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现代传感技术与系统
作者:林玉池 曾周末
ISBN:978-7-111-27236-6
所属丛书:仪器科学与技术学科研究生系列教学参考书

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本书主要介绍了现代传感技术的共性知识,测试系统的原理等。
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ISBN:978-7-111-27236-6
装订:平装
编辑:王康
开本:16开
出版日期: 2019-07-11
字数:753 千字
定价:49.0
图书简介
本书主要介绍了现代传感技术的共性知识,测试系统的原理等。
章节目录
目录
前言
第1篇传感基础
第1章绪论1
11传感器及其分类1
111传感器的定义1
112传感器的分类2
113传感器与传感技术4
12信息与传感5
121信息与信息技术5
122信息的基本特征7
123传感技术是信息的源头技术10
124测量系统的信息模型12
13传感技术的特点和作用17
131传感技术的特点17
132传感技术的地位与作用18
14现代传感技术的发展现状与
趋势21
141现代传感技术的发展现状21
142我国传感器产业发展现状及与国外
的差距23
143现代传感技术的发展趋势25
思考题27
第2章传感器的理论基础28
21信息获取与信息感知28
211信息获取28
212传感器涉及的基础理论29
22自然规律与传感器32
221守恒定律32
222场的定律——关于物质作用的
定律33
223物质定律35
224统计物理学法则39
23传感器的基础效应40
231物质效应与物性型传感器40
232光电效应40
233电光效应44
234磁光效应45
235磁电效应47
236热电效应和热释电效应48
237压电、压阻和磁致伸缩效应50
238约瑟夫逊效应与核磁共振52
239光的多普勒效应和萨古纳克
效应54
2310声音的多普勒效应及声电、声光
效应56
2311与化学有关的效应57
2312纳米效应58
24传感器的新型敏感材料61
241敏感材料的工作机理61
242敏感材料的类型与特性61
243新型敏感材料63
25弹性敏感元件73
251概述73
252弹性敏感元件的基本特性74
253弹性敏感元件的材料76
254典型弹性敏感元件76
思考题78
第3章传感器构成论79
31传感器的构成方法79
311传感器的基本构成79
312传感器的结构类型80
32传感器与被测对象的关联84
321传感器与固体对象的关联84
322传感器与流体对象的关联85
33传感器对信号的选择85
331传感器信号选择机理85
332传感器的信号选择方式86
34传感器的传递矩阵89
341二端口传感器的一般表达式89
342二端口传感器的传递矩阵90
343二端口传感器的负载效应91
344传感器的广义输入、输出特性92
345负载效应的理论机理及消除方法94
35双向传感器统一理论95
36传感器敏感元件的加工新
技术95
361薄膜技术95
362微细加工技术96
363离子注入技术96
37传感器的性能指标97
371传感器的静态数学模型及其静态
特性指标98
372传感器的动态数学模型及其动态
特性指标102
373传感器的其他性能指标109
38传感器的不失真测量条件114
381输出信号的失真114
382不失真测量条件115
思考题116
第4章传感器的应用基础117
41测量概述117
411测量与计量117
412测量误差的概念118
413测量精度120
414测量的基本方法122
415测量系统123
42量值的传递与溯源124
421量值的概念124
422量值的传递124
423量值的溯源125
424量值传递与量值溯源的区别126
43传感器的标定与校准127
431标定和校准127
432传感器的静态标定130
433传感器的动态标定130
44传感器的误差与信噪比133
441传感器的误差133
442传感器的信噪比133
45噪声及其抑制135
451干扰与噪声135
452传感器的噪声135
453噪声的耦合方式136
454传感器的低噪化方法137
46传感器中的抗干扰措施138
461屏蔽138
462接地141
463浮置142
464滤波142
465光电耦合144
466印制电路板的抗干扰144
467传感器的抗干扰145
47改善传感器性能的技术途径146
471结构、材料与参数的合理选择146
472差动技术146
