感測器實用技術

《感測器實用技術》是2016年12月機械工業出版社出版的圖書，作者是徐開先、錢正洪、張彤、劉沁。

基本介紹

• 書名：感測器套用技術
• 作者：徐開先、錢正洪、張彤、劉沁
• ISBN：978-7-118-11103-3
• 類別：TP212
• 頁數：687
• 定價：120.00
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2016年12月
• 裝幀：平裝
• 開本：16

內容簡介

本書介紹了國內外感測器及感測技術的新理論、新動向、新成果，內容涵蓋了作者幾十年來的科研、教學成果及實踐經驗，力求讓讀者對我國感測器及感測技術有一個深刻、全面、客觀的認識，進而提高讀者解決實際問題的能力。

本書系統地介紹了感測器及感測技術的基本概念、發展趨勢、市場需求及產業概況，介紹了智慧型感測器、MEMS感測器、生物感測器、力敏感測器、溫度感測器、磁敏感測器、光敏感測器、濕敏感測器、氣敏感測器、離散感測器的基本概念、特性參數、製備工藝、選型原則及套用。對感測器的可靠性設計、可靠性試驗、可靠性篩選給出了實際的例證和失效分析實例。

本書適合於主管國家感測器技術和產業規劃的政府官員；感測器設計、製造部門的工程技術人員、工藝人員、技術工人；感測器套用部門的工程技術人員、維修人員；大專院校相關專業的教師、學生以及有關部門的研究人員閱讀。

