现代传感技术与系统
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广东广州
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作者林玉池,曾周末 编
出版社机械工业出版社
ISBN9787111272366
出版时间2021-09
装帧平装
开本16开
定价69.8元
货号1202500806
上书时间2024-05-27
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目录
前言
篇传感基础
章绪论
1.1传感器及其分类
1.1.1传感器的定义
1.1.2传感器的分类
1.1.3传感器与传感技术
1.2信息与传感
1.2.1信息与信息技术
1.2.2信息的基本特征
1.2.3传感技术是信息的源头技术
1.2.4测量系统的信息模型
1.3传感技术的特点和作用
1.3.1传感技术的特点
1.3.2传感技术的地位与作用
1.4现代传感技术的发展现状与趋势
1.4.1现代传感技术的发展现状
1.4.2我国传感器产业发展现状及与国外的差距
1.4.3现代传感技术的发展趋势
思考题
第2章传感器的理论基础
2.1信息获取与信息感知
2.1.1信息获取
2.1.2传感器涉及的基础理论
2.2自然规律与传感器
2.2.1守恒定律
2.2.2场的定律——关于物质作用的定律
2.2.3物质定律
2.2.4统计物理学法则
2.3传感器的基础效应
2.3.1物质效应与物性型传感器
2.3.2光电效应
2.3.3电光效应
2.3.4磁光效应
2.3.5磁电效应
2.3.6热电效应和热释电效应
2.3.7压电.压阻和磁致伸缩效应
2.3.8约瑟夫逊效应与核磁共振
2.3.9光的多普勒效应和萨古纳克效应
2.3.10声音的多普勒效应及声电.声光效应
2.3.11与化学有关的效应
2.3.12纳米效应
2.4传感器的新型敏感材料
2.4.1敏感材料的工作机理
2.4.2敏感材料的类型与特性
2.4.3新型敏感材料
2.5弹性敏感元件
2.5.1概述
2.5.2弹性敏感元件的基本特性
2.5.3弹性敏感元件的材料
2.5.4典型弹性敏感元件
思考题
第3章传感器构成论
3.1传感器的构成方法
3.1.1传感器的基本构成
3.1.2传感器的结构类型
3.2传感器与被测对象的关联
3.2.1传感器与固体对象的关联
3.2.2传感器与流体对象的关联
3.3传感器对信号的选择
3.3.1传感器信号选择机理
3.3.2传感器的信号选择方式
3.4传感器的传递矩阵
3.4.1二端口传感器的一般表达式
3.4.2二端口传感器的传递矩阵
3.4.3二端口传感器的负载效应
3.4.4传感器的广义输入.输出特性
3.4.5负载效应的理论机理及消除方法
3.5双向传感器统一理论
3.6传感器敏感元件的加工新技术
3.6.1薄膜技术
3.6.2微细加工技术
3.6.3离子注入技术
3.7传感器的性能指标
3.7.1传感器的静态数学模型及其静态特性指标
3.7.2传感器的动态数学模型及其动态特性指标
3.7.3传感器的其他性能指标
3.8传感器的不失真测量条件
3.8.1输出信号的失真
3.8.2不失真测量条件
思考题
第4章传感器的应用基础
4.1测量概述
4.1.1测量与计量
4.1.2测量误差的概念
4.1.3测量精度
4.1.4测量的基本方法
4.1.5测量系统
4.2量值的传递与溯源
4.2.1量值的概念
4.2.2量值的传递
4.2.3量值的溯源
4.2.4量值传递与量值溯源的区别
4.3传感器的标定与校准
4.3.1标定和校准
4.3.2传感器的静态标定
4.3.3传感器的动态标定
4.4传感器的误差与信噪比
4.4.1传感器的误差
4.4.2传感器的信噪比
4.5噪声及其抑制
4.5.1干扰与噪声
4.5.2传感器的噪声
4.5.3噪声的耦合方式
4.5.4传感器的低噪化方法
4.6传感器中的抗干扰措施
4.6.1屏蔽
4.6.2接地
4.6.3浮置
4.6.4滤波
4.6.5光电耦合
4.6.6印制电路板的抗干扰
4.6.7传感器的抗干扰
4.7改善传感器性能的技术途径
4.7.1结构.材料与参数的合理选择
4.7.2差动技术
4.7.3平均技术
4.7.4补偿与校正
4.7.5稳定性处理
4.7.6屏蔽.隔离和干扰抑制
4.7.7零示法.微差法与闭环技术
