距83

4.4.2　超声波流量传感器83

4.4.3　超声波清洗86

4.4.4　超声波诊断87

4.4.5　超声波探伤90

思考题91

第5章　磁敏传感器92

5.1　概述92

5.2　磁敏传感器原理92

5.2.1　霍尔效应92

5.2.2　磁阻效应94

5.2.3　形状效应94

5.3　霍尔式传感器94

5.3.1 霍尔元件95

5.3.2　霍尔元件的不等位电势和温度误差的补偿95

5.3.3 集成霍尔传感器97

5.4　磁阻元件98

5.4.1　InSb磁阻元件的工作原理98

5.4.2　结构分类及特性99

5.5　结型磁敏器件101

5.5.1　磁敏二极管102

5.5.2　磁敏三极管103

5.6　应用106

5.6.1　微位移的测量106

5.6.2　转速测量107

5.6.3 角度测量107

5.6.4　磁场测量108

5.6.5 电流测量110

5.6.6　事例分析——基于霍尔传感器的发电机保护系统111

思考题113

第6章　MEMS技术及其应用114

6.1　概述114

6.1.1 MEMS出现的背景114

6.1.2 关于MEMS的基本概念114

6.1.3　MEMS特点116

6.1.4　MEMS结构117

6.1.5　MEMS发展趋势119

6.2　MEMS基础研究120

6.2.1 尺度效应和表面效应120

6.2.2　微流体力学121

6.2.3 力学和热力学基础121

6.2.4　微机械学122

6.2.5　微摩擦学122

6.3　MEMS设计技术123

6.3.1　MEMS设计原则123

6.3.2 MEMS设计方法124

6.3.3 MEMS的中间融合设计方法124

6.3.4 MEMS CAD设计126

6.4　MEMS加工技术128

6.4.1　MEMS加工技术综述128

6.4.2　微细机械加工129

6.4.3　微型放电加工131

6.4.4　硅加工工艺133

6.4.5 大深宽比加工技术133

6.4.6　快速成型制造技术136

6.4.7　微细加工技术的发展137

6.5　MEMS装配技术137

6.5.1　微封装138

6.5.2　微操作138

6.5.3　微测试139

6.5.4　微驱动140

6.6　MEMS应用领域及其典型系统141

6.6.1 MEMS应用领域141

6.6.2　MEMS典型系统144

思考题146

第7章　生物传感器147

7.1　概述147

7.2　生物传感器的工作原理、分类与特点147

7.2.1 生物传感器的工作原理147

7.2.2 生物传感器的分类149

7.2.3 生物传感器的特点150

7.2.4　生物传感器基础知识150

7.3　常用的生物传感器152

7.3.1 酶传感器152

7.3.2　微生物传感器156

7.3.3　生物组织传感器159

7.3.4　半导体生物传感器160

7.4　国内外生物传感器的研究方向161

思考题162

第8章　智能传感器163

8.1　概述163

8.2　智能传感器的构成及其功能163

8.2.1 智能传感器的结构163

8.2.2　智能传感器的功能164

8.2.3　智能传感器的特点165

8.3　传感器的智能化166

8.3.1　数据处理功能166

8.3.2　控制功能172

8.4　常用智能传感器集成电路芯片174

8.4.1 数据输出接口174

8.4.2　微处理器175

8.4.3 智能传感器的接口芯片175

8.5　智能传感器的应用176

8.5.1 智能压力传感器176

8.5.2　智能红外传感器180

8.5.3　人工神经网络智能传感器182

8.5.4　其他智能传感器196

思考题197

第9章　多传感器技术198

9.1　概述198

9.1.1 多传感器信息融合198

9.1.2 多传感器技术的优势199

9.2　多传感器技术基础200

9.2.1 多传感器模型200

9.2.2 多传感器的多元素实验优化技术201

9.2.3 实验优化方法202

9.2.4　建模方法203

9.2.5 实验设计203

9.2.6 实验系数的确定204

9.2.7 实验设计205

9.2.8　标准化优化问题及多元素优化算法211

9.3　多传感器技术在工业故障检测中的应用212

9.3.1 概述212

9.3.2 系统组成及原理212

9.3.3　分析213

9.4　多传感器技术在水文检测中的应用216

9.4.1　概述216

9.4.2 系统组成及工作原理216

9.5　多传感器技术在低温燃烧报警中的应用218

9.5.1 概述218

9.5.2 系统组成及工作原理219

9.5.3　燃烧识别220

思考题224

第10章　改善传感器性能的技术途径225

10.1　材料、结构与参数的合理选择225

10.2　差动技术225

10.3　平均技术231

10.3.1　误差平均效应231

10.3.2　数据平均处理232

10.4　干扰抑制技术232

10.4.1　屏蔽233

10.4.2　屏蔽线与地线（屏蔽与接地）235

10.4.3 电缆和接插件的屏蔽236

10.4.4 隔离236

10.4.5　噪声滤波器236

10.5　补偿与校正技术238

10.5.1　非线性校正238

10.5.2　动态误差补偿239

10.6　稳定性处理技术240

10.7　零示法、微差法240

10.8　闭环技术241

10.9　集成化与智能化242

思考题243

参考文献245