目錄

第1章感測器與感測技術概述

1.1感測器與感測技術的基本概念及特點

1.2感測器的作用和戰略地位

1.3感測器的分類

1.4感測器的特性

1.4.1感測器的靜態特性

1.4.2感測器的動態特性

1.5感測器的命名、代號及圖形符號

1.5.1感測器的命名

1.5.2感測器的代號

1.5.3感測器的圖用圖形符號

1.6感測器及感測技術發展趨勢

1.6.1感測技術發展趨勢

1.6.2感測器產業發展趨勢

1.6.3敏感材料發展趨勢

1.6.4感測器製備工藝發展趨勢

1.7感測器發展戰略研究

1.7.1感測器產品、工藝(裝備)、材料發展重點

1.7.2打造感測器產業基地

1.7.3感測器發展路線

1.7.4感測器發展措施建議

1.8國內感測器發展概況

1.8.1感測器產業發展現狀

1.8.2感測器市場國內需求分析

1.8.3感測器產業發展存在的主要問題

1.9國外感測器發展概況

1.9.1國外感測器發展經驗借鑑

1.9.2國際感測器產業發展趨勢

1.9.3國外感測器產業現狀

1.9.4國外感測器市場需求狀況

第2章智慧型感測器

2.1智慧型感測器的基本概念及分類

2.2智慧型感測器的構成、功能與特點

2.2.1智慧型感測器的構成

2.2.2智慧型感測器功能

2.2.3智慧型感測器的特點

2.3智慧型感測器的技術剖析

2.3.1智慧型感測器的基礎理論——信息(數據)融合技術

2.3.2智慧型感測器的設計

2.3.3智慧型感測器實現的主要技術路徑

2.3.4智慧型感測器標準體系

2.4智慧型感測器的實現途徑

2.4.1非集成化實現

2.4.2集成化實現

2.4.3混合實現

2.5智慧型感測器的通信接口、協定

2.5.1智慧型感測器的通信接口

2.5.2智慧型感測器的協定、匯流排

2.6智慧型感測器的發展趨勢

2.7智慧型感測器的套用

2.7.1智慧型感測器在汽車電子系統套用

2.7.2在環境監測方面的套用

2.7.3在航天航空、通信領域的套用

2.7.4在武器系統中的套用

第3章MEMS感測器及其套用

3.1 MEMS感測器的基本概念

3.1.1 MEMS感測器概述

3.1.2 MEMS感測器的優點及典型特徵

3.1.3 MEMS感測器分類

3.1.4 MEMS感測器的技術發展趨勢

3.2 MEMS感測器製作與材料

3.2.1 MEMS感測器製作特點

3.2.2 MEMS感測器典型材料

3.3 MEMS感測器的典型製備工藝

3.3.1 MEMS感測器膜製備工藝

3.3.2 MEMS感測器的光刻技術

3.3.3 MEMS感測器的乾法腐蝕和濕法腐蝕工藝

3.3.4矽自停止腐蝕工藝

3.3.5 MEMS體微加工的表面犧牲層工藝和LIGA工藝

3.3.6 MEMS感測器的鍵合工藝

3.3.7 MEMS感測器晶圓的切割與封裝

3.4 MEMS感測器測試

3.5 MEMS感測器設計仿真簡介

3.5.1仿真工具簡介

3.5.2仿真設計實例——梳齒式加速度感測器的設計

3.6 MEMS感測器套用

3.6.1 MEMS感測器的典型套用

3.6.2 MEMS感測器的其他套用

第4章生物晶片和生物感測器

4.1生物晶片及生物感測器的基本概念

4.2生物晶片及生物感測器的分類

4.2.1生物晶片的分類

4.2.2生物感測器的分類

4.3生物感測器的製備

4.4生物感測器的發展趨勢

4.4.1生物晶片的發展趨勢

4.4.2生物感測器發展趨勢

4.5生物晶片、生物感測器國內外概況

4.5.1生物晶片、生物感測器國外概況

4.5.2我國生物晶片、生物感測器的現狀

4.5.3我國生物感測器技術發展歷程

4.6生物感測器的套用

4.6.1生物感測器在醫學領域中的套用

4.6.2生物感測器在發酵工業中的套用

4.6.3生物感測器在環境檢測方面的套用

第5章力敏元件及感測器

5.1力敏元件及感測器的分類

5.2力敏元件及感測器的特性參數

5.2.1應變式力敏元件及感測器

5.2.2壓阻式力敏元件及感測器

5.2.3電容式力敏元件及感測器

5.2.4壓電式力敏元件及感測器

5.2.5電感式力敏元件及感測器

5.2.6諧振式力敏元件及感測器

5.3力敏元件及感測器的製造技術

5.3.1主要工藝流程

5.3.2氧化工藝

5.3.3光刻

5.3.4擴散和注入

5.3.5退火和再擴

5.3.6澱積工藝

5.3.7電極製備工藝

5.3.8電極合金化

5.3.9表面鈍化

5.3.10矽膜片的形成

5.3.11封接技術

5.3.12焊接和充灌技術

5.3.13典型的力敏感測器結構

5.3.14力敏感測器典型的工藝流程

5.3.15其他製備技術

5.4力敏感測器的溫度補償

5.4.1擴散矽壓阻式壓力感測器溫度補償的基本術語

5.4.2擴散矽壓阻式感測器的熱漂移與供電的關係

5.4.3擴散矽壓阻式壓力感測器的溫度補償原理(串並聯電阻法)

5.4.4擴散矽壓阻式壓力感測器的溫度補償計算方法(串並聯電阻法一)

5.4.5擴散矽壓阻式壓力感測器的溫度補償計算方法(串並聯電阻法二)

5.4.6感測器的溫度補償方法(軟體補償)