4.7.8集成化与智能化
4.8选用传感器的一般原则
思考题
篇参考文献
第2篇典型传感技术
第5章光电传感技术
5.1概述
5.1.1光学基础知识
5.1.2光电式传感器的组成及特点
5.2传感器用光源
5.2.1对光源的基本要求
5.2.2常用光源
5.3光电探测器件及弱信号探测技术
5.3.1光电探测器件
5.3.2弱信号探测
5.4激光传感技术
5.4.1激光干涉法
5.4.2激光衍射法
5.4.3激光莫尔法
5.4.4激光扫描法
5.4.5激光准直法
5.4.6激光测距
5.4.7散斑测量
5.4.8全息干涉测量
5.5红外传感技术
5.5.1红外辐射的基本知识
5.5.2红外辐射的基本定律
5.5.3红外探测器
5.5.4红外传感系统的组成
5.5.5红外探测的光学系统
5.5.6红外探测的辅助电路
5.5.7红外测温
5.5.8红外成像
5.5.9红外无损检测
思考题
第6章光纤传感技术
6.1光纤概述
6.1.1光纤的基本概念
6.1.2光纤的损耗与色散
6.1.3光纤的偏振与双折射
6.2光纤用光源和传输连接器件
6.2.1光纤用光源
6.2.2光纤无源器件
6.3光纤传感原理
6.3.1光纤传感器
6.3.2光纤中的光波调制技术
6.4光纤光栅传感器
6.4.1光纤光栅概述
6.4.2光纤光栅传感器原理及特点
6.4.3光纤光栅的耦合模理论
6.4.4光纤光栅传感探测解调技术
6.4.5长周期光纤光栅
6.5光纤传感器的应用
6.5.1光纤位移传感器
6.5.2光纤压力传感器
6.5.3光纤温度传感器
6.5.4化学溶液浓度的测量
6.5.5船舶结构健康监测系统
思考题
第7章视觉传感技术
7.1概述
7.1.1生物视觉与机器视觉
7.1.2Marr计算机视觉理论
7.1.3视觉传感测量技术的发展
7.2图像传感器
7.2.1摄像管工作原理
7.2.2电荷耦合摄像器件工作原理
7.2.3CCD图像传感器
7.2.4CMOS图像传感器..
7.2.5CCD与CMOS图像传感器的比较
7.33D视觉传感技术
7.3.13D视觉传感原理
7.3.2摄像机模型及结构参数标定技术
7.3.3结构光视觉传感器
7.3.4双目立体视觉传感器
7.3.5组合视觉测量系统
7.4智能视觉传感技术
7.4.1智能视觉传感器及其结构组成
7.4.2智能视觉传感器的特点及其发展趋势
7.4.3典型的智能视觉传感器
7.5视觉传感应用技术
7.5.1汽车车身视觉检测系统
7.5.2钢管直线度.截面尺寸在线视觉测量系统
7.5.3三维形貌视觉测量
7.5.4光学数码三维坐标测量
思考题
第8章声表面波传感技术
8.1概述
8.2声表面波技术基础知识
8.2.1声波及声表面波
8.2.2声表面波的主要性质
8.2.3声表面波的激发——叉指换能器
8.3研究SAW问题的相关基本理论
8.3.1压电效应及其本构方程
8.3.2压电体内的波动方程
8.3.3压电介质中的Christofel方程
8.3.4压电基片切型表示
8.3.5张量的坐标转换
8.3.6声表面波特性的理论分析
8.4SAW传感器技术
8.4.1SAW传感器的结构形式与基本原理
8.5.1声表面波压力(应力)传感器
8.5.2声表面波气体传感器
8.5.3声表面波标签
思考题
第9章生物传感技术
9.1概述
9.1.1生物传感器的工作原理
9.1.2生物传感技术的发展历史
9.1.3生物传感器的分类
9.2生物传感技术的分子识别原理与技术
9.2.1酶反应
9.2.2微生物反应
9.2.3免疫反应
9.2.4膜技术
9.3生物传感器仪器技术及其应用
9.3.1酶传感器
9.3.2微生物传感器
9.3.3免疫传感器
9.3.4基因传感器
9.3.5微悬臂梁生物传感器
9.3.6生物芯片技术
思考题
0章化学传感技术
10.1概述
10.1.1化学传感器的工作原理
10.1.2化学传感技术的发展历史
10.1.3化学传感器的分类
10.2气敏化学传感技术及其应用
10.2.1引言
10.2.2气敏传感器的主要特性
10.2.3半导体气敏传感器
10.2.4固态电解质气敏传感器
10.2.5其他气敏传感器
10.3化学离子选择电极及其应用
10.3.1引言
10.3.2离子敏选择电极的原理及基本构造
10.3.3pH玻璃电极
10.3.4晶体膜电极
10.3.5活动载体膜电极
10.3.6离子选择性场效应晶体管
