标题：传感技术与系统（普通高校教育“十一五”国家级规划教材）
图书信息
作者：董永贵 普通高等教育“十一五”国家级规划教材图书详细信息：ISBN：9787302127550定价：48元印次：1-2装帧：平装印刷日期：2006-12-22
图书简介
针对传感技术中理论性与应用性结合紧密的特点，本书从实际工程应用的角度出发，阐述了现代传感器与测量系统中的基础理论、检测技术和实现方法，内容新颖，实用性强。 本书以检测电路为主线，采用信号转换方式作为章节划分标准，将敏感元件与检测电路结合在一起进行分类阐述，基本涵盖了物理量、化学量传感器的基本知识和最新进展。全书共分10章，分别为传感器与测量系统、传感器的材料及加工工艺、电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电传感器、化学量传感器、光学传感器、传感器的信号调理以及传感器的数据获取技术。 
图书前言
信息获取与处理已经成为现代信息技术领域的核心，对社会发展、科技进步起着重要的作用。传感器作为信息获取与处理系统中最前端的部件，直接面向被测量的对象，将被测对象的被测量参数转换成为电信号，是现代信息技术的重要基础。在工业自动化、航空航天、军事工程、环境监测、海洋探测、石油化工、生物工程等许多领域，传感器获得了越来越广泛的应用。 随着数字电路技术、大规模集成电路技术的发展，传感器也逐步走向微、小型化和智能化，传感器与测量系统的边界也越来越模糊。了解和掌握传感器技术，不仅需要掌握传感器的敏感机理，而且需要掌握敏感元件的检测、信号调理及信号转换，乃至数据获取方面的知识，才能很好地研究与应用传感器。 传感器技术是一门学科跨度大、兼具理论性及应用性的技术。现代科学在理论原理或工艺技术上所取得的任何一点突破，几乎都会在传感器领域中得到体现。另一方面，现代科学每一个技术领域的发展都离不开传感器技术的支持，这些技术领域的需求既是传感器技术的应用背景，也是传感器技术发展的强大动力。然而，传感器技术的这种跨学科特性，使得传感器所涉及的领域非常之宽，给学习、研究与应用传感器技术带来了相当大的难度。 本书从实际工程应用的角度出发，采用信号转换方式作为章节划分标准，将传感器与测量系统结合在一起进行分类阐述。对于每一种类型的传感器，不仅给出了敏感机理方面的基本知识，而且结合实例对常用的信号检测、信号调理及数据获取电路进行深入分析。书中总结了编著者长期的教学经验与科研工作成果，荟萃了有关传感技术与系统的理论和成果，着力反映这一学术领域的当代发展水平，力图做到概念清楚、深入浅出，能够帮助读者提高对传感技术及系统的实际运用能力。 本书内容共分10章。 第1章传感器与测量系统。本章介绍传感器与测量系统的基本概念、传感器的分类及基本特性、传感器的标定及数据处理方法，并就如何在实际中学习与应用传感器方面的专业知识给出一些建议。 第2章传感器的材料及加工工艺。传感器在性能上的突破往往源于新材料、新制造工艺以及两者的结合。本章首先介绍几种传感器中常用的材料， 第3章电阻式传感器。电阻式传感器是传感器中最常见的一类。本章首先介绍机械量、磁变量、光变量、化学量等电阻式传感器的基础知识，然后给出电阻式传感器中一些常用的检测电路。 第4章电感式传感器。本章首先介绍传统的自感式、互感式传感器，然后对基于电涡流原理的位移传感器及无损检测传感器进行深入分析。 第5章电容式传感器。本章首先给出电容式传感器的基础理论知识，并重点结合接近觉传感器及基于MEMS的微型传感器进行分析，然后介绍常用的电容式传感器检测电路。 第6章压电传感器。利用压电材料制成的压电传感器种类繁多，应用范围也非常广。本章首先介绍传统的电荷型压电传感器，然后对压电谐振式传感器及声表面波传感器进行深入分析。 第7章化学量传感器。化学量、生物量的检测已经成为传感器的重要应用领域。本章阐述化学量、生物量检测的基础知识，重点是电化学传感器。 第8章光学传感器。本章首先介绍光探测器、CCD及CMOS图像传感器，然后对光纤传感器及表面等离子体谐振检测技术进行阐述。 第9章传感器的信号调理。信号调理是传感器与测量系统中的重要单元，本章阐述了信号调理的基本概念与分类，对电平调整、线性化、信号形式变换、滤波及阻抗匹配等信号调理电路的原理及实现方法进行了深入分析。 第10章传感器的数据获取技术。本章首先对模拟量数字化的位置选择、抗混滤波以及数据获取系统的实现方式进行讨论，然后对智能化传感器、网络化传感器、软传感器等进行分析阐述，最后介绍传感器系统中的噪声与抗干扰技术。 本书可供高等工科院校测控技术与仪器、自动化工程、机电一体化及仪器仪表等专业师生使用，同时也可供从事自动化控制、测量仪器等方面的研究、设计、制造、使用和调修的工程技术人员学习和参考。 由于编著者水平有限，书中难免有不妥甚至错误之处，殷切希望读者提出宝贵意见。
图书目录
1传感器与测量系统11.1基本概念11.1.1测量系统11.1.2传感器31.1.3信号调理51.1.4接口与数域61.2传感器的分类81.3传感器的基本特性101.3.1传感器的误差111.3.2静态特性121.3.3动态特性191.3.4其他特性231.4传感器的标定与数据处理281.4.1静态标定中的多项式拟合291.4.2传感器标定实验的设计331.5传感器与测量系统专业知识的学习与应用361.5.1传感器的发展状况361.5.2文献阅读与实验设计381.5.3传感器的研究与应用47
