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章節(jié)目錄：

第7 章　人體探測器 214

第8 章　位置、位移和水平傳感器 269

第9 章　速度和加速度傳感器 307

第10 章　力和應(yīng)變傳感器 334

第11 章　壓力傳感器 348

第12 章　流量傳感器 367

第13 章　聲學(xué)傳感器 394

第14 章　濕度傳感器 412

第15章　光學(xué)探測器 427

第16 章　電離輻射探測器 463

第17 章　溫度傳感器 476

第18 章　化學(xué)和生物傳感器 525

第19 章　傳感器材料與技術(shù) 571

附錄 597

部分詳細目錄：

譯叢序言
譯者序
前言
第1章　數(shù)據(jù)獲取 1
1.1　傳感器、信號和系統(tǒng) 1
1.2　傳感器的分類 6
1.3　測量的單位 8
參考文獻 10
第2章　傳遞函數(shù) 11
2.1　數(shù)學(xué)模型 11
2.1.1　概念 12
2.1.2　函數(shù)逼近 12
2.1.3　線性回歸 15
2.1.4　多項式逼近 15
2.1.5　靈敏度 16
2.1.6　線性分段逼近 16
2.1.7　樣條插值 17
2.1.8　多維傳遞函數(shù) 18
2.2　校準 18
2.3　參數(shù)計算 20
2.4　激勵的計算 22
2.4.1　利用解析式 23
2.4.2　使用線性分段逼近法 23
2.4.3　激勵的迭代計算（牛頓法） 25
參考文獻 27
第3章　傳感器特性 28
3.1　用于移動通信設(shè)備中的傳感器 28
3.1.1　MCD傳感器的需求 29
3.1.2　集成 30
3.2　量程（滿量程輸入） 31
3.3　滿量程輸出 31
3.4　精度 32
3.5　校準誤差 34
3.6　遲滯 35
3.7　非線性度 36
3.8　飽和度 37
3.9　重復(fù)性 37
3.10　死區(qū) 38
3.11　分辨率 38
3.12　特殊性質(zhì) 39
3.13　輸出阻抗 39
3.14　輸出格式 39
3.15　激勵 40
3.16　動態(tài)特性 40
3.17　傳感器元件的動態(tài)模型 44
3.17.1　力學(xué)元件 44
3.17.2　熱學(xué)元件 45
3.17.3　電學(xué)元件 46
3.17.4　類比 47
3.18　環(huán)境因素 47
3.19　可靠性 49
3.19.1　MTTF 49
3.19.2　極限測試 50
3.19.3　加速壽命測試 50
3.20　應(yīng)用特性 52
3.21　不確定性 52
參考文獻 55
第4章　感知的物理原理 56
4.1　電荷、電場和電勢 56
4.2　電容 62
4.2.1　電容器 63
4.2.2　介電常數(shù) 64
4.3　磁性 67
4.3.1　法拉第定律 69
4.3.2　永磁體 71
4.3.3　線圈和螺線管 72
4.4　電磁感應(yīng) 72
4.4.1　楞次定律 76
4.4.2　電渦流 76
4.5　電阻 77
4.5.1　電阻率 79
4.5.2　電阻的溫度靈敏度 80
4.5.3　電阻的應(yīng)變靈敏度 82
4.5.4　電阻的濕度靈敏度 84
4.6　壓電效應(yīng) 84
4.6.1　壓電陶瓷材料 87
4.6.2　高分子壓電薄膜 90
4.7　熱釋電效應(yīng) 91
4.8　霍爾效應(yīng) 96
4.9　熱電效應(yīng) 98
4.9.1　澤貝克效應(yīng) 98
4.9.2　佩爾捷效應(yīng) 102
4.10　聲波 103
4.11　材料的溫度和熱性質(zhì) 105
4.11.1　溫標 106
4.11.2　熱膨脹 107
4.11.3　熱容 108
4.12　熱傳遞 109
4.12.1　熱傳導(dǎo) 110
4.12.2　熱對流 112
4.12.3　熱輻射 112
參考文獻 120
第5章　傳感器的光學(xué)元件 123
5.1　光 123
5.1.1　光子能量 123
5.1.2　光的偏振 124
5.2　光的散射 125
5.3　幾何光學(xué) 126
5.4　輻射測量 127
5.5　光度測量 131
5.6　窗口 133
5.7　反射鏡 134
5.7.1　涂層反射鏡 135
5.7.2　棱鏡 136
5.8　透鏡 136
5.8.1　曲面透鏡 137
5.8.2　菲涅耳透鏡 138
5.8.3　平面納米透鏡 140
5.9　光纖光學(xué)和波導(dǎo) 141
5.10　光學(xué)效率 144
5.10.1　透鏡效應(yīng) 144
5.10.2　集中器 145
5.10.3　吸熱涂層 146
5.10.4　抗反射涂層 147
參考文獻 148
第6 章　接口電路 149
6.1　信號調(diào)節(jié)器 150
6.1.1　輸入特性 151
6.1.2　放大器 155
6.1.3　運算放大器 155
6.1.4　電壓跟隨器 157
6.1.5　電荷-電壓轉(zhuǎn)換器和電流-電壓轉(zhuǎn)換器 157
6.1.6　光-電壓轉(zhuǎn)換器 159
6.1.7　電容-電壓轉(zhuǎn)換器 160
6.1.8　閉環(huán)電容-電壓轉(zhuǎn)換器 162
6.2　傳感器的連接 164
6.2.1　比例電路 164
6.2.2　差分電路 166
6.2.3　惠斯通電橋 167
6.2.4　零點平衡電橋 169
6.2.5　電橋放大器 170
6.3　激勵電路 171
6.3.1　電流發(fā)生器 172
6.3.2　電壓發(fā)生器 174
6.3.3　基準電壓源 176
6.3.4　振蕩器 176
6.4　A-D轉(zhuǎn)換器 177
6.4.1　基本概念 177
6.4.2　V-F轉(zhuǎn)換器 179
6.4.3　PWM轉(zhuǎn)換器 182
6.4.4　R-F轉(zhuǎn)換器 183
6.4.5　逐次逼近轉(zhuǎn)換器 184
6.4.6　分辨率擴展 185
6.4.7　A-D轉(zhuǎn)換器接口 187
6.5　集成接口 188
6.5.1　電壓處理器 189
6.5.2　電感處理器 189