473平均技术146
474补偿与校正147
475稳定性处理147
476屏蔽、隔离和干扰抑制148
477零示法、微差法与闭环技术148
478集成化与智能化150
48选用传感器的一般原则151
思考题151
第1篇参考文献153
第2篇典型传感技术
第5章光电传感技术155
51概述155
511光学基础知识155
512光电式传感器的组成及特点159
52传感器用光源159
521对光源的基本要求160
522常用光源160
53光电探测器件及弱信号探测
技术163
531光电探测器件163
532弱信号探测167
54激光传感技术172
541激光干涉法172
542激光衍射法173
543激光莫尔法175
544激光扫描法176
545激光准直法177
546激光测距178
547散斑测量179
548全息干涉测量182
55红外传感技术185
551红外辐射的基本知识185
552红外辐射的基本定律185
553红外探测器187
554红外传感系统的组成188
555红外探测的光学系统189
556红外探测的辅助电路189
557红外测温191
558红外成像192
559红外无损检测193
思考题194
第6章光纤传感技术195
61光纤概述195
611光纤的基本概念195
612光纤的损耗与色散197
613光纤的偏振与双折射198
62光纤用光源和传输连接器件199
621光纤用光源199
622光纤无源器件200
63光纤传感原理205
631光纤传感器205
632光纤中的光波调制技术206
64光纤光栅传感器209
641光纤光栅概述209
642光纤光栅传感器原理及特点211
643光纤光栅的耦合模理论212
644光纤光栅传感探测解调技术212
645长周期光纤光栅216
65光纤传感器的应用218
651光纤位移传感器218
652光纤压力传感器220
653光纤温度传感器221
654化学溶液浓度的测量222
655船舶结构健康监测系统222
思考题223
第7章视觉传感技术224
71概述224
711生物视觉与机器视觉224
712Marr计算机视觉理论225
713视觉传感测量技术的发展226
72图像传感器227
721摄像管工作原理227
722电荷耦合摄像器件工作原理228
723CCD图像传感器230
724CMOS图像传感器231
725CCD与CMOS图像传感器的
比较233
733D视觉传感技术234
7313D视觉传感原理234
732摄像机模型及结构参数标定
技术235
733结构光视觉传感器237
734双目立体视觉传感器239
735组合视觉测量系统240
74智能视觉传感技术241
741智能视觉传感器及其结构组成241
742智能视觉传感器的特点及其
发展趋势242
743典型的智能视觉传感器243
75视觉传感应用技术244
751汽车车身视觉检测系统244
752钢管直线度、截面尺寸在线视觉
测量系统245
753三维形貌视觉测量246
754光学数码三维坐标测量247
思考题248
第8章声表面波传感技术249
81概述249
82声表面波技术基础知识251
821声波及声表面波251
822声表面波的主要性质251
823声表面波的激发——叉指
换能器253
83研究SAW问题的相关基本
理论254
831压电效应及其本构方程254
832压电体内的波动方程254
833压电介质中的Christofel方程255
834压电基片切型表示255
835张量的坐标转换257
836声表面波特性的理论分析258
84SAW传感器技术259
841SAW传感器的结构形式与
基本原理259
842SAW传感器的信号检测与处理261
843SAW传感器的温度补偿264
85典型声表面波传感器简介267
851声表面波压力(应力)传感器267
852声表面波气体传感器269
853声表面波标签272
思考题274
第9章生物传感技术275
91概述275
911生物传感器的工作原理275
912生物传感技术的发展历史276
913生物传感器的分类276
92生物传感技术的分子识别原理
与技术277
921酶反应277
922微生物反应279
923免疫反应280
924膜技术282
93生物传感器仪器技术及其
应用284
931酶传感器284
932微生物传感器286
933免疫传感器290
934基因传感器295
935微悬臂梁生物传感器298
936生物芯片技术301
思考题303
第10章化学传感技术305
101概述305
1011化学传感器的工作原理305
1012化学传感技术的发展历史306
1013化学传感器的分类306