2传感器的材料及加工工艺512.1传感器使用的材料512.1.1材料的基本物理知识522.1.2导体、半导体和电介质552.1.3敏感陶瓷材料592.1.4高分子敏感材料672.1.5磁性材料752.2传感器的加工工艺772.2.1结构型传感器的加工工艺782.2.2厚膜工艺822.2.3薄膜工艺852.3微机械加工工艺902.3.1微传感器与微机电系统902.3.2MEMS所用材料932.3.3微加工工艺942.3.4三维结构的微加工工艺97
3电阻式传感器1003.1机械量传感器1003.1.1电位器式传感器1013.1.2应变计1083.2磁敏及光敏电阻1103.2.1磁电阻效应及磁敏电阻1103.2.2磁敏电阻的应用1133.2.3光敏电阻1163.3湿度及气体传感器1213.3.1湿度传感器1213.3.2气体传感器1243.4液体电导率传感器1273.5电阻式传感器的检测电路1293.5.1电阻测量基础1293.5.2分压器法1323.5.3惠斯登电桥134
4电感式传感器1404.1变磁阻式传感器1404.2互感式传感器1454.3电涡流传感器1504.3.1电涡流检测原理1514.3.2电涡流位移传感器1554.3.3电涡流无损检测传感器1674.3.4几种新型电涡流传感器介绍175
5电容式传感器1795.1电容检测原理1795.1.1电容及其计算1805.1.2多电极间的电容1825.1.3电容式传感器基础1885.1.4电容式传感器的相关技术及应用1945.2电容式接近觉传感器1975.2.1电容式接近觉传感器基础1975.2.2同面散射场式电容传感器2025.2.3叉指电极式电容传感器2065.3基于MEMS的微型电容式传感器2085.3.1加速度传感器2095.3.2压力传感器2135.4电容式传感器检测电路2165.4.1振荡器式检测电路2185.4.2谐振式检测电路2205.4.3充放电式检测电路2215.4.4AC桥式检测电路223
6压电传感器2296.1电荷型压电传感器2296.1.1压电效应与压电材料2296.1.2典型应用2346.1.3检测电路2396.2压电谐振式传感器2426.2.1石英晶体与压电谐振式传感器2436.2.2石英谐振式传感器的典型应用2456.2.3石英晶体微天平2516.3声表面波传感器2586.3.1延迟线型声表面波传感器2586.3.2谐振器型声表面波传感器2666.3.3无源无线声表面波传感器269
7化学量传感器2777.1电化学原理简介2787.1.1电极电位2797.1.2电极过程2847.1.3电化学分析方法2907.2离子选择电极2977.2.1离子选择电极原理2987.2.2几种离子选择电极3007.2.3参比电极3037.2.4ISE测量中的问题3047.3气体传感器3087.3.1气体的检测与气体传感器3097.3.2电化学气体传感器3147.4生物传感器3167.4.1生物传感器概况3177.4.2电化学生物传感器3207.4.3DNA传感器与生物芯片326
8光学传感器3338.1光探测器3338.1.1光敏二极管3348.1.2光电倍增管3408.1.3光电晶体管3428.1.4热释电红外传感器3438.2CCD与CMOS图像传感器3478.2.1CCD的工作原理3478.2.2CCD传感器的形式与结构3498.2.3CMOS图像传感器3538.3光纤传感器3588.3.1光纤的基础知识3598.3.2光纤传感器3618.4表面等离子体谐振检测技术3668.4.1SPR原理简介3668.4.2SPR检测系统的结构形式及应用3678.4.3SPR与QCM在表面检测中的比较373
9传感器的信号调理3759.1电平调整3769.1.1无源电平调整电路3769.1.2有源电平调整电路3779.1.3运算放大器的技术指标及基本电路形式3789.1.4有源电平调整电路实例分析3839.2线性化3899.2.1无源线性化电路3899.2.2有源线性化电路3949.3信号形式变换4009.3.1电压—电流变换4019.3.2电流—电压变换4059.3.3模拟—数字转换器与数字—模拟转换器4079.3.4电压—频率(V/F)转换4169.4滤波及阻抗匹配4209.4.1滤波器与信号4209.4.2滤波器的类型4249.4.3滤波器的设计与实现430
10传感器的数据获取技术43710.1模拟量的数字化43710.1.1模拟量数字化的位置选择43710.1.2数据获取系统的抗混滤波44210.1.3数据获取系统的实现方式44810.2智能化传感器45610.2.1智能化传感器的基本概念45610.2.2网络化的智能传感器45910.3软传感器46410.3.1软传感器的基本概念46410.3.2模式分析方法46610.3.3多传感器信息融合47010.4噪声与抗干扰技术47410.4.1噪声的度量47510.4.2几种常见的电子噪声47810.4.3干扰及抗干扰技术481
参考文献496
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