5.4.7應變片感測器的溫度補償

5.5力敏元件及感測器的選用原則

5.5.1按性能指標要求選用

5.5.2按使用環境要求選用

5.5.3按測量對象要求選用

5.5.4選用舉例

5.6力敏元件及感測器的發展及套用

5.6.1直流電橋測量電路

5.6.2頻率測量電路

5.6.3電荷放大測量電路

5.6.4差動電容測量電路

第6章熱敏元件、溫度感測器及套用技術

6.1溫度測量的基本概念

6.2熱敏元件、溫度感測器的基本原理及特性參數

6.2.1熱電偶

6.2.2熱電阻

6.2.3熱敏電阻器

6.2.4熱輻射溫度感測器

6.2.5新型溫度感測器

6.3熱敏元件及感測器製備技術

6.3.1熱敏電阻器的製備技術

6.3.2鉑熱電阻的製備技術

6.4熱敏元件、溫度感測器的套用技術

6.4.1測量電路

6.4.2溫度控制

6.4.3溫度儀表

6.5測溫元件、測溫感測器及測溫儀表的選用

6.5.1測溫元件選擇

6.5.2測溫感測器選擇

6.5.3溫度變送器的選用

6.5.4溫度儀表的選用

第7章磁敏元件及感測器

7.1磁敏元件及感測器的分類與特性參數

7.1.1磁敏元件及感測器分類

7.1.2磁敏元件的特性參數

7.1.3磁敏感測器的原理與特性

7.1.4磁敏元件及感測器性能比較

7.2磁感測器的製備工藝

7.2.1固態磁敏感測器製備關鍵工藝

7.2.2霍爾敏感元件的製備

7.2.3薄膜磁阻感測器的製備

7.2.4磁敏單元與半導體電路的工藝集成

7.3磁敏感測器的信號處理與補償技術

7.3.1信號處理電路

7.3.2溫度補償與處理

7.3.3非線性補償與處理

7.3.4零點補償與處理

7.4磁敏感測器的套用

7.4.1磁敏感測器的套用領域

7.4.2磁敏感測器的選用原則

7.4.3磁敏感測器的典型套用

第8章光敏元件及感測器

8.1光敏元器件及感測器分類

8.2光敏元件的工作原理

8.2.1光電導元件的工作原理及結構特點

8.2.2光電池的工作原理

8.2.3 PIN光敏二極體

8.2.4雪崩光敏二極體

8.2.5光敏三極體的工作原理

8.2.6色敏元件

8.2.7光電位敏元件的工作原理

8.3光敏元件的特性

8.3.1光照特性

8.3.2光譜特性

8.3.3伏安特性

8.3.4頻率特性

8.3.5溫度特性

8.3.6靈敏度和積分靈敏度

8.3.7穩定性及壽命

8.3.8光電流和暗電流

8.4光敏元件的設計和製作工藝

8.4.1矽光電池的設計

8.4.2位敏元件的設計

8.4.3光敏元件的製備工藝

8.5其他光敏元器件

8.5.1自掃描光敏二極體陣列

8.5.2非晶矽光敏元件

8.5.3化合物光電池

8.5.4其他類型光敏元件

8.6光敏元件的套用

8.6.1光敏元件的溫度補償技術

8.6.2光敏元件的套用基礎

8.7光敏元件的選用要點

8.7.1光電導元件的選用

8.7.2光電池的套用

8.7.3光敏二極體、光敏三極體的選用

8.7.4位敏元件的選用

第9章濕敏元件及感測器的套用

9.1濕敏元件及濕度感測器的基本概念

9.1.1濕敏元件及感測器的分類

9.1.2濕敏元件及感測器的特性參數

9.1.3濕敏元件及感測器的國內外概況

9.1.4濕敏元件的發展趨勢

9.2濕敏元件及感測器的製備工藝

9.2.1陶瓷濕度感測器

9.2.2有機高分子濕度感測器

9.2.3樹脂分散型結露感測器

9.2.4半導體式濕度感測器

9.2.5電解質系濕度感測器

9.2.6濕度感測器的製作工藝

9.3濕敏元件及感測器的套用

9.3.1濕敏元件及感測器的選用原則

9.3.2濕敏元件及感測器的套用實例

9.3.3幾種濕度感測器的檢測電路

9.4濕度感測器的最新進展

9.4.1介孔濕度感測器

9.4.2多孔交聯聚合物濕度感測器

第10章氣敏元件及感測器的套用

10.1氣敏元件及感測器的基本概念

10.1.1氣敏元件及感測器的分類

10.1.2氣敏元件及感測器的特性參數

10.1.3氣敏元件及感測器的國內外概況

10.1.4氣敏元件及感測器的發展趨勢

10.2氣敏元件及感測器的工作原理和製備工藝

10.2.1半導體式氣體感測器

10.2.2固體電解質式氣體感測器

10.2.3接觸燃燒式氣體感測器

10.2.4電化學式氣體感測器

10.2.5有機高分子式氣體感測器

10.2.6集成複合型氣體感測器

10.2.7 MEMS氣體感測器

10.3氣敏元件及氣體感測器的套用

10.3.1氣敏元件及感測器的選用原則

10.3.2氣敏元件及氣體感測器在家居中的套用

10.3.3氣敏元件及氣體感測器在汽車中的套用

10.3.4氣敏元件及氣體感測器在工業上的套用

10.3.5氣敏元件及氣體感測器在檢測大氣污染氣體方面的套用

10.3.6氣敏元件及氣體感測器在醫療方面的套用

10.3.7氣敏元件及氣體感測器在家用電器方面的套用

10.3.8氣敏元件及氣體感測器在煤礦安全方面的套用

10.4氣體感測材料的最新進展

10.4.1金屬氧化物材料的結構調控與敏感特性

10.4.2石墨烯材料的結構調控與感測特性

第11章離散感測器及套用

11.1離散感測器的基本概況

11.1.1離散感測器的基本構成

11.1.2離散感測器的分類

11.1.3離散感測器產業發展的基本狀況和差距

11.1.4離散感測器的發展趨勢

11.2離散感測器的特徵參數

11.2.1離散感測器通用參數

11.2.2離散感測器特徵參數

11.3離散感測器製備工藝

11.3.1離散感測器的結構

11.3.2離散感測器的設計

11.3.3離散感測器的工藝

11.3.4感測器的測試檢驗

11.4離散感測器的套用

11.4.1離散感測器的選型原則

11.4.2離散感測器的套用及前景

第12章敏感元件及感測器可靠性技術

12.1可靠性技術基礎概述

12.1.1可靠性技術發展史

12.1.2可靠性技術及其特點

12.1.3可靠性技術中常用的幾個基本概念

12.1.4產品的壽命分布

12.1.5可靠性設計

12.1.6環境試驗

12.1.7可靠性試驗

12.1.8可靠性管理

12.2敏感元件及感測器的可靠性試驗

12.2.1概述

12.2.2力敏元件及感測器可靠性試驗

12.2.3熱敏元件及溫度感測器可靠性試驗

12.2.4光敏元件及光感測器可靠性試驗

12.2.5磁敏元件及感測器可靠性試驗

12.2.6濕敏元件可靠性試驗

12.2.7氣敏元件可靠性試驗

12.2.8離子敏感元件可靠性試驗

12.3敏感元件及感測器的失效分析

12.3.1概述

12.3.2分析方法

12.3.3敏感元件及感測器失效分析實例

附錄

參考文獻