102气敏化学传感技术及其应用307
1021引言307
1022气敏传感器的主要特性308
1023半导体气敏传感器309
1024固态电解质气敏传感器313
1025其他气敏传感器315
103化学离子选择电极及其应用317
1031引言317
1032离子敏选择电极的原理及
基本构造318
1033pH玻璃电极320
1034晶体膜电极322
1035活动载体膜电极323
1036离子选择性场效应晶体管326
1037离子选择性电极的特点及应用329
思考题332
第11章前沿传感技术333
111概述333
112微机电传感器333
1121微传感器333
1122微机电传感器的基础理论和
技术基础333
1123几种典型微机电传感器338
113软测量与软传感器343
1131软测量概述343
1132软测量技术基本原理344
1133软测量技术的应用347
114模糊传感器349
1141模糊理论与模糊传感器349
1142模糊传感器的结构351
1143模糊传感器的应用353
115混沌测量356
1151混沌理论概述356
1152混沌在测量中的应用358
116仿生传感器362
1161仿生学概述362
1162仿生传感器的工作原理363
1163电子鼻364
思考题367
第2篇参考文献368
第3篇现代传感系统
第12章现代传感系统概述371
121现代传感系统的组成特点和
发展趋势371
1211现代传感系统的组成及特点371
1212现代传感系统的发展趋势372
122分布式测量系统373
1221分布式测量系统及其特征373
1222典型分布式测量系统的组成
结构374
1223分布式测量系统的软件支持376
1224分布式测量系统的设计开发376
123现场总线系统377
1231现场总线系统的体系结构378
1232典型现场总线协议379
1233现场总线仪表382
1234现场总线系统的实现384
124虚拟仪器386
1241虚拟仪器的组成与特点386
1242虚拟仪器的硬件支持388
1243虚拟仪器软件标准与开发环境389
1244网络化虚拟仪器391
1245虚拟仪器应用设计393
思考题396
第13章多传感器数据融合397
131多传感器数据融合概述397
1311多传感器数据融合过程397
1312多传感器数据融合的形式399
132多传感器数据融合模型400
1321多传感器数据融合结构400
1322多传感器数据融合模型402
133多传感器数据融合技术406
1331多传感器数据融合算法的
基本类型406
1332Kalman滤波407
1333基于Bayes理论的数据融合408
1334基于神经网络的数据融合409
1335基于专家系统的数据融合411
1336基于聚类分析的数据融合412
134多传感器数据融合技术的
应用413
1341人体对气温的感受413
1342管道泄漏检测中的数据融合415
1343医学咨询与诊断专家系统417
1344多传感器数据融合技术的
局限性418
思考题419
第14章智能传感技术420
141智能传感器概述420
1411智能传感器420
1412智能传感器的结构420
1413智能传感器的基本功能421
142智能传感器的关键技术421
1421间接传感422
1422线性化校正423
1423自诊断424
1424动态特性校正425
1425自校准与自适应量程426
1426电磁兼容性427
143智能传感器系统的总线标准428
1431基于典型芯片级的总线428
1432USB总线437
1433IEEE1451智能传感器接口
标准439
144智能传感器技术新发展452
1441嵌入式智能传感器452
1442阵列式智能传感器453
思考题454
第15章无线传感器网络455
151网络组成455
1511无线传感器网络的网络结构455
1512传感器节点456
1513无线传感器网络协议栈456
1514无线传感器网络的特点457
152通信协议458
1521物理层458
1522MAC协议458
1523路由协议460
1524时间同步462
1525定位463
1526拓扑结构控制465
153硬件平台466
1531传感器节点467
1532网关节点设计468
1533WSN测试平台470
1534操作系统472
154无线传感器网络应用实例473
1541军事应用474
1542城市生命线475
1543健康监测475
1544环境监测476
1545大型场馆安全监测476
思考题476
第3篇参考文献477
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