10.3.7离子选择性电极的特点及应用
思考题
1章前沿传感技术
11.1概述
11.2微机电传感器
11.2.1微传感器
11.2.2微机电传感器的基础理论和技术基础
11.2.3几种典型微机电传感器
11.3软测量与软传感器
11.3.1软测量概述
11.3.2软测量技术基本原理
11.3.3软测量技术的应用
11.4模糊传感器
11.4.1模糊理论与模糊传感器
11.4.2模糊传感器的结构
11.4.3模糊传感器的应用
11.5混沌测量
11.5.1混沌理论概述
11.5.2混沌在测量中的应用
11.6仿生传感器
11.6.1仿生学概述
11.6.2仿生传感器的工作原理
11.6.3电子鼻
思考题
第2篇参考文献
第3篇现代传感系统
2章现代传感系统概述
12.1现代传感系统的组成特点和发展趋势
12.1.1现代传感系统的组成及特点
12.1.2现代传感系统的发展趋势
12.2分布式测量系统
12.2.1分布式测量系统及其特征
12.2.2典型分布式测量系统的组成结构
12.2.3分布式测量系统的软件支持
12.2.4分布式测量系统的设计开发
12.3现场总线系统
12.3.1现场总线系统的体系结构
12.3.2典型现场总线协议
12.3.3现场总线仪表
12.3.4现场总线系统的实现
12.4虚拟仪器
12.4.1虚拟仪器的组成与特点
12.4.2虚拟仪器的硬件支持
12.4.3虚拟仪器软件标准与开发环境
12.4.4网络化虚拟仪器
12.4.5虚拟仪器应用设计
思考题
3章多传感器数据融合
13.1多传感器数据融合概述
13.1.1多传感器数据融合过程
13.1.2多传感器数据融合的形式
13.2多传感器数据融合模型
13.2.1多传感器数据融合结构
13.2.2多传感器数据融合模型
13.3多传感器数据融合技术
13.3.1多传感器数据融合算法的基本类型
13.3.2Kalman滤波
13.3.3基于Bayes理论的数据融合
13.3.4基于神经网络的数据融合
13.3.5基于专家系统的数据融合
13.3.6基于聚类分析的数据融合
13.4多传感器数据融合技术的应用
13.4.1人体对气温的感受
13.4.2管道泄漏检测中的数据融合
13.4.3医学咨询与诊断专家系统
13.4.4多传感器数据融合技术的局限性
思考题
4章智能传感技术
14.1智能传感器概述
14.1.1智能传感器
14.1.2智能传感器的结构
14.1.3智能传感器的基本功能
14.2智能传感器的关键技术
14.2.1间接传感
14.2.2线性化校正
14.2.3自诊断
14.2.4动态特性校正
14.2.5自校准与自适应量程
14.2.6电磁兼容性
14.3智能传感器系统的总线标准
14.3.1基于典型芯片级的总线
14.3.2USB总线
14.3.3IEEE1451智能传感器接口标准
14.4智能传感器技术新发展
14.4.1嵌入式智能传感器
14.4.2阵列式智能传感器
思考题
5章无线传感器网络
15.1网络组成
15.1.1无线传感器网络的网络结构
15.1.2传感器节点
15.1.3无线传感器网络协议栈
15.1.4无线传感器网络的特点
15.2通信协议
15.2.1物理层
15.2.2MAC协议
15.2.3路由协议
15.2.4时间同步
15.2.5定位
15.2.6拓扑结构控制
15.3硬件平台
15.3.1传感器节点
15.3.2网关节点设计
15.3.3WSN测试平台
15.3.4操作系统
15.4无线传感器网络应用实例
15.4.1军事应用
15.4.2城市生命线
15.4.3健康监测
15.4.4环境监测
15.4.5大型场馆安全监测
思考题
第3篇参考文献
内容摘要
本书从传感器的基础理论入手，围绕传感技术的应用，介绍现代传感技术的共性知识，通过介绍典型传感技术和实际应用中传感系统的组成、结构，使读者掌握传感器及测试系统的原理、结构和应用的一般规律，以便举一反三，能通过检索、阅读相关资料轻松使用新的传感器。书中内容既有传统传感器，又有近年出现的新传感技术介绍，体现了现代传感技术的发展脉络。本书内容突出传感领域的共性知识，涉及面宽，实用性强，适合作为仪器仪表、电子信息、自动化、机械工程、物理、材料等学科的研究生教学或自学用书，以及本科生的参考书，也可供相关领域的工程技术和科学研究人员使用。
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