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精彩書摘

傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱之一，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳感器也在不斷地更新?lián)Q代并向著自動化程度更高的方向發(fā)展。從基礎(chǔ)科學(xué)的研究到航天航空、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)、移動通信、智能家居等各領(lǐng)域，傳感器都得到了廣泛應(yīng)用。近年來，傳感器技術(shù)已成為國內(nèi)高校機械電子學(xué)、電子科學(xué)與技術(shù)、人工智能等專業(yè)本科生的必修課程。進入21 世紀，人們越來越親身感受到?jīng)]有傳感器就沒有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，傳感器技術(shù)已成為科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志之一。

本書由美國Fraden Corp.公司的總裁Jacob Fraden博士編寫，他已經(jīng)在傳感器、醫(yī)療儀器、安全、能源管理等領(lǐng)域擁有近60項專利。

本書從原理、設(shè)計和應(yīng)用方面，全面介紹了應(yīng)用于科學(xué)、工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域的各種傳感器，內(nèi)容新穎，理論性和實用性很強。

全書內(nèi)容分為19章。第1章介紹了有關(guān)傳感器的基礎(chǔ)知識；第2章介紹了描述傳感器基本特性的方法， 即傳遞函數(shù)；第3章系統(tǒng)性地介紹了傳感器的各項特性及要求；第4章介紹了非電量至電量的各種轉(zhuǎn)換的物理原理；第5章介紹了傳感器設(shè)計中的光學(xué)知識；第6章則針對傳感器常用的接口電路， 介紹了電信號的測量、放大及轉(zhuǎn)換方法等；第7章~18章重點從應(yīng)用的角度介紹了各種傳感器，包括人體探測器、位置與位移和水平傳感器、速度和加速度傳感器、力和力變傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、聲傳感器、濕度傳感器、光探測器、電離輻射探測器、溫度傳感器、化學(xué)和生物傳感器；第19 章介紹了制作傳感器的各種材料。本書的附錄還提供了很多有用的資料， 對讀者暢讀本書大有益處。

本書第1章~第8章由北京理工大學(xué)宋萍翻譯，第9章~第11章由中國儀器進出口集團有限公司潘志強翻譯，第12章~第19章及附錄由北京理工大學(xué)隋麗翻譯，全書譯稿的統(tǒng)校工作由宋萍和隋麗完成。此外課題組的部分碩士研究生和博士研究生也為本書的翻譯提供了幫助，在此表示最誠摯的謝意。同時還要感謝機械工業(yè)出版社的舒雯編輯、楊明遠編輯和雷云輝編輯為本書的出版所付出的辛苦。

由于譯者水平有限，書中難免有錯譯、誤議等不當之處，敬請讀者批評指正，在此先致感謝之意。

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前言/序言

　　眾多使用計算機控制的設(shè)備可以洗衣服、泡咖啡、播放音樂、看家護院，可以實現(xiàn)許多有用的功能。然而，沒有電子設(shè)備能在不接收外部信息的情況下運行。即使這些信息來自設(shè)備鏈中某處的其他電子設(shè)備，該鏈中也至少存在一個組件用于感知外部輸入的信號，該組件便是傳感器?，F(xiàn)代信號處理器是處理通常由電脈沖表示的二進制碼的設(shè)備。我們生活在一個模擬世界中，這個世界中的信息大多數(shù)不是數(shù)字或電子的（除了原子水平），傳感器是各種物理量與電子電路之間的接口設(shè)備，它們只能“理解”移動電荷所傳遞的語言。換句話說，傳感器是硅芯片的眼睛、耳朵和鼻子。本書講述的是與生物體的感知器官非常不同的人造傳感器。